基因控制生物的性狀

1、基因控制生物的性狀第一課時教學目標知識目標1舉例說出生物的性狀，以及親子代間在性狀上的延續(xù)現(xiàn)象。2舉例說出性狀和相對性狀之間的區(qū)別。能力目標1通過觀察實驗，多媒體課件，培養(yǎng)比較、分析、歸納能力。2通過多媒體演示，培養(yǎng)學生分析和收集信息能力，以及歸納、總結(jié)及語言概括能力。情感目標1通過本節(jié)的學習，使學生樹立生活與科學是緊密相聯(lián)的觀點，樹立生物多樣性及保護的觀點。2培養(yǎng)學生由現(xiàn)象到本質(zhì)的抽象邏輯思維方法；并關(guān)注轉(zhuǎn)基因技術(shù)給人類帶來的影響。教學重點舉例說出生物的不同性狀和相對性狀之間的區(qū)別。教學難點理解生物性狀與相對性狀的區(qū)別。教學方法觀察討論歸納法、多媒體演示法、談話引導法。教具準備1教師準備：（

2、1）投影片；（2）有關(guān)生物性狀和相對性狀的圖片和資料。2學生準備：收集具有相對性狀的果實或種子；課前調(diào)查親人之間形體特征上的差異。課時安排1課時教學過程復習舊課，導入新課教師：在第一章我們學習了各種生物的生殖和發(fā)育，接下來大家看幻燈片，一起復習前一章的重點內(nèi)容。（注：打開幻燈片）1植物的生殖方式有哪幾種？2昆蟲的生殖和發(fā)育，舉一例說明。3兩棲動物的生殖和發(fā)育，舉例說明。4鳥的生殖和發(fā)育，舉例說明。參考答案：1植物的生殖有兩種生殖方式：是有性生殖，指由受精卵發(fā)育成新個體的生殖方式；是無性生殖，指不經(jīng)過兩性生殖細胞的結(jié)合，由母體直接產(chǎn)生新個體的過程。實踐應(yīng)用主要有兩種：一種是扦插，如甘薯、月季，第

3、二種是：嫁接，如桃、蘋果、梨樹等。2昆蟲的生殖與發(fā)育：以家蠶為例，可分為四個階段：卵幼蟲蛹成蟲。以蝗蟲為例，可分為三個階段：卵若蟲成蟲。3兩性動物的生殖與發(fā)育以青蛙為例：卵產(chǎn)于水中，形成幼蟲，經(jīng)過一系列變態(tài)，最終變成成蟲。除此之外，像：大鯢、蠑螈、蟾蜍等。4鳥的生殖與發(fā)育：鳥的生殖與發(fā)育過程需經(jīng)過六個階段：（注：對回答的同學給予客觀地、鼓勵性地評價；對有的同學描述不完整進行補充概括）講授新課教師：前一章我們主要學習了生物在生理上的繁殖與發(fā)育，在學習的過程中，我們或多或少會注意到一些現(xiàn)象，那么關(guān)于這些現(xiàn)象你能發(fā)現(xiàn)一些問題嗎？下面請看多媒體課件。多媒體演示：播放“動物世界”中關(guān)于家貓與野貓的生殖與

4、發(fā)育方面的錄像。（注：在播放前或播放過程中，向同學們強調(diào)：重點觀察小貓之間以及與母貓之間在形態(tài)特征上的差異。）教師：通過觀看關(guān)于貓的小片段之后，大家圍繞生物的生殖發(fā)育與形態(tài)特征方面，提一些相關(guān)的問題。學生1：為什么貓只生小貓，而生的不是小狗、小豬？是什么在起作用呢？學生2：為什么生出的小貓之間在毛色上總有許多差異？是什么原因引起的？學生3：在貓的身上有許多特征，這些特征都是由什么決定的？教師：針對剛才幾位同學的提問，我想通過大家的智慧能夠找出答案，請大家試著回答剛才幾位同學的提問。學生1：人們常說：“種瓜得瓜，種豆得豆”，我認為母貓肯定生小貓，這是生物上的一種遺傳現(xiàn)象。因為遺傳就是指的親子代間

5、的相似性。學生2：我認為小貓之間在毛色上的許多差異是生物上的變異現(xiàn)象，因為變異就是指親子間和子代個體間的差異。關(guān)于是什么原因引起的，我猜可能是基因突變。學生3：貓身上的形態(tài)特征是由遺傳物質(zhì)決定的。教師對剛才提問與回答的幾位同學給予積極地、贊揚性地評價。教師：在我們?nèi)粘Ｉ钪?，有許多關(guān)于遺傳和變異方面的實例。遺傳就是指親子間的相似性；變異是指親代和子代個體間的差異。不論是遺傳還是變異，它們都是通過生殖和發(fā)育而實現(xiàn)的。人們對遺傳和變異的認識，最初是從性狀開始的，以后隨著科學的發(fā)展，才逐漸深入到基因水平的。那么，什么是生物的性狀？子代的性狀與親代的性狀有關(guān)嗎？要研究這些問題，還須從生活入手，從事例入

6、手。大家拿出隨身攜帶的物品，并且閱讀與思考25頁的六道討論題。（注：同學們邊觀察邊討論；教師板書）板書：第二章生物的遺傳和變異第一節(jié)基因控制生物的性狀一、生物性狀的定義及舉例教師：咱們先請帶有豌豆種子的A同學說一下，豌豆有哪些性狀？同學A：我認為豌豆粒的大顆與小顆、紅色與白色都是豌豆的性狀。教師：大家都這么認為嗎？同學B：我認為豌豆粒的紅色與白色不是豌豆的性狀，而是豌豆的性狀的表現(xiàn)形式。豌豆的性狀應(yīng)指的是豌豆粒的大小及顏色，即豌豆的形態(tài)特征。教師：大家認為哪個同學說得更有道理，更準確呢？學生（齊呼）：B同學。教師：大家的選擇是正確的。A同學之所以沒有說對，大家?guī)退治鲆幌略?。學生：沒有搞清楚

7、生物的性狀的定義。教師：那么生物的性狀指的是什么呢？學生D：生物的性狀指的是包括生物體所有特征的總和。如形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、生理特征和行為方式等。教師：這位同學概括得很好。接下來咱們看一下25頁的插圖，看一下生物的性狀的不同表現(xiàn)形式，除此之外，你還能舉出其他的例子嗎？學生E：我?guī)У奶O果：一種是紅富士，一種是黃香蕉。它們從個體上比較，富士一般比黃香蕉要大，這是一種性狀上的不同表現(xiàn)形式；富士的顏色艷麗發(fā)紅色，黃香蕉的顏色發(fā)青、發(fā)黃，這也是性狀上的不同表現(xiàn)。學生F：市場上賣的葡萄，一種是大個的紫黑色有籽的圓葡萄；另一種是小個的青色無籽的長形葡萄，又叫牛奶葡萄。我認為除了大小、顏色這兩種性狀，還有有籽與無籽

