人教版高中生物教学设计遗传的物Word下载.docx
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教师要把握住“复制”和“连续性”这两个关键点。
这里的“复制”是“自我复制”,不是被动地、接受外来指令进行的复制。
而是在生物体内、自发地对这种物质进行翻版或拷贝。
这里的“连续性”学生可能不会很好地区分是“生命的连续性”还是“性状的连续性”。
教师要通过不断地追问使学生明确:
“自我”和“性状”这两个关键点。
(2)对于遗传物质应该“能够指导蛋白质的合成,从而控制新陈代谢过程和性状”的这个特点,学生不会自发地推论出来。
教师可以通过“性状主要是通过什么物质表现出来的?
”也可以通过复习前面讲过的如“蛋白质对某种性状(血型、酶、激素等)的控制作用”以及“蛋白质是一切生命活动的体现者”这一结论,使学生意识到:
“性状主要是通过蛋白质表现出来的”。
这时结合上面的推论:
“遗传物质应能保证生物性状的连续性”,而“性状主要是通过蛋白质表现出来的”,教师可以提问:
“那么,遗传物质是否会与蛋白质有关呢?
”答案当然是肯定的。
“遗传物质可能就是蛋白质,或者能够控制蛋白质的合成,并通过控制蛋白质的合成来影响生物的性状。
”这一结论的得出就不难被学生接受了。
(3)从“某种物质作为遗传物质它的结构可能是相对稳定,不易变化,还是相对不稳定,极易变化的呢?
”这一提问可引导学生对遗传物质结构的稳定性进行思考和推论,学生可能会想到:
“遗传物质的结构可能应该是稳定的、不变的。
”对这个过于绝对的推断教师可以再提问:
“如果遗传物质稳定到了绝对不变的程度,那么生物就应该是绝对不变的。
你认为这个推论与实际情况相符合吗?
”在这时学生自然会意识到:
“遗传物质的结构在基本稳定的前提下,也应该而且可能发生少量的变化。
”这时教师要再予以补充:
“这些遗传物质在结构上的少量变化,还应该是可遗传的。
”至此,教师可进行关于遗传物质特点的小结并做板书,写出遗传物质的四个特点。
3.遗传物质必须具有以下特点:
(1)分子结构具有相对的稳定性;
(2)能够自我复制,前后代保持一定的连续性;
(3)能产生可以遗传的变异;
(4)能够指导蛋白质的合成,从而控制新陈代谢过程和性状。
4.在前面教材内容中,我们学习过细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用,其中很关键的一个知识点是染色体的复制与传递规律,也就是说,染色体在生物的传种接代中,能够保持一定的稳定性和连续性。
由此,可认为染色体在遗传上起着主要作用,正是因为染色体连绵不断地向后代传递,才使生物的后代具有与亲代相似的性状。
染色体的化学成分主要是DNA和蛋白质,那么,DNA和蛋白质谁是遗传物质呢?
在20世纪50年代前人们还不清楚,科学家发现寄生在细菌细胞内的病毒——噬菌体仅由蛋白质外壳和DNA组成,与染色体成分相似,通过侵染实验证明了DNA是遗传物质。
在此年代还利用肺炎双球菌做转化实验,发现DNA具有转化功能,是遗传物质。
一、肺炎双球菌的转化实验
阅读课本内容,思考如下问题:
(1)将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠怎样?
不死亡。
(2)将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,小鼠怎样?
患败血症死。
(3)将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠怎样?
(4)将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠怎样?
患败血症死亡。
(5)为什么将两种不死亡的细菌混合后会致死呢?
因为混合后的细菌中,被转化为有毒性的S型细菌,而且这种性状的转化可以遗传。
(6)那么这种转化因子是什么呢?
