高中生物必修2 第3章 基因的本質(zhì) 教案

高中生物必修2第3章基因的本質(zhì)教案

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識方面

（1）總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程。

（2）分析證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實驗設(shè)計思路。

2.情感態(tài)度與價值觀方面

（1）認(rèn)同與人合作在科學(xué)研究中的重要性，討論技術(shù)的進步在探索遺傳物質(zhì)奧秘中的重

要作用。

（2）認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化不斷完善的過程。

3.能力方面：探討實驗技術(shù)在證明DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用

【教學(xué)重難點】

1.重點：

（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。

（2）噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程。

2.難點：

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。

【教學(xué)過程】

教學(xué)內(nèi)容教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖

章引言引導(dǎo)學(xué)生閱讀并思考引言閱讀思考引入新課

問題探討引導(dǎo)學(xué)生完成“問題探討”并提示。閱讀思考回以已知推

（提示I答特點，自然

（1）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力；引入新課。

（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性

狀和新陳代謝的過程；

（3）在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)

制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性；

（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生

突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳

給后代。

遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能貯存大量的遺傳信息，

可以準(zhǔn)確地復(fù)制出拷貝，傳遞給下一代等。

一、對遺口向120世紀(jì)20年代，人們?yōu)槭裁磿J(rèn)為蛋白閱讀思考從歷史背

傳物質(zhì)的質(zhì)是遺傳物質(zhì)？到20世紀(jì)30年代呢？景了解人

早期推斷們的推測。

二、肺炎通過確鑿的實驗證據(jù)首先向遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)閱讀思考回弄懂肺炎

雙球菌的的觀點提出挑戰(zhàn)的是美國科學(xué)家艾弗里，而艾答雙球菌轉(zhuǎn)

轉(zhuǎn)化實驗弗里的實驗又是在英國科學(xué)家格里菲思的肺炎化實驗的

雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)上進行的。原理和過

請看這個著名的經(jīng)典實驗：程。

出示R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的菌體和菌落圖，讓

學(xué)生對圖指出何者是R型菌體？何者是S型菌

體？菌落各是怎樣？毒性呢？以加深學(xué)生對兩

種細(xì)菌的了解。

三、噬菌K介紹］噬菌體侵染細(xì)菌的過程：閱讀思考回列表比較

體侵染細(xì)①吸附一②注入（DNA）一③復(fù)制子代噬菌體的答一目了然。

菌的實驗DNA和合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)一④組裝子代

噬菌體一⑤釋放。

親代噬菌原宿主細(xì)子代噬菌實驗結(jié)

體菌內(nèi)體論

32P標(biāo)記無32P標(biāo)記DNA有32PDNA是

DNADNA標(biāo)記遺傳物

35s標(biāo)記無35s標(biāo)記外殼蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)無35s標(biāo)

記

噬菌體侵染細(xì)菌的實驗。

思考題（提示X因為硫僅存在于丁2噬菌體的蛋白質(zhì)組思考回答

分中，而磷則主要存在于DNA的組分中。用汽

和密0等元素是不可行的，因為T,噬菌體的蛋

白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。

思考與討K提示I1.細(xì)菌和病毒作為實驗材料，具有的思考討論回

論優(yōu)點是：（1）個體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出答

因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)

菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸

和蛋白質(zhì)外殼。

（2）繁殖快。細(xì)菌20?30min就可繁殖一代，

病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。

2.最關(guān)鍵的實驗設(shè)計思路是設(shè)法把DNA與蛋白

質(zhì)分開，單獨地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)

的作用。

3.艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技

術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的

主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)

記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等（學(xué)生

可能回答出其他的技術(shù)，但只要回答出上述主

要技術(shù)就可以）。

科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證，技術(shù)

的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與

技術(shù)是相互支持、相互促進的。

總結(jié)從實驗過程并得出以下結(jié)論：總結(jié)歸納培養(yǎng)學(xué)生

（1）DNA是轉(zhuǎn)化因子，是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)的歸納總

不是。（因為艾弗里及其同事對S型細(xì)菌中的結(jié)能力。

物質(zhì)進行了提純和鑒定，他們將提純的DNA.蛋

白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分別加入到培養(yǎng)了R型細(xì)菌

的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：只有加入DNA,R型細(xì)

胞才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。）

（2）遺傳物質(zhì)是DNA.（因為DNA進入了細(xì)菌

體內(nèi)復(fù)制，并復(fù)制合成自身的蛋白質(zhì)。所以在

子代噬菌體內(nèi)，沒有親代噬菌體內(nèi)蛋白質(zhì)被標(biāo)