8、、圓形與長形這兩種性狀，各有相對性狀。教師：剛才兩位同學都是生活的有心人，也能迅速將所學知識與生活結(jié)合起來，是大家學習的榜樣。總結(jié)剛才兩位同學的舉例，都是植物的果實與種子性狀的不同表現(xiàn)形式。在動物身上有哪些性狀呢？各有哪些表現(xiàn)形式？聯(lián)系實際作答。學生G：與人體有關(guān)的性狀有：耳垂的有無、單雙眼皮等。教師：很好，除此之外，書上還有兩種性狀大家看一下。然后，相互之間觀察一下，想想自己屬于哪種。（注：學生自由活動）教師：咱們先請一位同學復述一下自己的性狀，然后再讓他找出與之相對應(yīng)的表現(xiàn)性狀。學生G：我沒有耳垂，M同學有耳垂；我是雙眼皮，M同學是單眼皮；我大拇指可以向背側(cè)彎曲，N同學不能向背側(cè)彎曲；我的

9、舌可以由兩側(cè)向中央卷曲，但W同學則不能由兩側(cè)向中央卷曲。（注：讓此同學表述時，讓他表演，以及他所提到的同學也做出表演）教師：很棒，太精彩了。這位同學身上的每一種性狀與其他四位同學身上的性狀有所差異，而這些差異，又都是同一性狀上的差異，是相對的，咱們把這種相對的不同的表現(xiàn)形式叫什么呢？學生H：相對性狀。板書：二、相對性狀的定義及舉例教師：任選一種人體性狀，想想你與父親或母親是否相同。如果不同，再看看你與父母的父母是否相同。這說明了什么？學生I：我是單眼皮，爸爸也是單眼皮，說明性狀是可以遺傳的。學生J：我有耳垂，我媽媽也有耳垂，說明耳垂這種性狀是可以遺傳的。教師：很好，非常感謝這兩位同學。他們兩者

10、說明一個問題就是學生K：生物的性狀可以遺傳。教師：是不是生物體的所有性狀都可以遺傳呢？學生L：不是。教師：請舉一例說明。學生M：我爸媽的臉上都有一些黑斑，但我的臉上白白凈凈的，一點色斑都沒有。教師：哪個同學還能舉出類似的例子？學生N：我爸爸媽媽都不是近視，但我從小就帶上了近視眼鏡，爸爸說這是天生的。教師：剛才兩位同學都舉了例子，都說明一點：生物體的所有性狀并不是都能遺傳。除了人之外，還有其他的例子嗎？學生O：比如稻田中水肥充足的地方的稻苗比水肥不充足的要粗壯或結(jié)穗更大。教師：這個例子舉得很好。大家思考一下它與前兩位同學的舉例本質(zhì)區(qū)別。學生P：我認為稻苗的粗細受水肥的影響大。（說明：生物的性狀受

11、環(huán)境的影響）學生Q：我認為父母親近視而子女不近視（說明：生物的性狀受遺傳物質(zhì)的控制。因為父母親的近視是后來用眼不衛(wèi)生造成的，并沒有影響他們體內(nèi)遺傳物質(zhì)的改變。所以我認為生物的性狀受遺傳物質(zhì)的控制，同時也受外界環(huán)境的影響）。教師：大家認為哪位同學的觀點更科學、更全面呢？學生R：Q同學。（注：對兩位同學的作答給予鼓勵性評價并進行板書。）板書：性狀的表現(xiàn)受遺傳物質(zhì)的控制，也受環(huán)境的影響。課堂小結(jié)通過本節(jié)課的學習，你是否掌握了生物的性狀與相對性狀的區(qū)別，能否將它們應(yīng)用到日常生活中去，性狀的遺傳受哪些物質(zhì)的控制與影響，先請大家回想，然后再看投影片。投影片：鞏固練習一、填空題1在同種生物體上，同一性狀的不

12、同表現(xiàn)形式稱為。任何生物體都有多種性狀。有的是_，有的是_，有的是_等等。答案：相對性狀形態(tài)結(jié)構(gòu)特征生理特征行為方式2生物的性狀受_的控制，也受_的影響。答案：遺傳物質(zhì)外界環(huán)境二、選擇題3下列選項中不屬于相對性狀的是（）A番茄的紅果與黃果B牛身體上的黃毛與棕色毛C有尾的小白鼠與剪去尾巴的小白鼠D果蠅的缺翅與全翅答案：C4下列哪些性狀不能遺傳（）A具有皺裂的豌豆B帶有綠色的豌豆C習慣用右手寫字的人的這種行為D因不小心創(chuàng)傷而遺留的傷疤答案：D5在下列各項中，屬于生物發(fā)生變異現(xiàn)象的是（）A大豆和小麥的葉片在形狀上不一樣B不同品種的兩頭母牛產(chǎn)下的小牛毛的顏色不同C一只黑兔產(chǎn)下的小兔中有白兔D經(jīng)常在野外

13、工作的人皮膚變黑了答案：C6“種瓜得瓜，種豆得豆”說明了自然界中存在著（）A變異 B進化C遺傳 D繁殖答案：C板書設(shè)計第一節(jié)基因控制生物的性狀一、生物的性狀的定義及舉例二、相對性狀的定義及舉例三、性狀的表現(xiàn)受遺傳物質(zhì)的控制，也受環(huán)境的影響備課資料1相對性狀某一單位性狀內(nèi)有相對差異的性狀。遺傳學把生物所表現(xiàn)的形態(tài)特征和生理特征，稱為性狀。孟德爾在研究豌豆等植物的性狀遺傳時，把植株所表現(xiàn)的性狀區(qū)分為一個個單位作為研究的對象。這樣區(qū)分開來的單個性狀，稱為單位性狀。例如豌豆的株高、花色、種子的形狀、子葉的顏色、豆莢的形狀、未成熟豆莢的顏色和花序的著生部位等性狀，就是7個不同的單位性狀。不同個體在單位性

14、狀上常有不同的表現(xiàn)，例如豌豆的植株有高有矮、花色有紅有白、種子形狀有圓粒和皺粒、子葉顏色有黃色和綠色、豆莢形狀有膨脹的和縊縮的、未熟豆莢的顏色有綠色的和黃色的、花序的著生部位有腋生的和頂生的等等。遺傳學把某一單位性狀的相對差異，稱為相對性狀。以上所說的7種單位性狀的相對差異，這就是豌豆的7種相對性狀。2性狀分離具有一對相對性狀的親本雜交，F(xiàn)1全部個體都表現(xiàn)顯性性狀，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2個體大部分表現(xiàn)顯性性狀，小部分表現(xiàn)隱性性狀的現(xiàn)象。例如以純種開紅花的豌豆與開白花的豌豆雜交，雜交一代（F1）的全部植株都開紅花。讓F1植株進行自花傳粉，得到F2個體，其中約有3/4個體開紅花，約有1/4個體開白花。這種