通过从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等物质,分别加入到R型细菌的培养基中与R型细菌共同培养,结果发现,只有DNA才能够使R型细菌转化为S型细菌。
结论:
DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
注意:
①S型细菌体内DNA不受加热影响,当与R型细菌混合培养时,S型细菌DNA进入R型细菌体内,这叫DNA传导。
其结果在S型DNA的控制下,利用R型细菌体内的化学成分,合成了S型细菌的DNA和蛋白质,从而组成了具有毒性S型细菌。
②用各种酶分别处理S型细菌的DNA、蛋白质和荚膜多糖,分别进行肺炎双球菌转化实验的第四步,只有DNA被处理后,小鼠正常生长,也充分说明了DNA是遗传物质,其他物质都不是遗传物质。
二、噬菌体侵染细菌的实验
因为噬菌体的结构成分比较简单,所以用它来做分析研究非常方便。
“实验是由赫尔希和他的学生蔡斯在1951~1952年做的。
他们分别用两种放射性同位素32P和35S对两组噬菌体进行了巧妙的标记:
一组用放射性同位素35S个标记噬菌体内部的DNA,另一组用放射性同位素”S标记噬菌体的蛋白质外壳。
由于放射性物质会不断放出射线,可以检测出来,这样通过观察放射性物质的行踪,就可以判断放射性物质在噬菌体侵染细菌过程中的行踪,从而判断DNA和蛋白质在生物遗传过程中的作用了。
”如图所示:
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
实验结论
32P标记DNA
有32P标记DNA
DNA有32P标记
DNA分子具有连续性,是遗传物质
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白质无35S标记
我们能够得出什么结论呢?
“首先,是噬菌体的DNA进入了细菌细胞内部,蛋白质并没有进入其中。
但是在细菌细胞内部却产生出了新的既有DNA,又有蛋白质的噬菌体。
这种现象告诉我们什么呢?
”显然,新噬菌体的DNA是在细菌细胞内复制的,噬菌体的蛋白质是在细菌细胞内合成的。
这个结论学生自然会形成。
“只有噬菌体的DNA进入了细菌细胞内部,而噬菌体的蛋白质并没有进入细菌细胞内部,这个事实说明了什么呢?
”“这一事实说明:
进入细菌细胞内的噬菌体DNA,不仅携带了DNA自我复制的遗传信息,而且也携带了指导蛋白质合成的遗传信息,具有我们分析过的遗传物质所应具有的四个特点中的两个特点——能够自我复制和能够控制蛋白质的合成。
由此可见,DNA是遗传物质。
”德尔布吕克、卢里亚、赫尔希因发现噬菌体的复制机理和遗传结构共享1969年的诺贝尔生理学和医学奖。
上述实验结果表明:
在噬菌体中,亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA,而不是蛋白质。
也就是说,子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传给后代的,因此,DNA才是真正的遗传物质。
三、现代科学研究证明,遗传物质除了DNA以外,还有RNA。
有些病毒不含有DNA,只含有蛋白质和RNA,如烟草花叶病毒。
在这些病毒中,RNA是遗传物质。
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
四、习题反馈
1、所有病毒的遗传物质是(D)。
A.都是DNAB.都是RNA
C.是DNA和RNAD.是DNA或RNA
2、噬菌体侵染细菌的实验,除了证明DNA是遗传物质外,还附带能够说明DNA的什么特点?