記的元素。）

歸納總結(jié)。從三個實驗的結(jié)論中，拓展出下列

規(guī)律：

（1）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有DNA和RNA

兩種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì)；

（2）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，只有一種核酸，

只有一種遺傳物質(zhì)，即DNA或RNA；

（3）只有少數(shù)幾種病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)，

因此，DNA是主要的遺傳物質(zhì)；

（4）染色體是DNA的主要載體：DNA主要存在

于細(xì)胞核中，并與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體；

（5）遺傳物質(zhì)控制蛋白質(zhì)的合成，并由蛋白質(zhì)

表達(dá)遺傳信息。

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.總結(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程。

2.分析證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實驗設(shè)計思路。

3.探討實驗技術(shù)在證明DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。

【學(xué)習(xí)重難點】

1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。

2.噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程。

【學(xué)習(xí)過程】

一、溫故知新：

果蠅的紅眼（w）對白眼（w）是顯性。長翅（B）對殘翅（b）是顯性?，F(xiàn)有紅眼長翅雌果

蠅和紅眼長翅雄果蠅雜交。子代的雄果蠅中，紅眼長翅：紅眼殘翅：白眼長翅：白眼殘翅

=3：1：3：1.雌果蠅中紅眼長翅：紅眼殘翅=3:lo

（1）親本的基因型是o

（2）雄性親本的一個精原細(xì)胞產(chǎn)生精細(xì)胞的基因型是。

（3）若對雌性親本測交。所得子代雌雄個體的數(shù)量比為，子代雌性

個體中與雌性親本表現(xiàn)型相同的個體占子代總數(shù)的。

（4）果蠅的直毛和非直毛是一對相對性狀，基因位于x染色體上。從自然界中獲得有繁

殖能力的直毛雌、雄果蠅各一只，非直毛雌、雄果蠅各一只，現(xiàn)任意取兩只不同性狀的雌、雄

果蠅進行一次雜交，請你根據(jù)后代的表現(xiàn)型及比例，確定雌雄親本中的顯性性狀。（用文字表

述）

二、對遺傳物質(zhì)的早期推測

思考與討論：

科學(xué)家要通過實驗來確定哪個是遺傳物質(zhì)，要解決的第一個問題就是選材，選擇合適的實

驗材料是實驗成敗的關(guān)鍵。無論是高等的、復(fù)雜的生物，還是低等的、簡單的生物，一般都含

有核酸和蛋白質(zhì)，你覺得選擇什么樣的生物做實驗材料才比較合適呢？

三、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗

（一）體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（1928年，英國，格里菲思）

1.實驗材料：肺炎雙球菌，小鼠

菌落（光滑、粗糙）有無莢膜有無毒性

S型細(xì)菌

R型細(xì)菌

2.實驗過程：

①無毒性的R型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi)，現(xiàn)象是。

②有毒性的S型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi)，現(xiàn)象是。

③加熱殺死的S型細(xì)菌注射到鼠體內(nèi)，現(xiàn)象是O

④無毒性的R型活細(xì)菌與加熱殺死的S細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，現(xiàn)象是

思考：

1.對比分析第一、二組說明什么？

2.在第三組中被加熱殺死的S型細(xì)菌還有沒有毒性？0

3.對比分析第二、三組說明什么？。

4.在第四組中是誰導(dǎo)致小鼠死亡？。

5.第四組小鼠體內(nèi)能分離出S型活細(xì)菌，它是開始注射進去的，還是混合后重新出現(xiàn)的？

6.對比分析第三、四組又說明什么？

7.實驗先進行第一、二組，與第三、四組相比，起_______作用。

8.該實驗?zāi)芊褡C明DNA是遺傳物質(zhì)？該實驗的結(jié)論是什么？

（二）體外轉(zhuǎn)化實驗（1944年，美國，艾弗里）

在肺炎雙球菌中有蛋白質(zhì)、DNA.莢膜多糖等物質(zhì)，你可以和其他同學(xué)共同討論尋找有效

的方法，來證明哪一種成分是轉(zhuǎn)化因子。

①實驗材料：o

②假設(shè)：。

③實驗方法：o

④預(yù)期效果：。

⑤實驗現(xiàn)象的觀察：O

⑥分析結(jié)論：。

實驗結(jié)論:是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì)，也就是說,是

遺傳物質(zhì)。

四、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗（1952年，赫爾希和蔡斯）

LT2噬菌體的介紹：噬菌體是一種寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，它的外殼是蛋白質(zhì)，頭部內(nèi)