15、在雜種后代中顯出不同性狀（如開紅花和開白花）的現(xiàn)象，就叫做性狀分離。3顯性性狀具有相對性狀的兩個親本雜交，在子一代表現(xiàn)出來的那個親本的性狀，例如以開紅花的豌豆純合親本和開白花的豌豆純合親本進行雜交，子一代植株全是開紅花的。這子一代所表現(xiàn)出來的性狀即為顯性性狀。現(xiàn)代遺傳學的研究表明，顯性性狀是廣泛存在的。例如，果蠅的長翅、紅眼、灰身，玉米胚乳的淀粉質(zhì)，番茄的紅色果實，南瓜的扁形果實，家雞的豆形冠，人的褐色眼等等都是顯性性狀。但顯性性狀的表現(xiàn)不是絕對的，有各種不同的情況。孟德爾在豌豆雜交試驗中所研究的7對性狀，無論是哪一對性狀，在F1中所表現(xiàn)的都和親本之一完全相同，這樣的顯性表現(xiàn)，稱為完全顯性。而

16、在紫茉莉、開紅花的純合親本與開白花的純合親本雜交，F(xiàn)1的花色卻為粉紅色，F(xiàn)2有1/4植株開紅花，2/4的植株開粉紅色花，1/4的植株開白花，此類顯性表現(xiàn)，稱為不完全顯性。此外，還有一種稱為共顯性的情況，就是雙親的性狀同時在F1個體中出現(xiàn)。例如正常人的紅細胞呈碟形，患鐮刀狀細胞貧血癥病人的紅細胞呈鐮刀形，這種病人與正常人結(jié)婚所生的子女的紅細胞既有碟形的也有鐮刀形的。他們在通常情況下無癥狀，僅在缺氧情況下才發(fā)病。顯性性狀的表現(xiàn)還受到外界條件的影響。例如：曼陀羅的夏季溫度較高時，雜種的莖是紫色的；但在溫度較低、光照較弱時，雜種的紫色就變淺了。又如一個名叫“太陽紅”的玉米品種，凡與陽光接觸的部分都表現(xiàn)

17、為紅色，而遮光的部分卻不表現(xiàn)出紅色，這表明有的顯性表現(xiàn)需要一定的外界條件，以上種種情況都說明，顯性性狀的表現(xiàn)不是絕對的，這就是所謂顯性的相對性。4隱性性狀具有相對性狀的兩個親本雜交，在子一代沒有表現(xiàn)出來的那個親本的性狀。例如，以開紅花的豌豆純合親本與開白花的豌豆純合親本雜交，子一代植株全是開紅花的，但子二代中又有1/4是開白花的。這種在子一代中不能表現(xiàn)出來的白花性狀，就是隱性性狀。果蠅的殘翅、白眼、黑身，玉米胚乳的糖質(zhì)，番茄的黃色果實，南瓜的球形果實，家雞的單片冠，人的藍色眼等等都是隱性性狀。性狀也隨環(huán)境條件的不同而變化，例如石竹花的白色和暗紅色是一對相對性狀。讓開白花的植株與開暗紅色的植株雜

18、交，子一代的花最初都是純白的，但以后就慢慢變?yōu)榘导t色。表明在內(nèi)、外環(huán)境條件影響下，顯性性狀可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡[性性狀。5質(zhì)量性狀呈現(xiàn)非連續(xù)變異的，因而能對群體內(nèi)的各個體進行明確分類的性狀。豌豆的花色、動物的性別、人類的各種血型系統(tǒng)等都屬于這類性狀。在遺傳控制上，質(zhì)量性狀是受一個或少數(shù)幾個效應(yīng)大的基因（稱為主基因）決定的，受環(huán)境影響較小，所以相對性狀間呈現(xiàn)非連續(xù)變異。在研究方法上，主要對特定親本的雜交后代進行分類，并與一定遺傳模型F的期望類型相比較（如進行x2檢驗），以研究質(zhì)量性狀的遺傳規(guī)律。在重要性上，許多有經(jīng)濟價值的性狀，如禾谷類作物的半矮生性、幼植物的某些抗病性等，都是質(zhì)量性狀。通過雜交和近交相結(jié)

19、合的方法，較易選出具有這種優(yōu)良性狀的新品種（系）。在遺傳研究中，由于質(zhì)量性狀容易跟蹤，也常用它作為標記性狀。6數(shù)量性狀呈現(xiàn)連續(xù)變異的，因而不能對群體內(nèi)的各個體進行明確分類的性狀。有三類性狀呈連續(xù)變異：一是度量性狀，如人的身高、谷物粒重、牛奶產(chǎn)量等，分別要用長度、重量或體積來衡量的性狀；二是計數(shù)性狀，如小麥每株穗數(shù)、家禽年產(chǎn)卵數(shù)、豬一窩的個體數(shù)等；三是閾值性狀，如人的遺傳性糖尿病、高血壓和精神分裂癥等。后兩類性狀之所以呈現(xiàn)連續(xù)性是因為像家禽年產(chǎn)卵量從最少到最多，像糖尿病的病情從最輕（不易查出）到最重都有一系列變化，難以明確分類。習慣上把度量、計數(shù)和閾值性狀，統(tǒng)稱為數(shù)量性狀。7性別決定通常指雌雄異

20、體生物決定性別的機制和方式。各種兩性生物雌、雄個體的比例基本上都接近于11，而且累代如此，這表明性別也和其他性狀一樣，是按孟德爾方式遺傳的，因為11是一對雜合子與相應(yīng)純合子雜交的比值，如果雌性是純合子，則雄性就是雜合子，反之亦然。使人想到生物的性別可能也是這種純合子與雜合子的關(guān)系。自1902年美國學者麥克朗在直翅目昆蟲中發(fā)現(xiàn)了性染色體以后，上述設(shè)想逐步得到證實。現(xiàn)在知道，生物的性別決定一般都與性染色體的遺傳有關(guān)，主要有四種類型，即：XY型（雌性為XX，雄性為XY。哺乳動物、某些兩棲類、某些魚類、昆蟲，以及一些雌雄異株的種子植物如女婁菜等均屬于這種類型）；XO型（雌性為XX，雄性為XO，蝗蟲、蟋

21、蟀等直翅目昆蟲屬于這種類型）；ZW型（雌性為ZW，雄性為ZZ，鳥類、鱗翅目昆蟲和某些爬行動物屬于這種類型）；蜜蜂型（受精卵發(fā)育為雌性個體、未受精卵發(fā)育為雄性個體、故雌的為二倍體、而雄的卻是單倍體。蜜蜂、胡蜂和螞蟻等屬于這種類型）。有些植物和性別由一對或幾對基因控制，如玉米的雌花序由顯性基因Ba控制，雄花序由顯性基因Ts控制，于是玉米的性別就有三種類型：基因型為BaBaTsTs是正常的雌雄同株；基因型為babaTsTs或babaTsts的是異常的雄性植株；基因為BaBatsts的是異常雌性植株。此外有些生物的性別還受環(huán)境條件影響。例如海生蠕蟲后螠，雌蟲長約10厘米，而雄蟲僅長3毫米。其受精卵孵化