(AC)
A.能进行自我复制,上下代保持连续性。
B.是生物的主要遗传物质。
C.能控制蛋白质的合成。
D.能产生可遗传的变异。
3、把烟草花叶病毒的RNA和蛋白质外壳分离后分别接种到正常的烟草叶片上,那么发生烟草花叶病的是(AC)
A.接种RNA的植株B.接种蛋白质外壳的植株
C.接种烟草花叶病毒的植株D.所有接种过的植株
4、下列各项中,不属于S型肺炎双球菌特性的是(C)。
A.菌落光滑B.有多糖荚膜C.无毒性D.能使小鼠患肺炎
5、某科学家做的“噬菌体侵染细菌的实验”,分别用同位素32P、35S做了如下表所示的标记:
噬菌体(T4)成分
细菌(大肠杆菌)成分
核苷酸
标记32P
31P
氨基酸
32S
标记35S
此实验所得的结果是:
子噬菌体与母噬菌体的外形和侵染特性均相同,请分析回答:
(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是:
31P、32P
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是:
35S
(3)此实验证明了:
DNA是遗传物质。
(七)板书§
6.1.1DNA是主要的遗传物质
DNA
是
主
要
的
遗
传
物
质
染色体是遗传物质的主要载体{1.从生殖过程分析:
亲子代间染色体保持一定的稳定性和
连续性2.从染色体化学组成分析:
DNA在染色体上含量稳定,是主要的遗传物质}
生物的遗传方式(根据遗传物质存在部位划分){1.细胞核遗传:
受细胞核内遗传物质
的控制2.细胞质遗传:
受细胞质内遗传物质控制}共同作用的结果
遗传物质的特点:
{1.分子结构具有相对的稳定性2.能够自我复制,使前后代保持一定的
连续性3.能够指导蛋白质的合成,从而控制新陈代谢的过程和性状
4.能够产生可遗传的变异}
噬菌体的基本结构{1.外壳:
蛋白质2.内部:
DNA分子}
1DNA是遗传物质的证据即侵染过程{1.吸附在细菌表面2.注入噬菌体DNA3.合成噬菌体
噬菌体侵染细菌的实验DNA和蛋白质4.组装成子代噬菌体5.释放出新的噬菌体}
结论:
DNA是遗传物质
生物的遗传物质{1.绝大多数生物,如真核生物、原核生物、只含DNA的病毒,以DNA作为
遗传物质;
2.部分生物,如烟草花叶病毒,以RNA作为遗传物质}
(八)教学建议和意见
二DNA分子的结构和复制(2课时)
一、教学目的:
1.DNA分子的结构特点(C:
2.DNA分子复制的过程和意义(C:
(二)教学重点
1.DNA分子的结构
2.DNA分子的复制
(三)教学难点
1.DNA分子的结构特点
2.DNA分子的复制过程
DNA结构图、及DNA空间结构模型、DNA复制过程图解
观察分析、对比、讨论、讲述、提问
(六)教学设计:
本小节为2课时,其中,第一课时讲授DNA分子的结构,第二课时讲授DNA分子的复制。
•
(1)DNA的化学组成:
•阅读课本P8,看懂图形,回答下列问题:
•①组成DNA的基本单位是什么?
每个基本单位由哪三部分组成?
•②组成DNA的碱基有哪几种?
脱氧核苷酸呢?
DNA的每一条链是如何组成的?
一、DNA的结构
•DNA的化学结构:
一种高分子化合物,每个分子都是由成百上千个四种脱氧核苷酸连接而成的双链
•化学组成单位——脱氧核苷酸:
包括一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基
•(腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T)
因此,DNA有四种脱氧核苷酸,DNA的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成的多脱氧核苷酸链。
观看DNA的分子结构
二、DNA的空间结构
•规则的双螺旋结构:
•1.由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成,并按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
•2.外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结,构成基本骨架,内侧由碱基对组成
•3.碱基互补配对原则:
两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,且碱基配对有一定的规律,即:
1.腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对
•2.鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对
•即:
A-T;
C-G
•碱基互补配对原则:
•碱基互补配对原则的应用:
如果已知一条链上的碱基排列顺序,能否根据碱基互补配对原则确定另一条链上的碱基排列顺序?
•eg:
与ACCTGGATCGGA互补的另一条链的碱基顺序是:
•思考:
1、碱基配对时,为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢?
•2、为什么只能是A-T、G-C,不能是A-C、G-T呢?
•3、如果已知DNA分子中,某一种碱基比例,能否利用设问二的结论推出其他碱基比例呢?
•4、某生物细胞DNA分子的碱基中,腺嘌呤的分子数占18%,那么,鸟嘌呤的分子数是多少?
