师：同学们好，今天我们来学习生物的遗传和变异。这一章的第一节是“DNA 是主要的遗传物质”。本节的学习目标是：一、举例说出生物的遗传现象；二、说明细胞核是遗传信息的中心；三、说明 DNA 是主要的遗传物质，描述染色体、DNA 和基因之间的关系。好，现在我们开始上课。春天来了，广玉兰花竞相开放，大家看这些花相似吗？它们之间有没有差异？有同学可能说：“我看它们很相似，广玉兰花的花瓣、花型、颜色都非常相似，我看不出有什么差别。”那么我们再来看看其他生物。花丛中的两只相思鸟在穿梭跳跃，我们看到它们羽毛的颜色、体型也非常相似，几乎看不出有什么差别。
老师收集了一些鹦鹉的图片，请同学们观察这些鹦鹉，它们相似吗？又存在着哪些差异呢？有同学说：“乍一看它们很相似，可仔细看看，它们还是有很多差别的，它们的体型、大小、羽毛的颜色还是有明显的差异。”它们之间的相似性以及存在的差异，我们称之为遗传和变异，这也是自然界中最普遍的生物现象，是生命的基本特征之一。
让我们再来看看图中的这几头牛，它们是我国首例用成年牛体细胞克隆出来的，几乎一模一样，为什么它们如此相像呢？这里面蕴含着遗传学的奥秘。那什么是遗传学呢？在自然科学领域中，我们把探究生物遗传和变异规律的科学叫做遗传学，遗传是自然界中最普遍的现象。请同学们看看下面的动物家庭，说一说图中所包含的遗传现象。左图中的小穿山甲和大穿山甲的体型非常相似，身上覆盖的鳞片也很相似。右图中的几只天鹅，它们都有细长的颈，在湖面中游来游去，身上覆盖着白色的羽毛，也很相似。
这些都是遗传的现象，同学们想一想，你有没有哪些特征长得像自己的父亲，又有哪些特征像自己的母亲呢？我们发现子女的相貌总是与父母有很多相似之处，我们就把生物亲代与子代之间相似的现象叫做遗传。谚语中提到的“种瓜得瓜，种豆得豆”“猫生猫、鸭生鸭”，就是对遗传现象的生动描述。那么亲代是如何将遗传信息传递给下一代的呢？说到信息，我们正处在 21 世纪的信息社会，生活中每一件商品上都有产品条形码，这些条形码包含着商品的名称、生产日期等信息。那么生命的遗传信息蕴藏在哪里呢？为了寻找生命的遗传信息，科学家们做了许多实验。早期的科学家在研究细胞结构和功能时，提出生物的性状是由细胞核控制，还是由细胞质控制的这一问题。为此，德国的一些科学家利用伞藻开展了一系列实验。
伞藻是一类单细胞生物，生活在热带和亚热带的海水中，在我国东海南部和南海的辽阔海域中还分布着多种伞藻。伞藻的结构可以分为帽、柄、假根三个部分，而细胞核则位于基部的假根中。为什么科学家选用伞藻作为移接实验的材料呢？这是因为：一、伞藻是大型的单细胞藻类，取材容易；二、伞藻的品种多，形态差异明显，例如有菊花形帽、伞形帽，便于观察；三、伞藻有再生的能力，容易移接成活，生长繁殖速度快，实验周期短。好，下面我们来看看科学家所做的伞藻移接实验。这个实验由三个层层递进的实验组成。
实验一，伞藻的去帽实验。请同学们仔细观察下面的视频。伞藻属于海生的单细胞藻类，细胞长 2 - 5 厘米，可以分为帽、柄、假根三部分，细胞核位于假根内。根据帽的形状不同，可以将伞藻分为地中海伞藻和细圆齿伞藻，地中海伞藻具有伞形帽，细圆齿伞藻具有菊花形帽。那么伞藻帽的形状与什么有关呢？接下来我们从三个实验来一一探究。伞藻的去帽实验，将两种伞藻的帽切去，结果各自新长出与原来相同的帽。那么帽的形状是由柄控制的，还是由假根控制的呢？