含有DNA,它侵染細(xì)菌后，就會在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的

組成成分，進行大量的增殖。

2.實驗方法：。

3.實驗過程：

①用放射性同位素35s和"P分別標(biāo)記一部分噬菌體；

②被標(biāo)記的噬菌體分別侵染細(xì)菌；

③當(dāng)噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)大量增殖時，對被標(biāo)記物質(zhì)進行放射性測試。

思考與討論：

①噬菌體有DNA和蛋白質(zhì)兩種組分，用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的哪一種組分？用14c和

”0等同位素可行嗎，為什么？

②實驗過程中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么？

③離心后沉淀物與上清液各有什么成分?

④結(jié)果

親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體實驗結(jié)論

32P標(biāo)記DNA

35s標(biāo)記蛋白質(zhì)

由實驗結(jié)果可知，噬菌體在細(xì)菌內(nèi)的增殖是在的作用下完成的。

思考：是不是所有生物都含有DNA?通過煙草花葉病毒感染煙草實例，說明RNA也是遺

傳物質(zhì)。

DNA的結(jié)構(gòu)

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識目標(biāo)：通過討論DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程，理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的

特點

2.能力目標(biāo)：通過對DNA平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)的分析，理解DNA結(jié)構(gòu)的主要特點

【教學(xué)重難點】

1.教學(xué)重點：DNA結(jié)構(gòu)的主要特點

2.教學(xué)難點：

(1)DNA結(jié)構(gòu)的主要特點

(2)堿基的計算

【教學(xué)方法】

講授與學(xué)生討論相結(jié)合、問題引導(dǎo)法、歸納

【課時安排】

1課時

【教學(xué)過程】

回憶：

DNA全稱叫脫氧核糖核酸，是主要的遺傳物質(zhì)。它的基本組成單位是脫氧核昔酸。

腺噤吟(A)腺瞟吟脫氧核苜酸

胸腺■淀(T)胸腺透眼脫氧核苜酸

含氮堿基

鳥瞟吟(G)鳥瞟吟脫氧核苜酸

胞嚓咤(C)胞感咤脫氧核苜酸

為了研究DNA的結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們展開了一場轟轟烈烈的研究競賽。

(1)1951年，威爾金斯、富蘭克林展示DNA的X射線衍射圖

(2)1952年，查哥夫提出：A的量等于T的量，G的量等于C的量

(3)1953年，沃森、克里克發(fā)表論文

(4)1962年，沃森、克里克、威爾金斯獲諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎

(-)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

現(xiàn)在黑板上有四個脫氧核甘酸，請同學(xué)們思考，我們應(yīng)該怎樣將它們組合起來，從而構(gòu)成

DNA的結(jié)構(gòu)呢？

圓形硬紙片代表磷酸基團，五邊形代表脫氧核糖,四種顏色的長方形代表四種堿基。用粉

筆線模擬化學(xué)鍵。那么位于上下的兩個脫氧核昔酸是如何連接在一起的？

我們看到：上下脫氧核甘酸之間，在構(gòu)成DNA時，是以磷酸和五碳糖交替聚合連接構(gòu)成

的鏈狀結(jié)構(gòu)。

DNA是由很多個脫氧核昔酸聚合成為脫氧核昔酸鏈組成的,DNA的結(jié)構(gòu)包括幾條這樣的

脫氧核昔酸鏈。兩條，這也就是DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)的結(jié)論。

現(xiàn)在黑板上已經(jīng)有了兩條脫氧核甘酸鏈，是不是就可以構(gòu)成了一個DNA分子呢？

不對，如果用向上的箭頭表示左鏈的方向，那么右鏈應(yīng)該用向下的箭頭表示。

兩條反向的由磷酸和五碳糖交替連接構(gòu)成的脫氧核昔酸鏈，位于DNA結(jié)構(gòu)的外側(cè)，構(gòu)成

基本骨架，它們是反向平行的。

現(xiàn)在我們一起來觀察位于雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的這些堿基,剛才在總結(jié)主鏈結(jié)構(gòu)時我們發(fā)現(xiàn)構(gòu)

