苏教版生物必修二教案全套

第一章生命的物质基础

第一节身边的生物科学

第2课时基因诊断与基因治疗

教学过程

导入新课

情景导入：

（1）假如某地区正在流行“非典型性肺炎”(SARS)，一个患者突然出现不明原因的发热、咳嗽，假如你是科技工作者，你该怎样对该患者进行诊断？

（2）在东南亚某地区，突然发现大量家禽不明原因的死亡，怀疑是感染了禽流感，假如你是科技工作者，你该怎么办？

（3）一个母亲患有一种遗传病，现她怀有一胎儿，怀疑也患有该遗传病，该如何对该胎儿进行检测，以确认他（她）是否患有该遗传病呢？

学生活动：阅读课本P3相关内容，并以小组为单位，讨论上述问题并阐述自己的观点，小组记录员记录并整理本组观点。

生

对于“非典型性肺炎”(SARS)、禽流感与遗传病检测的方式有很多种，如通过病理学等手段进行检测；而现代生物技术中的基因诊断技术可以使得上述疾病的检测更加快速、灵敏、简便，使得疾病的防治更为有效。

师

推进新课

生

是1978年科学家对一位孕妇作了镰刀状贫血症的产前诊断。

师

那么基因诊断技术目前可以用来诊断哪些疾病因子呢？

通过问题呈示以下情景，教师对相关问题进行描述、分析。

基因诊断的对象主要有：

①病原微生物的侵入：一般侵入体内的病原微生物可通过显微镜检查及免疫学方法进行诊断。但是，直接检测病原微生物的遗传物质可以大大提高诊断的敏感性。而在无法得到商业化抗体时，基因诊断就成为检测病原微生物感染，尤其是病毒感染的唯一手段。此外，由

于基因碱基配对原理的基因诊断可直接检测病原微生物的遗传物质，所以诊断的特异性也大为提高。目前，基因诊断已在病毒性肝炎、艾滋病等传染病的诊断中发挥了不可代替的作用。

②先天遗传性疾病：目前，大多数遗传病还缺乏有效的治疗手段，因而可对胎儿进行产前基因诊断。对确诊患病的胎儿实施人工流产是避免遗传病患儿出生的有效措施。

已有多种传统的遗传性疾病的发病原因被确定为特定基因的突变。例如：苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起苯丙酮尿症；腺苷脱氨酶基因突变可引起重症联合免疫缺陷症（SCID）；而淋巴细胞表面分子CD40或其配体（CD40L）基因突变则可引起无丙种球蛋白血症。这类疾病的诊断除了仔细分析临床症状及生化检查结果外，从病因角度作出诊断则需要用基因诊断的方法检测其基因突变的发生。用基因诊断的方法检测这些位点的改变，不仅对临床诊断，而且对疾病的病因和发病机理的研究都具有重要的意义。

③后天基因突变引起的疾病：这方面最典型的例子就是肿瘤。虽然肿瘤的发病机理尚未完全明了，但人们可以初步认为肿瘤的发生是由于个别细胞基因突变而引起的细胞无限增殖。无论是抑癌基因发生突变还是癌基因发生突变，如果确定这些改变的发生，都必须进行基因诊断。

④其他：如DNA指纹、个体识别、亲子关系识别、法医物证等。

师

假如某人患了流行性感冒，该如何进行治疗？

生

在医生的指导下服用一些抗生素或抗病毒类药物，多喝白开水，注意休息，几天之后就可痊愈。

师

你了解重症联合免疫缺陷症（SCID）的疾病机理吗？这种疾病在医生的指导下服用一些抗生素或抗病毒类药物，多喝白开水，注意休息，几天之后可痊愈吗？

学生活动：阅读课本P4基因治疗的相关知识，并思考上述问题。

生

患有重症联合免疫缺陷症（SCID）的个体，其体内腺苷脱氨酶基因突变，不能正常合成腺苷脱氨酶，而该酶对于降解毒素是关键的，因此患者将出现免疫缺陷。由于是基因突变导致的疾病，因而不能用治疗流感的方法来治疗重症联合免疫缺陷症（SCID）。