22、為幼蟲后就在水中游動，沒有性別分化。以后或棲息于海底，或附著于雌蟲的吻上。如果棲息海底則發(fā)育為雌蟲；如果附著在雌蟲的吻上就發(fā)育為雄蟲，而后進入雌體的生殖器官內(nèi)，成熟時產(chǎn)生精子，與雌體的卵結(jié)合。有人認為，雌蟲吻上有一種化學物質(zhì)，能刺激雄性基因的表達。8伴性遺傳性染色體上的基因所控制的性狀的遺傳方式，又稱性連鎖（遺傳）或性環(huán)連。1910年，摩爾根在無數(shù)野生紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄蠅。讓這只白眼雄蠅與野生紅眼雌蠅交配，F(xiàn)1全是紅眼果蠅。讓F1的雌雄個體相互交配，則F2果蠅中有3/4為紅眼，1/4為白眼，但所有白眼果蠅都是雄性的。這表明，白眼這種性狀與性別相聯(lián)系，祖父的性狀通過母親遺傳給兒子。這種與

23、性別相連的性狀的遺傳方式就是伴性遺傳。摩爾根等對這種遺傳方式的解釋是：果蠅是XY型性別決定動物，控制白眼的隱性基因（w），位于X性染色體上，而Y染色體上卻沒有它的等位基因。如果這種解釋是對的，那么白眼雄蠅就應(yīng)產(chǎn)生兩種精子：一種含有X染色體，其上有白眼基因（w），另一種含有Y染色體，其上沒有相應(yīng)的等位基因；F1雜型合子（Ww）雌蠅則應(yīng)產(chǎn)生兩種卵子：一種所含的X染色體，其上有紅眼基因（W）；另一種所含的X染色體，其上有白眼基因（w）；后者若與白眼雄蠅回交，應(yīng)產(chǎn)生1/4紅眼雌蠅，1/4紅眼雄蠅，1/4白眼雌蠅，1/4白眼雄蠅。實驗結(jié)果與預(yù)期的一樣（圖1），表明白眼基因（w）確在X染色體上。許多生物都

24、有伴性遺傳現(xiàn)象。在人類，了解最清楚的是紅綠色盲和血友病的伴性遺傳，它們的遺傳方式與果蠅的白眼遺傳方式相似。圖2示紅綠色盲在某個家系中的遺傳情況。9遺傳與變異變異是同一物種不同世代個體之間，或同代不同個體之間的性狀差異。變異和遺傳是生物的基本特征之一，早就受到學者們的重視。達爾文將變異分為：一定變異，如水肥充足可使一般作物的籽粒長得飽滿，生活在寒冷地區(qū)的獸類一般皮變厚、毛加密等；不定變異，如牲畜同一胎產(chǎn)出的個體之間有差異、同一果實的種子所長出的植株也有差異等；相關(guān)變異如長腿的動物頭也長，缺毛的狗，牙齒發(fā)育不全等；延續(xù)變異，如有的花在人工選擇的情況下能連續(xù)向著重瓣的方向發(fā)生變異等。他還指出，變異有

25、能遺傳的與不能遺傳的之分，認為只有能遺傳的變異才能成為進化和育種的材料。由于時代和科學水平的限制，他還不清楚上述種種變異的性質(zhì)和原因?，F(xiàn)代遺傳學告訴我們，引起生物變異主要有三個原因：一是環(huán)境條件的改變，一般只能引起表型的變異，這類變異是不遺傳的，二是在強烈理化因素影響下基因突變和染色體畸變；三是在有性生殖過程中，由于同源染色體的隨機分配和非同源染色體單體之間的交換，而造成的基因重組合。后兩類變異是能遺傳的變異，只有它們才是生物進化和培育新品種的基礎(chǔ)。遺傳一般指子代與親代性狀相似的現(xiàn)象；也指親代繁殖出與它們相似的后代，即所謂“類生類”的現(xiàn)象。中國古書上所說的“桂實生梧，桐實生桐”（越絕書）?！胺N

26、豆其苗必豆，種瓜其苗必瓜”（呂語集粹）以及“物生自類本種”（論衡·奇怪）等，說的都是這種遺傳現(xiàn)象。但在遺傳學上，遺傳特指遺傳物質(zhì)從親代傳給子代的過程。例如父親患血友病，女兒正常，但她從父親那里得到血友病基因，并可能將這種基因傳給她的兒子，使兒子患血友病。若單從性狀上看，父親有血友病性狀，女兒沒有，好像沒有遺傳給女兒，但從基因的連續(xù)性看卻是代代相傳的，所以說血友病是遺傳的。因此不能單從子代是否出現(xiàn)親代性狀來確定此種性狀是否遺傳，因為親代傳給子代的不是性狀而是遺傳物質(zhì)即基因。而基因又需要一定的內(nèi)外條件方能表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀。孟德爾以前，學者們認為雙親的遺傳物質(zhì)在子代中就像血液混合那樣，一旦

27、混合后，雙親的遺傳物質(zhì)就只能被稀釋而不能再分開，此種看法稱為融（混合遺傳）。但孟德爾的實驗結(jié)果表明，親代的隱性基因并沒有在雜交子一代中消失，因為由它決定的性狀還能在子二代中出現(xiàn)，強調(diào)基因在世代間傳遞時的相對獨立性，好像一個個顆粒那樣，此種看法稱為顆粒遺傳。10同源多倍體育種對同一物種的二倍體（2n2x）進行染色體加倍的育種方法。凡二倍體生物，如水稻、玉米等，都可用同源多倍體方法進行育種。在同源多倍體系列中，凡基本染色體組數(shù)為單數(shù)的，如三倍體、五倍體等，都是不育或高度不育的；為偶數(shù)的，如四倍體、六倍體等都是可育的（盡管育性上差別很大）。以個體的營養(yǎng)生長看，三倍體好于二倍體，四倍體與二倍體相當，更

28、高的倍數(shù)體一般生長發(fā)育不良，所以在同源多倍體育種上，最有用的是三倍體和四倍體。二倍體的染色體數(shù)加倍后的個體是同源四倍體。在植物，其外部形態(tài)特點是：花器官顯著增大、種子變大、葉色變深而厚和植株稍矮而粗等。其生殖特點是，一般比二倍體的結(jié)實率低。所以，同源四倍體的花器官變大對花卉植物育種很重要；種子變大對以收獲種子為目的育種，如水稻等，很有意義（目前主要存在結(jié)實率的問題）。對不以收獲種子為目的而又未進行深入品種改良的植物，同源四倍體育種也頗見成效，如歐洲推廣的同源四倍體黑麥草，在適口性、粗纖維含量、消化率等方面都優(yōu)于二倍體，成為頗有競爭能力的飼料新品種。同源四倍體與其二倍體的雜交后代是同源三倍體。以