成DNA的左右兩條鏈的脫氧核甘酸的堿基是挨在一起的。那么任意的兩個堿基都可以像這樣

挨在一起嗎，還是有什么特殊的規(guī)律呢？

1952年，查哥夫提出：A的量等于T的量，G的量等于C的量

(1)長的腺喋吟A和短的胸腺喀咤T配對。

(2)長的鳥喋吟G和短的胞喀咤C配對。

兩條鏈的堿基總是按照A與T、G與C配對的原則，這一原則我們稱之為堿基互補配對

原則。A與T是通過兩個氫鍵相連，G與C通過三個氫鍵相連，這樣會使DNA的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)

定。

展示DNA的X射線衍射圖

大家看看上面這幅圖，當(dāng)你第一眼看到此圖的時候有什么感覺？

這是富蘭克林和同事威爾金斯在1951年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到的DNA晶體照

片。

沃森看到這張圖時激動得話也說不出來。他的心怦怦直跳,從圖上他判定DNA的結(jié)構(gòu)是

一個規(guī)則的螺旋體。他打定主意要制作一個DNA模型。他的這種想法得到了克里克的認(rèn)可。

于是他們兩人便采用當(dāng)時注明的化學(xué)家鮑林研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型構(gòu)建法。富蘭克林的這張圖

為推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實驗證據(jù)。

沃森、克里克也因而獲得1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎。

（二）DNA的結(jié)構(gòu)

1.外側(cè)：磷酸、脫氧核糖交替連接—構(gòu)成基本骨架（“扶手”）

2.內(nèi)側(cè)：2條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。A與T配對，G與C配對。

3.由2條鏈按反向平行方式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。

小規(guī)律：“五四三二一”

五種元素：C、H、0、N、P

四種堿基：A、G、C、T

三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基

兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核甘酸鏈

一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)

（三）DNA的結(jié)構(gòu)特性

1.多樣性：堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。

在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對,堿基對有:A—T、T—A、G—C、

C—Go請同學(xué)們計算DNA分子有多少種？4種

2.特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。

3.穩(wěn)定性：具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

思考：研究表明：DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與四種堿基的含量有關(guān)：G和C的含量越多，DNA

的結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。

G與C形成三個氫鍵，A與T只形成兩個氫鍵。氫鍵越多，結(jié)合力越強。

有關(guān)DNA中的堿基計算

1.設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則

DNA雙錢

12

可知：A1=T2,A2=T1,G1=C2,G2=C1

則在DNA雙鏈中：A=T,G=C

A+G=T+CA+C=T+G

兩條鏈不互補的堿基之和相等：(A+G)/(A+T+G+C)=1/2

規(guī)律一：在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基之和相等，并為堿基總數(shù)的50%(1/2)

例題1：某雙鏈DNA分子中，G占23%,求A占多少？

A=50%-23%=27%

2.

......-.......=nft>

A+T44C

Ai+n

--------------------=nft>

Aj+Ti-Kyj

A2+T2

A2+T2^2^2=成

規(guī)律二：兩條鏈中互補堿基和與兩條鏈堿基總數(shù)之比，與任意一條鏈的這種比值相等。

例題2：某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%,其中一條鏈上

G占該鏈堿基總數(shù)的22%,求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。

24%

例題3：從某生物組織提取的DNA成分中，鳥喋吟和胞喀咤之和占全部堿基含量的46%,

已知1號鏈的堿基中28%是腺喋吟，22%是胞喀咤。

(1)全部堿基中腺喋吟占_27—%

(2)與1號鏈相對應(yīng)的2號鏈中，腺喋吟占該鏈全部堿基的_26—%

3.

若(Ai%i)/(TfK^i)=a.

則(A2+G2)/(12^2)=1/a

則(A￡)/(T4C)=1

規(guī)律三：在已知鏈與互補鏈之間(A+G)/(T+C)互為倒數(shù)，在整個DNA分子中(A+G)

/(T+C)比值為1

例題4：在DNA的一個單鏈中，A+G/T+C=0.4,上述比例在其互補鏈和整個DNA分子中

分別是多少？

2.5,1

4.