•碱基互补配对的有关计算:
•根据碱基互补配对原则引出的关于碱基比率、数量的计算是本节难点之一。
•规律一:
DNA双链中的两个互补的碱基相等;
任意两个不互补的碱基之和相等,占碱基总数的50%,用公式表示为:
A=T,G=C,A+G=T+C=A+C=T+G=50%,
(A+G)/(T+C)=(A+C)/(G+T)=(T+C)/(A+G)=1,
•一般情况下,A+T≠G+C,(A+T)/(G+C)≠(G+C)/(A+T)≠1
•规律二:
在DNA双链中,一条单链的(A+G)/(T+C)的值与另一条互补单链的(A+G)/(T+C)的值是互为倒数的。
•规律三:
在DNA双链中,一条单链的(A+T)/(G+C)的值,与另一条互补链的(A+T)/(G+C)的值是相等的,也与整个DNA分子的(A+T)/(G+C)的值相等的。
三、结构特点
稳定性:
1.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变;
2.两条链间碱基互补配对的方式不变3.横向碱基对间的氢键作用力;
4.纵向的相互作用力
多样性:
DNA分子中碱基对排列顺序多种多样,碱基对排列方式的计算公式:
an(a代表碱基种类,n代表碱基对数)
特异性:
每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序,具有特定功能,这是生物界具有多样性的根本原因
1、根据碱基互补配对原则,在A≠G时,双链DNA分子中,下列四个式子中,正确的是(B)
A.(A+C)/(G+T)≠1;
B.(A+G)/(C+T)=1
C.(A+T)/(G+C)=1;
D.(A+C)/(C+G)=1
2、分析一个DNA分子时,其中一条链上(A+C)/(G+T)=0.4,那么它的另一条链和整个DNA分子中的(A+C)/(G+T)的比例分别是(D)
A.0.4和0.6;
B.2.5和0.4;
C.0.6和1.0;
D.2.5和1.0
3、双链DNA分子中的一条链中的A:
T:
C:
G=1:
4:
3:
6,则另一条链上同样的碱基比为(A)
A.4:
1:
6:
3;
B.1:
6;
C.6:
D.3:
4
4、从某生物的组织中提取DNA进行分析,其中C+G=46%,又知该DNA分子中的一条链中A为28%,问另一条链中A占该链全部碱基的(A)。
A.26%;
B.24%;
C.14%;
D.11%
二、DNA分子的复制
主要包括DNA分子复制的概念、发生的时间、复制的条件、复制的过程、特点、意义
1、概念:
是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程
2、发生时间:
有丝分裂间期或减数分裂前的间期
3、复制的条件:
主要有模板、原料、能量、酶
•
(1)概念:
•在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期,以母细胞DNA分子为模板,合成子代DNA的过程。
DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
•
(2)“准确”复制的原理:
①DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板;
②碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误
•(3)复制的条件
•主要有模板、原料、能量、酶
三、复制的条件
复制过程中以什么为模板?
答:
复制过程中以DNA的两条母链为模板
复制过程中以什么为原料?
复制过程中以细胞核中游离的脱氧核苷酸为原料
直接能源来源于哪里?
ATP
需要什么酶的协助?
解螺旋酶、聚合酶
三、复制的过程
•阅读课本P11,回答问题:
•1、什么叫解旋?
解旋的目的是什么?
•2、什么叫“子链”?
复制一次能形成几条子链?
•3、简述“子链”形成的过程
①解旋:
在解旋酶的作用下,两条扭成螺旋状的长链解开
②以解开的母链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链
③一条子链与对应的母链扭成螺旋状,构成新的DNA分子
•(4)DNA复制的生物学意义
•DNA通过复制,使遗传信息从亲代传给了子代,从而保证了物种的相对稳定性,保持了遗传信息的连续性,使种族得以延续。
•三、习题反馈
•1、某DNA分子中有400个碱基对,其中胸腺嘧啶120个,那么,DNA分子中含有氢键和游离磷酸基的个数分别为(D)
•A.400个和2个;
B.400个和4个;
C.920个和4个;
D.1080个和2个
2、在DNA分子的一个片段中,有腺嘌呤10个,占碱基总数的20%,则此片段水解后断开的氢键有(C)条A.20;
B.30;
C.65;
D.不一定
3、在DNA分子的一条单链中,相邻的碱基A和T是通过什么连接的(B)
A.氢键;
B.磷酸二酯键;
C.肽键;
D.不一定
4、DNA分子某片段包含m个碱基,其中胞嘧啶n个。
该片段复制2次,需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为(B)个