29、收獲營養(yǎng)體為目的生物，同源三倍體育種是很有希望的?，F(xiàn)以同源三倍體無籽西瓜為例說明育種過程。首先，在實踐上一般對結(jié)無條紋果實的二倍體西瓜種子或幼苗，用秋水仙素溶液處理，使染色體加倍而創(chuàng)造出同源四倍體（由一個二倍體物種經(jīng)染色體加倍得到的四倍體）西瓜，然后用這四倍體作為母本，用結(jié)具條紋果實的二倍體西瓜作父本，開花時人工授粉，讓它們雜交，受精后得到是同源三倍體種子。將三倍體種子種下，長成的植株再用正常的二倍體植株授粉，以刺激三倍體果實的發(fā)育（因三倍體花粉發(fā)育不良，不能刺激果實的良好發(fā)育），長出的西瓜（帶有條紋）就是無籽西瓜。沒有條紋的就是四倍體之間偶然授粉產(chǎn)生的由四倍體種子發(fā)育而成的四倍體西瓜。因為有

30、條紋對無條紋呈顯性，無籽西瓜為什么幾乎無籽？首先要弄清的是，一個配子要有生育能力或具有可育性，其染色體數(shù)要為基本染色體組的整數(shù)倍，否則是不可育的。無籽西瓜體細胞內(nèi)有3個基本染色體組，即每種同源染色體有3條。減數(shù)分裂時，每3條同源染色體，其中兩條分別分向兩極；而另一條可向任一端移動，但無規(guī)律可循?？梢韵胂?，在每極得到11條染色體（1個基染色體組）后剩下的那11條染色體就要隨機分到兩極。這樣1個配子很難只得到一個基本染色體組，也很難得到兩個基本染色體組，絕大多數(shù)配子的染色體數(shù)是多于11條而少于22條。因此，絕大多數(shù)配子不育，極少數(shù)配子可育（從理論上可算出）。這些極少數(shù)不育的雌雄配子結(jié)合在一起才能結(jié)

31、種子，當然這個機會就更小了。這就是同源三倍體西瓜無籽的原因。三倍體西瓜既然無籽，每年要種植無籽西瓜，就要每年把配好的四倍體和二倍體雜交，以提供生產(chǎn)無籽西瓜用種。自交留種和雜交制種雖較麻煩，但由于無籽西瓜幾乎無籽，含糖最高、抗病力強、產(chǎn)量也高于2倍體，經(jīng)濟效益要比二倍體的高。第二課時教學目標知識目標1舉例說出生物的性狀是由基因控制的。2聯(lián)系生活敘述轉(zhuǎn)基因食物對人類的影響。能力目標1通過資料分析，培養(yǎng)能夠迅速獲取資料與信息的能力。2培養(yǎng)他們的語言表達、組織能力。情感目標1通過學習掌握基因控制生物的性狀，明白保護生物種類的多樣性的重要意義。2通過了解生物的尖端技術(shù)，使學生認識到人們在適應(yīng)環(huán)境的同時，

32、也在改變周圍的環(huán)境，也在改變我們自身，相信人有主觀能動性。教學重點舉例說出基因控制生物的性狀。教學難點理解基因控制生物的性狀。教學方法啟發(fā)引導法、演示法、談話法。教具準備1教師準備：（1）投影片；（2）有關(guān)基因控制生物性狀的圖片及相關(guān)的資料，以及與轉(zhuǎn)基因技術(shù)有關(guān)的資料或圖片。2學生準備：從網(wǎng)上下載關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)成果方面的資料。課時安排1課時教學過程復習舊課，導入新課教師：首先我們回顧一下上節(jié)課我們學習的主要內(nèi)容。回想一下什么是生物的性狀？你能舉例說明一下嗎？學生：生物的性狀指生物體所有特征的總和。有的是形態(tài)結(jié)構(gòu)特征；有的是生理特性；有的是行為方式等。比如，咱們食用的西紅柿的顏色就是它的一種性狀

33、。學生：還有我們的性別，還有人的ABO血型都是我們?nèi)俗陨淼男誀?。教師：看來大家對上?jié)課所學的知識掌握得很扎實。接下來思考：生物的性狀可以遺傳嗎？學生：可以。教師：那么遺傳指的是什么？并舉例。學生：遺傳指親子間的相似性。例如：子女或多或少都有父親或母親身上的一些特征，這就是遺傳。教師：和遺傳相對應(yīng)的是變異，那么變異指的是什么？并舉例說明。學生：變異指親代與子代的差異。例如：白色的母貓生出黑色的小貓或花色的小貓，這就是變異。教師：遺傳和變異都是通過何種方式來實現(xiàn)的呢？學生：生殖和發(fā)育的方式。教師：遺傳和變異都是通過性狀表現(xiàn)出來。那么，我們所說的相對性狀指的是什么？學生：相對性狀是指同種生物的同一性

34、狀的不同表現(xiàn)形式。教師：請舉出一對相對性狀的例子。學生：例如紅葡萄和青葡萄它們顏色上的不同就是一對相對性狀。教師：剛才這位同學舉出了一對關(guān)于生物形態(tài)特征的例子。哪位同學能夠舉出生理特性或行為方式方面的例子？學生：像高等動植物的雌花雄花就屬于生理特性方面的一對相對性狀。關(guān)于行為方式上的，比如習慣用左手寫字的人與習慣用右手寫字的人。（注：對前幾位同學的精彩作答給予鼓勵性的評價，并給予高度的贊揚）教師：我們知道性狀的表現(xiàn)形式多種多樣，父母的許多性狀為什么會在我們身上出現(xiàn)呢？性狀的遺傳或變異是通過生殖和發(fā)育來實現(xiàn)的，生殖的過程中的核心物質(zhì)是受精卵，而受精卵的產(chǎn)生又依靠精子和卵細胞的結(jié)合來完成。但是精子

35、和卵細胞上都沒有攜帶任何性狀，那么，父母究竟是把什么東西傳給了后代，才使子女像父母呢？接下來大家觀看1982年英國的自然雜志發(fā)表的一篇文章中的內(nèi)容及圖片。（注：打開多媒體“關(guān)于轉(zhuǎn)基因鼠的資料與圖片”）轉(zhuǎn)基因鼠的啟示1982年，英國的自然雜志發(fā)表了一篇文章：有兩個美國實驗組共同研制出轉(zhuǎn)基因超級鼠，也就是把小鼠變成了大鼠。轉(zhuǎn)基因鼠比與它同胎所生的小鼠生長速度快23倍。這項研究被譽為分子生物學技術(shù)發(fā)展的里程碑。注：一邊播放下圖，一邊插入解釋（可以是教師口述，也可以用多媒體播放）第一步：在雌雄小鼠交配以后，過一段時間，從雌鼠輸卵管內(nèi)取出精核與卵核尚未融合的受精卵。為什么要是核未融合的受精卵呢？因為只有