师

假如某人患了重症联合免疫缺陷症（SCID），该如何进行治疗？

生

可以通过基因治疗技术来治疗该疾病。

师

什么是基因治疗？基因治疗的原理（基因治疗的两种途径）是什么？

学生活动：阅读课本P4中“基因治疗的两种途径”图群，并思考上述问题。

生

基因治疗（gene therapy）是指采用转基因技术将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。基因治疗（gene therapy）的原理是指采用转基因技术将目的基因导入患者的某种细胞中，体外培养使其增殖，然后输回患者体内，这样重组受体细胞因导入正常的基因，可以纠正或弥补缺陷基因带来的影响；或将带有治疗作用的基因通过载体直接送入患者的某些细胞中，从而达到治疗疾病的目的。

师

基因治疗技术能有效治疗疾病、提高人类健康水平，那么目前来说，是否所有的遗传性疾病都可以采用基因治疗？

生

不可以，例如神经细胞不能以基因治疗技术进行治疗。

师

进行基因治疗必须具备哪些条件？

生

……

师

进行基因治疗必须具备下列条件：①选择适当的疾病，并对其发病机理及相应基因的结构功能了解清楚；②纠正该病的基因已被克隆，并了解该基因表达与调控的机制与条件；③该基因具有适宜的受体细胞并能在体外有效表达；④具有安全有效的转移载体和方法，以及可供利用的动物模型。

师

基因治疗的前景十分诱人，那么基因治疗的现状与前景如何呢？

生

课堂小结

（1）复合免疫缺陷综合征的基因治疗：1991年美国批准了人类第一个对遗传病进行体细胞基因治疗的方案，即将腺苷脱氨酶（ADA）导入一个4岁患有严重复合免疫缺陷综合征（SCID）的女孩。采用的是反转录病毒介导的间接法，即用含有正常人腺苷脱氨酶基因的反转录病毒载体培养患儿的白细胞，并用白细胞介素Ⅱ（IL－2）刺激其增殖，经10天左右再经静脉输入患儿。大约1～2月治疗一次，8个月后，患儿体内ADA水平达到正常值的25%，未见明显副作用。此后又进行第2例治疗获得类似的效果。

（2）我国复旦大学等单位对乙型血友病的基因治疗也进行了有意义的探索，他们在兔

模型的基础上，将人第Ⅸ因子基因通过重组质粒（pcmvix）或重组反转录病毒（N2CMVIX）导入自体皮肤成纤维细胞，获得可喜的阶段性成果，相信不久的将来，基因治疗会在我国取得成功。

（3）总体来说，目前已批准治疗的病例约120例，其中约110例为肿瘤，遗憾的是，除黑色素瘤有些端倪外，全都未能成功。治疗了10余例单基因病，除ADA缺乏症和乙型血友病有一定疗效外，其余都还在实验阶段。但人们再也不怀疑基因治疗不仅可能办到，而且指日可待。