A+T

規(guī)律四：雙鏈DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一條鏈的A+T/G+Co

DNA的結(jié)構(gòu)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

概述DNA的結(jié)構(gòu)的主要特點。制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

【學(xué)習(xí)重難點】

DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

【學(xué)習(xí)過程】

一、DNA的結(jié)構(gòu)

1.DNA的基本單位——脫氧核甘酸。

(1)脫氧核甘酸的組成成分：。

(2)脫氧核甘酸的種類：。

(3)把右圖脫氧核甘酸連接成脫氧核甘酸鏈

2.DNA結(jié)構(gòu)的特點。

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點：

(1)整體：由脫氧核甘酸鏈平行盤旋而成的結(jié)構(gòu)。

(2)外側(cè)一基本骨架：由排在外側(cè)的和交替連接而成。

(3)內(nèi)側(cè)一堿基對：在內(nèi)側(cè)由兩條鏈上的堿基通過連接而成。

3.堿基互補配對

①,叫做堿基互補配對原則。即：DNA分子中A（腺喋吟）一定與

配對，G（鳥喋吟）一定與配對。

②A與T之間形成個氫鍵，C與G之間形成個氫鍵。

4.DNA的特性：

（1）穩(wěn)定性：DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的。

原因：___________________________________

①內(nèi)側(cè)通過形成堿基對。

②堿基間縱向的堆積力加固了穩(wěn)定性。

③平行的雙鏈結(jié)構(gòu)。

（2）多樣性：DNA分子的堿基對的排序千變?nèi)f化。

原因：堿基對的數(shù)量不同。

例如：一個具有300個堿基對的DNA分子所攜帶的遺傳信息時種。

（3）特異性：不同DNA分子堿基對的排序不同。

二、合作探究

例題1.假設(shè)一個DNA分子片段中含氮堿基C共312個，占全部堿基的26%,則此DNA

片段中堿基A占的百分比和數(shù)目分別是（）

A.26%,312個

B.24%,288個

C.13%,156個

D.12%,144個

例題2.在DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)中，腺喋吟與胸腺喀咤之間有2個氫鍵，胞喀咤與鳥喋

吟之間有3個氫鍵?，F(xiàn)有四種DNA樣本，根據(jù)樣品中堿基的百分含量判斷最有可能來自嗜熱

菌（生活在高溫環(huán)境中）的是（）

A.含胸腺喀咤32%的樣品

B.含腺喋吟17%的樣品

C.含腺喋吟30%的樣品

D.含胞喀咤15%的樣品

例題3.已知在DNA分子中的一條單鏈（A+G）/（T+C）=m,求：

（1）在另一條互補鏈中這一比例是；

據(jù)此可以得出的結(jié)論是。

(2)這個比例在整個DNA分子中是；

據(jù)此可以得出的結(jié)論是。

(3)當(dāng)在一單鏈中，如果(A+T)/(C+G)=n時，則在互補鏈中該比例是，在整個DNA

分子中這個比例又是。

據(jù)此可以得出的結(jié)論是o

DNA的復(fù)制

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識目標(biāo)：

(1)掌握DNA復(fù)制的概念

(2)了解DNA復(fù)制在遺傳上的意義

2.能力目標(biāo)：簡述DNA復(fù)制的過程，并分析、歸納出DNA復(fù)制過程的特點

【教學(xué)重難點】

1.教學(xué)重點：DNA的復(fù)制特點

2.教學(xué)難點：

(1)DNA的復(fù)制過程

(2)DNA復(fù)制的特點

【教學(xué)方法】

講授與學(xué)生討論相結(jié)合、問題引導(dǎo)法、歸納

【課時安排】

1課時

【教學(xué)過程】

什么是DNA的復(fù)制？

生：由一個DNA分子變成兩個DNA分子。

新產(chǎn)生的DNA分子是一個全新的DNA分子嗎？

一個DNA分子有兩條鏈，復(fù)制一次以后得到幾個DNA分子，幾條鏈？2,4

如果最初的DNA的鏈我們用紅色表示，新合成的鏈都用藍(lán)色表示，你能設(shè)想得到的DNA

分子可能是什么樣子?

根據(jù)DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，你認(rèn)為DNA復(fù)制的方式可能有哪幾種？

(-)對DNA復(fù)制的推測

最早提出的DNA復(fù)制模型有兩種：

1.半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的

親代DNA子代DNA

我們把這種形成的DNA分子一半是新的，一半是舊的，這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。

因為每個新形成的DNA分子都保留了親代的一條鏈。

2.全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分

親代DNA子代DNA

這種新復(fù)制出來的DNA分子直接形成，完全沒有舊的部分的復(fù)制方式稱為全保留復(fù)制。

沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)后，對DNA分子的復(fù)制進行了大膽推測，提出了

自己的假說一半保留復(fù)制。

(二)DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)