让我们回顾一下伞藻的去帽实验过程，科学家分别用带有伞形帽和菊花形帽的伞藻做实验材料，将它们的帽切除。过了一段时间，被切除帽的伞藻长出了新的帽。大家想一想，被切除帽后的伞藻只剩下了柄和假根，那么切除帽后长出来的新帽是由柄控制的，还是由带细胞核的假根控制的呢？带着这个问题，科学家们又做了第二个实验，伞藻的移接实验，请同学们仔细看下一个视频。
接下来进行伞藻的嫁接实验，将两种伞藻的帽切去，然后再将两种伞藻的柄互相交换，嫁接到对方的假根上，结果各自新长出与原来相同的帽，这说明帽的形状与柄无关，与假根有关。
让我们再来回顾一下伞藻的移接实验过程。科学家们将甲伞藻的假根切下，将乙伞藻的柄切下，然后将乙伞藻的柄移接到甲伞藻的假根上，形成了一个新的移接体。请同学们注意，这个新的移接体是由甲伞藻的假根和乙伞藻的柄构成的。过了一段时间，科学家们发现这个移接体的上方长出了新的帽，这个帽是伞形帽，和甲伞藻的帽型一样。请同学们思考，切除帽后长出来的新帽是由柄控制的，还是由带细胞核的假根决定的？于是科学家们又做了第三个实验，伞藻的核移植实验。请同学们观察下一个视频。
假根中既有细胞核也有细胞质，那么帽的形状是由细胞核控制，还是细胞质控制的呢？为了验证这个猜想，我们进行伞藻的核移植实验，将两种伞藻的帽切去，然后将伞藻假根中的细胞核互相交换。结果进行核移植后的伞藻上长出了对方的帽，这说明帽的形状是由假根中的细胞核控制的。
让我们回顾一下伞藻的核移植实验过程，将甲伞藻假根的细胞核去掉，再将乙伞藻的细胞核取出，移植到甲伞藻的假根中。过了一段时间长出新的帽形，这个帽是菊花形帽，也就是乙伞藻的帽形。由此可以看出，帽的形状是由细胞核决定的，在伞藻的细胞核中具有控制性状的遗传信息。
科学家们还做了其他实验，例如“为什么白鼠会生下灰鼠”的实验。在这个实验中，有三种体色的小鼠参与。通过生物技术，最终白鼠生下来一只灰色小鼠。为什么会这样呢？这是因为灰色小鼠接受的是灰色雌鼠的胚胎细胞的细胞核里的遗传物质。这些实验结果都证明细胞核是遗传信息的中心。
我们在七年级的观察实验中看到洋葱鳞片叶表皮细胞和人的口腔上皮细胞中都有成形的细胞核，这是真核生物所具有的细胞结构。细胞核是遗传信息的中心，那么细胞核内的遗传物质是什么呢？如果将正在分裂的细胞用碱性染料染色，再放在显微镜下观察，我们就会看到有许多被染成深色的物质，这就是染色体。左图中的深色物质就是洋葱根尖细胞中的染色体，右图中的深色物质就是蝗虫精巢细胞中的染色体，这是人体细胞中的染色体。经过科学家整理后，将人体细胞中的染色体排序，就可以清楚地看到人体细胞中的染色体是成对出现的。正常人体细胞中的染色体数目为 23 对，那么其他生物体的体细胞中的染色体数目是多少呢？这幅图呈现的是不同生物体细胞中染色体的数目，与人血缘关系最近的黑猩猩是 48 条，24 对；狗是 78 条，39 对；洋葱 16 条，8 对。科学家们还发现，在生物的生殖细胞中，也就是精子或者卵细胞中，染色体的数目与体细胞不一样。这个表格呈现的是几种生物体细胞和生殖细胞中的染色体数目。请同学们仔细观察表格，你发现了什么规律？