师

你还了解其他生命科学技术在社会生产、实践中的应用情况吗？

生

……

活动主题：以学习小组为单位，交流关于“现代生命科学的发展热点是什么”的研究性学习成果。

给活动的组织者与交流者几点建议：

（1）我们一定要本着“求是唯真、崇文扬善、创新臻美”的态度去做科学，注意每一个细节，以使我们第一次的研究成果经得起别人的推敲。

（2）我们要从“小”处做“大科学”，不要从“大”处做“小科学”。

（3）若以图片、表格等形式来反映研究成果，会让你的研究成果更容易被听众所接受。

（4）研究性学习需要提出自己的研究报告，同时也要让听众看到研究过程中的第一手资料，以增加研究成果的说服力。

（5）不妨向别人介绍一下自己在这个研究过程中亲历的一些事情以及自己的感受，这容易引起别人的共鸣。

（6）研究性学习的交流时间设置要合理，要给汇报者提供展示自己成果的机会，也要给听众提出问题、质询的机会。

板书设计

二、基因诊断与基因治疗

（一）基因诊断

（二）基因治疗

（三）研究性学习交流

教后感：

第一节减数分裂

【教学目标】

知识方面：

1.减数分裂的概念

2.通过精子和卵细胞的形成过程,训练学生的识图表能力,培养一定的空间概念。

3.观察有丝分裂和减数第二次分裂染色体的特点，培养学生的求同、求异思维。

能力方面：试验设计能力

情感态度、价值观方面：理解生物个体产生的过程

【教学重点】

(1)减数分裂的概念。

(2)精子和卵细胞的形成。

【教学难点】

减数分裂过程中染色体,DNA 的数目变化。

【教学方法】

通过图示学习其过程，注意学生的对图示的理解

【教学课时】

3课时

【教学过程】

导入:大家知道，生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础是细胞增殖。

提问:细胞增殖的方式有哪些?

讲述:对，在前面我们曾经学习过有丝分裂和无丝分裂，今天我们学习第三种分裂方式--减数分裂。

（一）、减数分裂和有性生殖细胞的形成

提问:在讲述新课以前，我们先回忆一下有丝分裂前后细胞内染色体的数目是如何变化的?有什么意义?

讲述:有丝分裂可以保持细胞分裂前后染色体数目恒定不变。那么，在形成有性生殖细胞精子或卵细胞时，细胞如何分裂呢?下面我们来讨论两个问题。

讨论:

1.如下所示，假设有性生殖细胞的形成是通过有丝分裂的方式完成，生物体下一代细胞

2.?

讲述:如果精子或卵细胞内的染色体只有正常体细胞内染色体数目的一半，那问题便迎刃而解。事实是怎样的呢?

1883年比利时学者耐登在研究马蛔虫受精作用时观察到:精子和卵细胞中含有数目相同的染色体，这些染色体通过受精作用传给后代。根据这一发现，生物学家推测，生殖细胞中的染色体数目是体细胞中的一半。否则生物每繁殖一代，体细胞中的染色体数目就会增加一倍。这和我们考虑的解决问题的思路是一致的。既然在形成生殖细胞精子或卵细胞时，染色体数目要减少一半，如何减少，就是我们今天要学习的内容了。

(一)减数分裂的概念

(1)范围:有性生殖细胞的形成。

(2)概念:在整个减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。

(3)结果:新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始的生殖细胞的染色体数目减少了—半。

(4)过程:

讲述，下面我们以精子形成过程为例，具体学习减数分裂的过程。

(二)精子的形成过程

(1)形成部位:睾丸(精巢)的曲细精管中，(CAI 软件显示哺乳动物睾丸示意图，曲细精管处闪烁 3 次)。

(2)形成过程

a.同源染色体

配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。

[CAI软件示:精子(内含一大一小染色体)+卵细胞(内含一大一小染色体)→受精卵?有丝分裂四分体(闪示同源染色体)]

?→

?

?

讲述:像受精卵细胞中的两条稍大一些的染色体，其形状大小基本相同，其中一条黑色的表示来自精子，即父方，另一条浅色的表示来自卵细胞，即母方。它们就是一对同源染色体。受精卵中有两对同源染色体。

讨论:生殖细胞精子和卵细胞中有同源染色体吗?为什么?

b.联会同源染色体两两配对的现象。

讲述:联会是—个动态的过程。

c.四分体联会后的每对染色体含有四条染色单体。

学生活动:

1.下图细胞中有哪几对同源染色体?形成了几个四分体。(图见课本 P107图C)。

2.讲述:在学习了上述概念的基础上，我们来看看精子是如何形成的。

(CAI 软件示精子形成过程)。

d.过程

讲述:精子是精原细胞经过减数分裂后形成的。精原细胞在减数分裂过程中连续进行了两次分裂。

在第一次分裂间期，精原细胞中的染色体经过复制，缩短变粗，形成染色体。染色质复制以后，细胞就成为初级精母细胞。初级精母细胞中的染色体经过联会，形成四分体，进行第—次细胞分裂。在细胞分裂的同时，细胞内的同源染色体两两分离，结果一个初级精母细胞便分裂成两个次级精母细胞，而此时细胞内的染色体数目已减少了—半，细胞内不再存在同源染色体，减数第—次分裂结束。