1.大腸桿菌首先放在什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)？

15

(1)將大腸桿菌培養(yǎng)在含N的NH4C1培養(yǎng)基上生長。

(2)讓大腸桿菌繁殖幾代。

2.然后轉(zhuǎn)移到什么培養(yǎng)基中培養(yǎng)的？

(3)把它們轉(zhuǎn)移到"N的普通培養(yǎng)基上生長，繁殖。

我們采用假設(shè)方法：

1.假設(shè)是半保留復(fù)制

2.假設(shè)是全保留復(fù)制

假設(shè)：L半保留復(fù)制2.全保留復(fù)制

(1)將大腸桿菌培養(yǎng)在含叼4的NH4cl培養(yǎng)基上生長。

第一代印廣

(2)把它們轉(zhuǎn)移到"N的普通培養(yǎng)基上生長.繁殖。

第二代|

IIII

凈

1系/14N14N/14N1^[/14N14N/14N1J/14N

實驗結(jié)果分析:

如果

II

雙鏈D*分子

1111

提取機就取離心

半保郁復(fù)制全保留復(fù)制

實際實轆果是DINA半保留復(fù)制

娘

肝

蛇

人

保

*sM制

rra

此種探究方法被稱為—假說演繹法

第一代

第二代1111

第三代11111111

蒯代『II『II\\\\1111

無論DNA復(fù)制多少次，含有原來母鏈的DNA分子永遠(yuǎn)只有_2—條

（三）DNA復(fù)制的過程及其特點

1.時間：細(xì)胞分裂間期（有絲分裂、減數(shù)分裂）

2.場所：細(xì)胞核（主）、線粒體、葉綠體

思考：

（1）DNA復(fù)制需要哪些基本條件？

（2）復(fù)制過程有何主要特點？

（3）復(fù)制形成的子代DNA和親代DNA有何關(guān)系？

3.條件：

（1）模板：解旋的DNA兩條單鏈

（2）原料：脫氧核昔酸

（3）能量：ATP

（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶

動態(tài)演示DNA的復(fù)制過程

（1）解旋：完整的DNA復(fù)制開始后，在DNA解旋酶的作用下，氫鍵斷裂，兩條主鏈逐

漸分開，這個過程稱為解旋。

（2）在解旋的同時，以解開的每一段母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的四種脫氧核昔酸

原料，按照堿基互補配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補的一段子鏈。

（3）隨著解旋過程的進行，新合成的子鏈也不斷地延伸，并且在DNA聚合酶的催化下，

條子鏈與其母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而各自形成一個新的DNA分子。

4.特點：

（1）邊解旋邊復(fù)制

（2）半保留復(fù)制

5.“準(zhǔn)確”復(fù)制的原理：

（1）DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板；

（2）堿基互補配對原則，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進行。

6.意義：將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續(xù)性。

小試牛刀

1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法，其中不正確的是（D）

A.DNA復(fù)制過程中需要酶的催化

B.DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供

C.DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的

D.DNA復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板

2.以DNA的一條鏈“一A—T—C—”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵ˋ）

A.“一T—A—G—”

B.“一U—A—G—”

C.“一T—A—C—”

D.“一T—U—G—”

3.DNA復(fù)制的基本條件是（A）

A.模板，原料，能量和酶

B.模板，溫度，能量和酶

C.模板，原料，溫度和酶

D.模板，原料，溫度和能量

4.DNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進行原因是（B）

A.堿基之間由氫鍵相連

B.DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)

C.DNA的半保留復(fù)制

D.DNA的邊解旋邊復(fù)制特點

DNA的復(fù)制課堂小結(jié)

★時間：有絲分裂分裂同期、

減數(shù)第一次分裂前的訶期

?解旋「模板：親代DNA提供

條件：.原料：游離的脫氧核甘酸

★過程：'合成子鏈能量：ATP

酶：解旋酶、DNA聚合酶

原則：礴基互補配對原則

（邊解旋邊豆制

3點“半保留城|

★意義：保持前后代遺傳信息的連續(xù)性

DNA的復(fù)制

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.概述DNA的復(fù)制。

2.探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。

【學(xué)習(xí)重難點】

1.教學(xué)重點

DNA復(fù)制的條件、過程和特點。

2.教學(xué)難點

DNA復(fù)制的過程。

【學(xué)習(xí)過程】

溫故知新：

下圖所示DNA分子平面結(jié)構(gòu)圖，仔細(xì)閱圖回答下列各問:

（1）寫出圖中各編號的中文名稱:

①;②;③;