36、精子進入卵細胞后，在精子核和卵細胞核尚未融合前，這種受精卵才更適宜轉(zhuǎn)入大鼠生長激素基因。第二步：操作難度較大，也是此實驗的關(guān)鍵，如果設(shè)備達不到就無法完成這一步。首先需要一個固定細胞的吸管，還需要一個尖端極細（足以刺入細胞核，且相通的儀器，直徑為12 m）用于注射，另一種遺傳物質(zhì)或稱為基因的玻璃針。有了這兩種主要儀器外，還需要在無菌、超級顯微鏡下完成。其過程是：將事先備好的大鼠生長激素基因吸入顯微注射皿中，在顯微鏡下將大鼠生長激素基因注入小鼠核尚未融合的受精卵內(nèi)的卵細胞核或精子核中。注射之后，小鼠受精卵的精子核和卵細胞核將融合成一個細胞核，其中攜帶著轉(zhuǎn)入的基因。第三步：找出抽取輸卵管中核未融合的

37、受精卵的母鼠。因為此時在它體內(nèi)的輸卵管中已存在一種或多種正常的受精卵。然后，再借用專用注射器將注有大鼠生長激素基因的受精卵注射到此鼠的輸卵管內(nèi)，這樣小鼠的輸卵管中就有了兩種受精卵，一種是導入了大鼠生長激素基因的受精卵，另一種是輸卵管中原有的未轉(zhuǎn)基因的受精卵。第四步：通過雌鼠的妊娠之后，便會產(chǎn)下兩只或多只小鼠；但發(fā)現(xiàn)有一只鼠生長發(fā)育速度遠比其他鼠快一倍。這就是轉(zhuǎn)基因超級鼠。教師：看完了這段資料之后，請大家思考這么幾個問題。（注：打開幻燈機）投影片：1在這項研究中，被研究的性狀是什么？請根據(jù)所給資料分析生物受基因控制的性狀。2通過轉(zhuǎn)基因超級鼠的獲得，說明性狀和基因之間是什么關(guān)系。3由此推論，在生物

38、傳種接代的過程中，傳下去的是性狀還是控制性狀的基因？4你還能舉出一些通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生的新食品或品種嗎？（注：給同學們一定的討論時間）教師：首先我們來看第一個問題，請同學們試著表述自己的觀點。學生：我認為被研究的性狀是小白鼠個體的大小。通過母鼠的哺乳，注有大鼠生長激素基因的白鼠，它的個體比同齡的其他小鼠的個體大一倍。所以，我認為小白鼠的個體大小是被研究的性狀。學生：轉(zhuǎn)基因超級鼠與其他正常小鼠的差別主要是個體發(fā)育上的差異，而在它們從受精卵轉(zhuǎn)化為小鼠的個體的過程中，僅僅是給轉(zhuǎn)基因小鼠的卵核或精核中注入了大鼠生長激素基因。結(jié)合它與其他小鼠在性狀上的差異，我認為是生長激素基因控制著小鼠個體的性狀。（注

39、：對剛才兩位同學精彩的發(fā)言給予表揚，從語言組織、表達、邏輯思維、語言的準確性上作出鼓勵性的評價）教師：通過剛才兩位同學的回答，大家一起思考一下第二題，性狀與基因之間是什么關(guān)系？學生：基因控制生物的性狀。教師：大家一鼓作氣思考一下第三題。學生：在生物傳種接代的過程中，傳下去的是控制生物性狀的基因。教師：你能結(jié)合咱們引言部分的例子給大家分析一下嗎？學生：父母身上的性狀遺傳給我們是通過生殖和發(fā)育來實現(xiàn)的，而生殖時產(chǎn)生的受精卵沒有父母的性狀，但隨著受精卵的分裂、分化，逐漸發(fā)育為個體后，性狀才得以表現(xiàn)，可見，父母在遺傳時是將控制性狀的基因傳給了后代。（注：對此同學作出客觀的、鼓勵性的評價）教師：請大家思

40、考并回答第四個問題。學生：轉(zhuǎn)基因草莓、杏、葡萄、秈稻教師：我們知道了基因控制生物的性狀，也知道我們生活中轉(zhuǎn)基因食品越來越多。但是你對轉(zhuǎn)基因技術(shù)了解多少呢？接下來請大家一起觀看。多媒體展示：一、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的定義將人工分離和修飾過的基因?qū)氲缴矬w基因組中。由于導入基因的表達，引起生物體性狀的可遺傳性的修飾，這一技術(shù)稱之為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。人們常說的“遺傳工程”“基因工程”“遺傳轉(zhuǎn)化”均為轉(zhuǎn)基因的同義詞。二、常用的植物轉(zhuǎn)基因方法遺傳轉(zhuǎn)化的方法，按其是否需要通過組織培養(yǎng)再生植株可分為兩大類，第一類需要通過組織培養(yǎng)再生植株，常用的方法有農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法、基因槍法；另一種方法不需要通過組織培養(yǎng)，目前比較成熟的

41、主要有花粉管通道法。1農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細菌，它能在自然條件下趨化性地感染大多數(shù)雙子葉植物的受傷部位，并誘導產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根。根癌農(nóng)桿菌和發(fā)根農(nóng)桿菌的細胞中有一段TDNA，農(nóng)桿菌通過侵染植物傷口進入細胞后，可將TDNA插入到植物基因中。因此，農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體系。人們將目的基因插入到經(jīng)過改造的TDNA區(qū)，借助農(nóng)桿菌的感染實現(xiàn)外源基因向植物細胞的轉(zhuǎn)移和整合。然后通過細胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出轉(zhuǎn)基因植株，農(nóng)桿菌介導法起初只被用于雙子葉植物中，近幾年來，農(nóng)桿菌的介導轉(zhuǎn)化在一些單子葉植物（尤其是水稻）中也得到了廣泛應(yīng)用。2基因槍介導轉(zhuǎn)化法利用火藥爆

42、炸或高壓氣體（這一加速設(shè)備被稱為基因槍），將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈，直接送入完整的植物組織和細胞中，然后通過細胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出植株，選出其中轉(zhuǎn)基因陽性植株即為轉(zhuǎn)基因植株。與農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化相比，基因槍法轉(zhuǎn)化的一個主要優(yōu)點是不受受體植物范圍的限制，其載體質(zhì)粒的構(gòu)建也相對簡單，因此也是目前轉(zhuǎn)基因研究中應(yīng)用較為廣泛的一種方法。3花粉管通道法在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道，將外源DNA導入受精卵細胞，并進一步地被整合到受體細胞的基因組中。隨著受精卵的發(fā)育，而成為帶轉(zhuǎn)基因的新個體。該方法于20世紀80年代初期由我國學者周光宇提出，我