减数分裂第二次是从次级精母细跑开始的，细胞未经染色体的复制，直接进入第二次细胞分裂。在第二次细胞分裂过程中，染色体的行为和前面所学的有丝分裂过程中染色体的行为非常相似，细胞内染色体的着丝点排列在赤道板这一位置后，接着进行分裂，于是两条姐妹染色单体分离，分别移向细胞两极，与此同时，细胞分裂，结果生成了精子细胞，减数第二次分裂结束（强调减数第二分裂的主要特征是着丝点分裂，姐妹染色单体分开。）。

精子细胞经过变形后成为精子，两个次级精母细胞最后生成了四个精子，减数分裂结束。

提问:

1.减数分裂第一次间期后，形成的细胞叫什么?

精原细胞初级精母细胞

2.减数第一次分裂和减数第二次分裂的结果，各生成了什么细胞?

初级精母细胞次级精母细胞

次级精母细胞精细胞

3.精子中的染色体数目比精原细胞中的染色体数目减少了一半，是由两次分裂中的哪一次分裂决定的？

减数第一次分裂

4.为什么说减数分裂是特殊的有丝分裂?

其特殊性表现在减数第一次分裂，同源染色体分离，染色体减半，而减数第二次分裂，染色体变化行为与有丝分裂相似。因此减数分裂是特殊形成的有丝分裂。

前面学习了精子的形成过程，如小结图示。

卵细胞是在卵巢中形成的，其生成过程与精子形成过程基本相同，但也有区别。

(三)卵细胞的形成过程

学生活动:将精、卵细胞形成过程的图表进行比较，找出二者的相同与相异处。

小结:

相同点:染色体复制一次，都有联会和四分体时期，经过第一次分裂，同源染色体分开，染色体数目减少一半，在第二次分裂过程中，有着丝点的分裂，最后形成的卵细胞，它的染色体数目也比卵原细胞减少了一半。

不同点:每次分裂都形成一大一小两个细胞，小的叫极体，极体以后都要退化，只剩下一个卵细胞，而一个精原细胞是形成4个精子；卵细胞形成后，不需要经过变形，而精子要经过变形才能形成。

学生思考:生物卵细胞经减数分裂后，细胞中的染色体会不会越来越少呢?

4.彻底搞清“减数分裂—受精作用—有丝分裂”过程中细胞核内与细胞内染色体数目、DNA 含量、染色单体数、同源染色体对数的变化。

①表解“减数分裂—受精作用—有丝分裂”过程中细胞核内染色体数目、DNA含量、染色单体数、同源染色体对数的变化。

项目

减数分裂

受

精

作

用

有丝分裂减Ⅰ减Ⅱ

间

Ⅰ

期

前

Ⅰ

期

中

Ⅰ

期

后

Ⅰ

期

末

Ⅰ

期

前

Ⅱ

期

中

Ⅱ

期

后

Ⅱ

期

末

Ⅱ

期

间

期

前

期

中

期

后

期

末

期

染色体数（个）2n 2n 2n 2n n n n 2n n 2n 2n 2n 2n 4n 2n 染色单体数

（个）

0-4n 4n 4n 4n 2n 2n 2n 0 0 0 0-4n 4n 4n 0 0

DNA含量2N-

-4N

4N 4N 4N

2N

2N 2N 2N

N

2N

2N-4N

4N 4N 4N

2N

同源染色体

（对）

n n n n 0 0 0 0 0 n n n n 2n n

目、DNA含量的变化。

图（一）

③图（二）示二倍体生物“减数分裂—受精作用—有丝分裂”过程中细胞内染色体数目、DNA含量的变化。

图（二）

④性原细胞自身的繁殖方式是：有丝分裂。

⑤减Ⅰ前期的四分体时期同源非姐妹染色单体交叉互换是基因互换规律的细胞学基础，减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合是基因自由组合规律的细胞学基础，故基因重组发生在减Ⅰ前期的四分体时期和减Ⅰ后期；减Ⅰ后期同源染色体分离是基因分离规律的细胞学基础。