④;⑤;⑥

⑦;⑧;⑨

（2）圖中共有脫氧核甘酸個，堿基________對。

（3）如果將細(xì)胞培養(yǎng)在含MN的同位素培養(yǎng)基上，則能在此圖的成分（填寫編

號）上可以測到15N。

（4）如果將細(xì)胞培養(yǎng)在含32P的同位素培養(yǎng)基上，則能在此圖的成分上可以測

到32P

自主學(xué)習(xí)與要點講解：

一、對DNA復(fù)制的推測

沃森、克里克提出遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說：復(fù)制方式為半保留復(fù)制。

二、DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)

1.要分析DNA是全保留還是半保留的，就要區(qū)分親代與子代的DNA。1958年，科學(xué)家

以為實驗材料，運用,設(shè)計了實驗。

2.實驗過程

同位素：、,標(biāo)記NH4cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌

方法：

培養(yǎng)基類型結(jié)果在試管中位置

親代

子一代

子二代

分析：①離心處理后，為什么子一代DNA只有雜合鏈帶？

②子二代DNA出現(xiàn)了輕鏈帶和雜合鏈帶，說明了什么？

結(jié)論：上述實驗證明，在新合成的每個DNA分子中，都保留了

這種復(fù)制方式是：

三、DNA復(fù)制的過程

1.什么是DNA的復(fù)制（DNA復(fù)制的概念）？

2.特點：

時間：___________________________

條件：

模板：___________________

原料：________________

能量：_________________

酶：__________________

場所：_____________

過程：__________

結(jié)果：__________________________________

意義：。

課堂檢測：

1.下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（）

A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脫氧核甘酸

B.在全部解旋之后才開始堿基配對

C.解旋后以一條母鏈為模板合成兩條新的子鏈

D.復(fù)制后，每個新DNA分子中含有一條母鏈和一條子鏈

2.DNA分子能自我復(fù)制的根本原因（分子基礎(chǔ)）是（）

①DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)

②連接兩條鏈的堿基有互補配對能力

③磷酸和脫氧核糖交互排列

④DNA有特異性和多樣性

A.①②

B.②③

C.③④

D.①④

3.某DNA分子復(fù)制三次后，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA中脫氧核

甘酸鏈的條數(shù)是O

A.1條

B.2條

C.4條

D.8條

4.一個被放射性元素32P標(biāo)記的雙鏈DNA噬菌體侵染細(xì)菌，若此細(xì)菌破裂后釋放出n個

噬菌體，則其中具有放射性元素32P的噬菌體占總數(shù)的（）

A.1/n

B.l/2n

C.2/n

D.1/2

5.將一個DNA分子用進行標(biāo)記，在普通培養(yǎng)基上讓其連續(xù)復(fù)制3次，在最后得到的

DNA分子中，被標(biāo)記的DNA的脫氧核昔酸鏈占DNA總的脫氧核昔酸鏈的比例是（）

A.1/32

B.1/16

C.1/8

D.1/4

6.某DNA分子片斷含有100個堿基對，其中A為60個，該片段連續(xù)復(fù)制三次所需C的

數(shù)量為（）

A.180個

B.280個

C.320個

D.360個

7.某DNA分子含有腺喋吟200個，該DNA復(fù)制數(shù)次后，消耗了周圍環(huán)境中3000個含

腺喋吟的脫氧核昔酸，則該DNA分子已經(jīng)復(fù)制了多少次？（）

A.3次

B.4次

C.5次

D.6次

8.1個DNA復(fù)制成2個DNA,這兩個攜帶完全相同遺傳信息的DNA分子彼此分離發(fā)生

在（）

A.細(xì)胞分裂間期

B.減數(shù)第一次分裂后期

C.減數(shù)第一次分裂后期和有絲分裂后期

D.減數(shù)第二次分裂后期和有絲分裂后期

9.含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P

比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的細(xì)胞移至含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到Go

代細(xì)胞。然后將Go代細(xì)胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分

別得到G1、G2代細(xì)胞。再從Go、G1、G2代細(xì)胞中提取出DNA,經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果

如圖。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、

重三種DNA分子的位置，請回答：

|①一■一_________

，②-----------......_...一■

1③

?■

ABCD

(l)Go、Gi、G2三代DNA離心后得試管分別是圖中的Go,Gi,G2。

(2)G2代在①、②、③三條帶中DNA數(shù)的比例是o

(3)圖中①、②兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶①,條帶②

(4)上述實驗結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是oDNA的自我復(fù)制能使生物的

的保持相對穩(wěn)定。

基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

【教學(xué)目標(biāo)】

1.通過分析資料，討論基因與DNA的關(guān)系，從而推理得出基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片