A.(m-2n)/2;
B.(3m-6n)/2;
C.m-2n;
D.2m-4n
(七)板书
§
6.1.2DNA分子的结构和复制
DNA的结构
一种高分子化合物,每个分子都是由成百上千个四种脱氧核苷酸连接而成的双链
DNA的化学结构
化学组成单位——脱氧核苷酸{1.脱氧核糖2.磷酸3.含氮碱基(腺嘌呤A、
鸟嘌呤G、胞嘧啶C、胸腺嘧啶T)}
规则的双螺旋结构{1.由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成
DNA的空间结构2.外侧由脱氧核糖和磷酸交替连结,构成基本骨架,内侧由碱基对组成}
碱基互补配对原则:
腺嘌呤一定与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤一定与胞嘧啶配对,
即:
C-G
稳定性{1.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变2.两条链间碱基互补配对的方式不变
3.横向碱基对间的氢键作用力4.纵向的相互作用力}
结构特点多样性:
DNA分子中碱基对排列顺序多种多样
特异性:
每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序,具有特定功能
概念:
DNA的复制
是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程
时间:
有丝分裂间期或减数分裂前的间期
模板:
两条母链
条件原料:
细胞核中游离的脱氧核苷酸
能量:
酶:
①解旋:
过程②以解开的母链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链
③一条子链与对应的母链扭成螺旋状,构成新的DNA分子
特点边解旋边复制
半保留复制:
是指新形成的DNA中有一条链是保留了原来的母链
意义:
保证了亲子代间遗传物质的稳定性和性状的相象
(八)教学意见和建议
三基因的表达(2课时)
1.染色体、DNA和基因三者之间的关系,以及基因的本质(B:
识记)
2.基因控制蛋白质合成的过程和原理(B:
3.基因控制性状的原理(B:
1.染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。
2.基因控制蛋白质合成的过程和原理
1.基因控制蛋白质合成的过程和原理
挂图、课件
三、基因的表达
•一、基因的概念
•①概念:
基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位,是具有遗传效应的DNA片段。
•此概念包括三个要点:
a.基因是DNA片段,并具有遗传效应(指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能)。
有的DNA片段属间隔区段,没有控制形状的作用,这样的DNA片段就不是基因。
•b.是控制性状的遗传物质的功能单位,例如豌豆高茎基因控制高的性状,狗的直毛有直毛基因控制,人的黑发有黑发基因控制等
•C.是控制性状的遗传物质的结构单位。
控制某种性状的基因有特定的DNA片段,蕴含特定的遗传信息,可以切除,可以拼接到其他生物的DNA上,从而获得某种性状的表达,故基因是结构单位
•一、基因的概念
•②与染色体的关系
•基因在染色体上呈线性排列
•③与DNA的关系
•基因是有遗传效应的DNA片段
•④与性状的关系
•是控制性状的遗传物质的基本单位,特定基因控制特定性状
•二、DNA——基因——染色体之间的关系
•①存在部位比较
•a.DNA主要存在于细胞核内
•b.基因位于DNA分子上,是有遗传效应的DNA片段
•c.染色体是细胞核的主要结构之一,是DNA的主要载体
•②在结构上比较
•a.DNA属于高分子化合物,是由四种脱氧核苷酸连接而成的长链。
每个DNA分子都由两条长链向右盘旋而成,成为有规则的双螺旋的空间结构。
•b.基因是有遗传效应的DNA片段,因此,结构与DNA是一致的。
•c.染色体存在于细胞核中,由DNA和蛋白质组成。
细胞分裂时,染色质细丝高度螺旋化成为染色体,每个染色体只含一个DNA分子。
•③在功能上比较
•a.DNA是传递遗传信息的。
•b.基因是控制生物性状的功能结构单位(控制蛋白质的合成)。
•c.染色体是DNA的主要载体。
•总之,基因是控制生物性状的功能结构单位,位于DNA分子上,具有遗传效应的DNA片段。
而DNA则在染色体上,而染色体又是DNA的主要载体。
•三、DNA的功能
•
(1)通过复制,在生物的的传种接代中传递遗传信息
•
(2)在后代的个体发育中,能使遗传信息得以表达,从而使后代表现出与亲代相似的性状
•四、RNA的结构和种类
•五、基因的表达
•1、概念:
基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代,还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子结构上来,从而使后代表现出与亲代相似的性状,遗传学上称之为基因的表达。
•因此,复制和表达遗传信息是基因的基本功能。
•六、基因控