⑥基因突变发生在有丝分裂间期（体细胞突变）和减Ⅰ前的间期（有性生殖细胞突变）DNA复制的时候。

⑦减数分裂过程中染色数目减半的根本原因是减Ⅰ后期同源染色体的分离，这也是减Ⅰ的最主要特点；而减Ⅱ后期着丝点分裂，染色单体变成染色体并移两极则是减Ⅱ的主要特点。

⑧判断细胞分裂方式和时期的依据是：a.染色体数的奇偶性；b.有无同源染色体；c.有无染色单体；d.着丝点的位置。

⑨细胞分裂中的“三中”和“三后”（注：初级卵母细胞和次级卵母细胞后期不均等分

【板书设计】

(一)减数分裂的概念

(1)范围:有性生殖细胞的形成。

(2)概念:在整个减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。

(3)结果:新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始生殖细胞的染色体数目减少了—半。

(4)过程:

(二)精子的形成过程

(1)形成部位:

(2)形成过程:a.同源染色体 b.联会 c.四分体 d.过程

(三)卵细胞的形成过程

【随堂练习】

1.某物种的次级卵母细胞分裂后期有染色体32条,则该物种的体细胞染色体数为( )

A.8

B.16

C.32

D.64+

2某生物的卵细胞中有6条染色体, 其中来自这个生物父方的染色体是 ( )

A.有2条

B.有3条

C.有4条

D.无法确定

3猪的卵细胞中有19个染色体，那么它的初级卵母细胞中含有的四分体应有（）A。19个 B。38个C。76个 D。57个

4某动物一个卵原细胞经过减数分裂产生的次级卵母细胞中的DNA分子含量为4M,则其同种动物的实级精母细胞的DNA 分子含量和体细胞的DNA分子含量分别为 ()

A.8M和8M

B.8M和4M

C.4M和4M

D.4M和2M

【布置作业】

学案练习题

第二节有性生殖

一、教学目标：

1、举例说明受精作用。

2、使用高倍镜观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。

3、通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同阶段的染色体的形态、位置和数目，加深对减数分裂过程的理解。

二、教学重点、难点：

受精作用的过程。

三、板书设计：

一、生殖细胞的形成

二、受精作用的过程

三、受精作用和减数分裂的意义

四、教学过程：

导入：上一节我们介绍了减数分裂的过程和生殖细胞的形成，那么形成生殖细胞之后就要进行生命的另一个过程，受精作用，今天我们就介绍一下有关受精作用的过程，

一、生殖细胞的形成：

通过减数分裂形成了生殖细胞，那么精细胞形成之后还要进行一定的变形形成具有生殖能力的精子，卵细胞形成后就能形成具有生殖能力的细胞-----卵细胞，下面同学们阅读课

本，复习一下生殖细胞的形成过程。

二、受精作用的过程：

学生阅读课本，回答下面问题： 受精作用的过程？ 学生阅读，教师总结： 1.精子和卵细胞的识别 2.精子进入卵细胞 3.精核和卵核的融合 4.第一次卵裂的启动

三、减数分裂和受精作用的意义

减数分裂使精子和卵细胞的染色体数目减半，受精作用使精子和卵细胞结合成合子（受精卵）

，染色体恢复到体细胞的数目，保证了同种生物亲、子代染色体数目的稳定性，也就保证了物种的稳定，对生物的遗传具有重要的意义。

注意：受精卵中染色体一半来自父方，一半来自母方；而受精卵中遗传物质，卵细胞多提供了细胞质中DNA ，故多于父方遗传物质。 复习：减数分裂与有丝分裂的比较 （1）过程比较