殳

2.通過概念圖，掌握基因、DNA、染色體三者的關(guān)系

3.通過介紹DNA指紋的應(yīng)用，加深對DNA分子的多樣性和特異性的理解

【教學(xué)重難點】

1.教學(xué)重點:

（1）基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

（2）DNA分子具有多樣性和特異性

2.教學(xué)難點：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

【教學(xué)方法】

講授與學(xué)生討論相結(jié)合、問題引導(dǎo)法、歸納

【課時安排】

1課時

【教學(xué)過程】

（一）證明基因與DNA關(guān)系的實例

資料1：大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子,長度約為4700000個堿基對，在DNA分

子上分布著大約4400個基因，每個基因的平均長度約為1000個堿基對。

分析資料1,你能得出什么結(jié)論？

大腸桿菌一個DNA上含有多個基因。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿

基總數(shù)。說明基因是一段DNA。

資料3：人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條染色體+X+Y）上的DNA的堿基序

列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，

構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。

分析資料3,你能得出什么結(jié)論？

基因是DNA的片段，DNA中存在大量的非基因片段。基因不是連續(xù)分布在DNA上的，

而是由堿基序列將其分隔開的。人體內(nèi)構(gòu)成基因的堿基對組成比較少，占全部堿基總數(shù)不超過

2%,這說明并不是隨便一段DNA就稱為基因。

基因的堿基對數(shù)小于DNA分子的堿基對數(shù)剩余的98%的堿基是否稱為基因呢？

|基因A||基因B||基因C|

基因是一段DNA,但是一段DNA不一定是基因。

閱讀P57-58“思考討論”中的資料1和3,填寫下表：

平均每個比例

WIA分

總堿基對數(shù)基因數(shù)基因的堿(基因堿基對

子數(shù)

基對總數(shù)/總礴基對)

大腸桿菌147000004400100044/47

人類基搦24

31.6億約3萬不超過2%

計劃漫定22+X+Y)/

基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例

原核生物：94%

真核生物：不超過2%

生物越高等，DNA中存在的非基因片段的比例

資料2：海量的DNA分子上有一段長度為5170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。

轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻?，轉(zhuǎn)入了海量的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能像海

量一樣發(fā)光。

分析資料2,你能得出什么結(jié)論？

轉(zhuǎn)基因小鼠為何能發(fā)光？因為獲得了海蚩的綠色熒光蛋白基因。

基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨立起作用。

資料4：近來科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),小鼠體內(nèi)HMGIC基因與肥胖直接相關(guān)，具有HMGIC基因

缺陷的實驗鼠與作為對照的小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組的小鼠變得十

分肥胖，而實驗鼠體重維持正常。

分析資料4,你能得出什么結(jié)論？

(1)沒有HMGIC基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)

(2)有HMGIC基因就肥胖表現(xiàn)

(3)HMGIC基因能控制小鼠肥胖這一性狀

基因能控制生物的性狀

舉例正常紅細(xì)胞和鐮刀型紅細(xì)胞，白化病患者。說明基因能控制生物的性狀，即基因具有

特定的遺傳效應(yīng)。

歸納：

資料1：基因是一段DNA。

資料2：基因具有遺傳效應(yīng)。

資料3：一段DNA不一定是基因。

資料4：基因能控制生物性狀。

什么是基因？

基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。

一個DNA分子上有許多基因，每一個基因都有著特定的遺傳效應(yīng)，這說明DNA必然蘊

含了大量的遺傳信息。之所以加上通常作為限定語，是因為有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,對

于這些病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。

DNA分子為什么能儲存大量的遺傳信息呢？

二、DNA片段中的遺傳信息

探究：脫氧核甘酸序列與遺傳信息的多樣性

情境1：假如決定臉型的一個基因只有17個堿基對組成，那么這種排列有多少種可能？

4"種（大約為一百七十二億種）

堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性

探究：脫氧核昔酸序列與遺傳信息的特異性

情境2：全球人口總數(shù)約為60億。假設(shè)人類基因組中第1號染色體的第1個基因是由17

個堿基對隨機排列構(gòu)成的，那么，17個堿基對的所有排列是否都有機會出現(xiàn)？

不是

你與你的同桌相比，這個基因的脫氧核昔酸序列完全相同的可能性有多大?

堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了DNA分子的特異性

小結(jié)：

染色體是DNA的