43、國目前推廣面積最廣的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優(yōu)點是不依賴組織培養(yǎng)人工再生植株，技術(shù)簡單，不需裝備精良的實驗室，常規(guī)育種工作者易于掌握。三、常用的動物轉(zhuǎn)基因方法1顯微注射法在顯微鏡下，用一根極細的玻璃針（直徑為12 m）直接將DNA注射到胚胎的細胞核內(nèi)，再把注射過的DNA的胚胎移植到動物體內(nèi)，使之發(fā)育成正常的幼仔。用這種方法生產(chǎn)的動物約有1/10是整合外源基因的轉(zhuǎn)基因動物。2體細胞核移植法先在體外培養(yǎng)的體細胞中進行基因?qū)?，篩選獲得帶轉(zhuǎn)基因的細胞。然后將帶轉(zhuǎn)基因的體細胞移植到去掉細胞核的卵細胞中，生產(chǎn)重構(gòu)胚胎。重構(gòu)胚胎經(jīng)移植到母體中，產(chǎn)生的仔畜百分之百是轉(zhuǎn)基因動物。教

44、師：看了剛才的資料，大家想想轉(zhuǎn)基因超級鼠應(yīng)用的是哪一種轉(zhuǎn)基因方法。學生：顯微注射法。教師：很好。隨著轉(zhuǎn)基因食品、動物步入人們的生活，越來越被人們重視起來，在轉(zhuǎn)基因食品的安全性上以及轉(zhuǎn)基因生物的克隆上產(chǎn)生了較強的社會爭議。請大家發(fā)表一下自己的看法。學生：我認為轉(zhuǎn)基因食品在安全上沒有保障，因為在轉(zhuǎn)基因過程中或許把一些致癌的基因也轉(zhuǎn)入進來，盡管近期看不出有什么表現(xiàn)，但最終會危害我們自身。所以，我們應(yīng)拒絕轉(zhuǎn)基因食品。學生：轉(zhuǎn)基因食品是依賴先進的轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)生的，它作為一種新生事物具有廣闊的前景在沒有找到任何對人類的危害之前，不應(yīng)拒絕它們。而應(yīng)去探索、探究，克服一切艱難險阻，不斷向前。學生：轉(zhuǎn)基因生物的

45、研究可能會被一些恐怖分子利用，制造出危害全人類的動物，威脅我們的生活，所以，轉(zhuǎn)基因技術(shù)不可取，應(yīng)杜絕這種技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在動物身上或細菌、病毒方面。課堂小結(jié)這節(jié)課我們通過轉(zhuǎn)基因超級鼠的產(chǎn)生過程，了解了一些先進的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，并明白了基因控制著生物的性狀。鞏固練習一、選擇題1以下敘述，錯誤的一項是（）A生物體的所有性狀都能遺傳B某一色盲兒子是由他母親遺傳的色盲基因控制的C生物體的性狀也受環(huán)境的影響D轉(zhuǎn)基因超級鼠是由大鼠生長激素基因控制的答案：A2在生物傳種接代的過程中，傳下去的是（）A生物的性狀B控制性狀的基因C精子D卵細胞答案：B二、填空題把一種生物的某個基因，用生物技術(shù)的方法轉(zhuǎn)入到另一種生物

46、的_中去，培育出的轉(zhuǎn)基因生物，就有可能表現(xiàn)出_所控制的性狀。答案：細胞核轉(zhuǎn)入基因板書設(shè)計第一節(jié)基因控制生物的性狀基因控制性狀1轉(zhuǎn)基因超級鼠的產(chǎn)生過程2關(guān)于基因控制生物性狀的舉例說明備課資料1癌基因與抗癌基因（1）癌基因：是指其表達產(chǎn)物在體內(nèi)能參與維持細胞正常增殖、分化，但經(jīng)激活后可在體內(nèi)引致腫瘤，體外引起培養(yǎng)細胞轉(zhuǎn)化的一些特定基因。癌基因通常用三個斜體小寫字母命名，如src，myc等。它首先而且多數(shù)在逆轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）中發(fā)現(xiàn)，這些能引起宿主細胞轉(zhuǎn)化的逆轉(zhuǎn)錄病毒癌基因被稱為vonc，病毒癌基因（vna）也存在于不同動物正常細胞中，細胞中與vnoc同源的基因（即與vonc有相似的D

47、NA序列）稱為細胞癌基因（céalular oncogene，c-one）。未活化的c-onc稱為原癌基因（proto-oncogene）。正常細胞中的原癌基因大多數(shù)在細胞增殖、分化或胚胎發(fā)育過程中具有重要功能。如c-mgc、c-fos、c-ras等。原癌基因也被認為是編碼共鍵性調(diào)控蛋白的正常細胞基因。v-onc是通過轉(zhuǎn)導（transduction）作用，從宿主細胞原癌基因中擄獲過來經(jīng)過拼接、重排等演變過程形成的。此外，一些細胞癌基因是通過細胞轉(zhuǎn)染（transfection）實驗，即用人腫瘤細胞系或化學轉(zhuǎn)化細胞的DNA去轉(zhuǎn)染和導致正常細胞轉(zhuǎn)化，從腫瘤細胞或轉(zhuǎn)化細胞中發(fā)現(xiàn)的。其中有不少

48、與v-onc同源，也有的不與v-onc同源，如blym、neu等。細胞中原癌基因通過點突變、擴增、易位等方式被活化，導致細胞惡化。癌基因產(chǎn)物根據(jù)其作用方式或定位被分類為酪氨酸激酶類（如src癌基因產(chǎn)物PP60v-src等）、GTP酶活性類（如ras癌基因產(chǎn)物P21ras）、生長因子類（v-sis癌基因產(chǎn)物P28v-sis與PDGFB鏈相似）、生長因子受體類（如v-erbB癌基因產(chǎn)物gp65v-erbB是截頂?shù)?、僅保留跨膜部位和激酶區(qū)域的EGF受體等）、核內(nèi)蛋白類（如c-myc基因產(chǎn)物P65c-myc等）。癌變是多種癌基因協(xié)同作用、多階段性的病理過程。（2）抗癌基因：亦稱腫瘤抑制基因或隱性致癌基

49、因。該類基因之存在可抑制細胞惡變，其丟失或失活（二倍體細胞中二個等位基因都失活）情況下促細胞癌變。首次被鑒定出的是抗癌基因Rb，它是從人的視網(wǎng)膜細胞ZZ1癌中鑒定出的人類腫瘤抑制基因，位于人染色體Bq14上，其產(chǎn)物為P105Rb，定位在細胞核內(nèi)。Rb是兩個等位基因，其丟失或失活與人視網(wǎng)膜細胞瘤發(fā)生有關(guān)。Rb表達不僅在視網(wǎng)膜細胞瘤中，也存在于其他組織中，目前已知的尚有野生型P53基因（定位在人染色體帶17P13）、Wilins，腎癌中的WT等。通常認為抗癌基因參與細胞增殖的負調(diào)節(jié)，這類基因也稱為生長抑制基因。2基因及基因表達（1）基因（gene）生物遺傳物質(zhì)的功能單位。原稱遺傳因子。100多年來

50、，人們對它的認識不斷深化。1866年，孟德爾在植物雜交試驗中用大寫字母代表顯性性狀及其遺傳因子，用小寫字母代表隱性性狀及其遺傳因子。1909年，丹麥學者約翰森提出用“基因”一詞來代表遺傳因子，并提出基因型（生物的遺傳成分）和表現(xiàn)型（由這些遺傳成分所表現(xiàn)出來的性狀）兩個名詞。1910年，摩爾根在正常的紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了白眼果蠅，由此知道基因可以突變，設(shè)突變的白眼基因為W，便可推知正常的紅眼基因為W。1911年，摩爾根以紅眼長翅果蠅與白眼殘翅果蠅雜交，子二代除有大量親本類型外，還有少量白眼長翅和紅眼殘翅的重組類型，表明連鎖基因發(fā)生了部分的交換。以后的實驗表明，交換是一種普遍存在的遺傳現(xiàn)象。但在40年

51、代中期以前，還未發(fā)現(xiàn)過發(fā)生在基因內(nèi)部的交換。根據(jù)以上情況，當時人們認為一個基因既是一個功能單位，也是一個突變單位和交換單位。1944年，埃弗里（OTAvery）等證實肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化因子是DNA，從而證明基因由DNA組成。1955年本澤（SBenzer）以大腸桿菌T4噬菌體為材料，研究了快速溶菌突變型r的基因精細結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在一個基因內(nèi)的許多位點上，既可發(fā)生突變，又可發(fā)生交換，表明一個基因是一個功能單位，但不是一個突變單位和交換單位，因為一個基因可以包括許多突變單位（突變子）和交換單位（重組子）。1969年，夏皮羅（JShapiro）從大腸桿菌中分離到乳糖操縱子，并在離體條件下能實現(xiàn)轉(zhuǎn)錄，表明基

52、因可以離開染色體而獨立發(fā)揮作用。70年代以后，隨著DNA測序術(shù)和重組體DNA技術(shù)的發(fā)展，對基因又有了新的認識。1977年F桑格（Sanger）在噬菌體X174中發(fā)現(xiàn)了重疊基因，在AJ的10個基因中，基因E和D重疊，基因A、B、K、C也彼此重疊（圖1）。以后發(fā)現(xiàn)，在噬菌體MS2和猿猴病毒40（SV40）都有重疊基因存在，表明重疊也是基因的一種存在形式。1977年，霍格內(nèi)斯（DSHogness）等報道了在黑腹果蠅的28SrRNA基因中存在著間插順序（inter-vening sequences，IVS），從而發(fā)現(xiàn)了斷裂基因（split gene）。斷裂基因的DNA中存在著一些間插順序（又稱內(nèi)含子，

53、intron），它們在轉(zhuǎn)錄之后的加工過程中被切去；沒有被切去的DNA區(qū)段稱為外顯子（exon）。外顯子拼接起來就成為成熟的mRNA，后者再轉(zhuǎn)譯為肽鏈（圖2）。此外，人們還在酵母菌、玉米、果蠅等真核生物中發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)座子（transposon，Tn）一類帶有基因的、有轉(zhuǎn)移能力的DNA片段，如細菌質(zhì)粒中的DNA。由上可知，基因的概念是隨著科學的發(fā)展而發(fā)展的。根據(jù)目前的認識，基因應(yīng)是能夠轉(zhuǎn)錄和翻譯（或轉(zhuǎn)錄）產(chǎn)生基因產(chǎn)物（包括蛋白質(zhì)和RNA）的DNA序列。就產(chǎn)物的類別說，可分為蛋白質(zhì)基因和RNA基因（包括rRNA基因和tRNA基因）；就產(chǎn)物的功能說，可分為結(jié)構(gòu)基因（酶和不直接影響其他基因表達的蛋白質(zhì)）和調(diào)

54、節(jié)基因（能影響其他基因表達的蛋白質(zhì)如阻遏蛋白、轉(zhuǎn)錄激活因子等等）。圖2 斷裂的基因示意圖（2）基因表達（gene expression）基因所貯存遺傳信息的表達，包括基因被激活后轉(zhuǎn)錄成信使RNA，再翻譯成蛋白質(zhì)的全過程。沒有一種生物連續(xù)合成其基因組編碼的所有蛋白質(zhì)。在特定時間里，很大一部分DNA并不轉(zhuǎn)錄成信使RNA，細胞只生產(chǎn)那些代謝需要的酶和其他蛋白質(zhì)。生物體有決定哪些基因表達，哪些基因不表達的整套調(diào)節(jié)機制，這是生物生長和分化的基礎(chǔ)。基因工程就是研究基因在異體中表達的技術(shù)。3基因多效性基因多效性（gene pleiotropism）一個基因產(chǎn)生多種表型效應(yīng)的現(xiàn)象。例如，孟德爾曾記載過兩個豌豆

55、品種：一個品種的性狀是開紫色的花，結(jié)褐色的種子，葉腋上有一個黑斑；另一個品種的性狀是開白色的花，結(jié)淡色的種子，葉腋上沒有黑斑。這兩個品種的兩組性狀總是一起出現(xiàn)，表示各組性狀分別受一個基因控制。又如人鐮刀細胞貧血癥的病因，是正常的血紅蛋白分子一條肽鏈中的一個谷氨酸為纈氨酸所替代，即僅由一個基因突變所引起。但這個基因的突變卻發(fā)生了多種不同的效應(yīng)：可使紅細胞呈鐮刀形，不能攜帶氧而患貧血；鐮形紅細胞又可阻塞肝的小血管而引起黃疸；還可堵塞肺的毛細血管產(chǎn)生肺炎，以及造成腦及心臟的功能不正常等等。4基因互作基因互作（interaction of gene）不同對等位基因間的相互作用。主要有以下幾種情況。（1）基因相互作用產(chǎn)生新性狀：如雞冠有豌豆型（PPrr）、玫瑰型（ppRR）、胡桃型（PpRr）和單片型（pprr）。讓純種豌豆型與純種玫瑰型雜交，F(xiàn)1既不是豌豆型，也不是玫瑰型，而是胡桃型；讓F1個體相互交配，F(xiàn)2為9/16胡桃冠（P_R_）、3/16豌豆冠（P_rr）、3/16玫瑰冠（ppR_）和1/16單片冠（pprr）。這里胡桃冠是顯性基因P和R相互作用產(chǎn)生的新性狀；單片冠是隱性基因pp和rr相互作用產(chǎn)生的新性狀。（2）互補作用：聾人相互結(jié)婚，子女有全聾的，也有全不聾的。有人推測這是因為聽力由一對以上基因控制，設(shè)一類聾人的基因型為aaBB，由隱性基因aa引起耳聾；另一類聾人可能是