第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
学习目标：
1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
2.应用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
3.说明基因和遗传信息的关系。
学习重点：
1. 基因是有遗传效应的DNA片段。
2.DNA分子的多样性和特异性。
学习难点：
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
学习过程：
引言： DNA分子是怎样控制遗传性状的 ( http: / / www.21cnjy.com )呢？现代遗传学的研究认为，基因是决定生物性状的基本单位。那么，基因与DNA有什么关系呢？基因等于DNA吗？
一、说明基因与DNA关系的实例
引导学生阅读课文P55-56“资料分析”，看懂图A、B、C：
1、大肠杆菌的DNA与基因。
2、海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术。
3、人类基因组计划（HGP计划）：测定24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的碱基序列。
4、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。
小结：
二、DNA片段中的遗传信息
讲述：每个染色体含有一个DNA分子，每个 ( http: / / www.21cnjy.com )DNA分子有很多基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？
引导学生“探究---脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”
问：构成DNA的基本单位是什么？ 。
有几种脱氧核苷酸？ 。分别是： 。
1.基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。
基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗 ( http: / / www.21cnjy.com )传信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是遗传信息而不是白花的本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。
2.基因不同的实质：不同的基因，四种脱氧核苷酸的排列顺序不同，但是每个基因都有特定的排列顺序。
3.基因的位置：染色体是基因的主要载体，每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子含有多个基因，基因在染色体上呈直线排列。
4.基因是有遗传效应的DNA片段
基因是DNA的片段，但必须具有遗 ( http: / / www.21cnjy.com )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，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。
控制某种性状的基因有特定的DNA片段， ( http: / / www.21cnjy.com )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。例如：把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA上，大肠杆菌可以生产胰岛素。
小结：遗传信息蕴藏在4种碱基 ( http: / / www.21cnjy.com )的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
记忆节节清：
遗传信息蕴藏在4种碱基的排 ( http: / / www.21cnjy.com )列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
脱氧核苷酸
基 因
DNA
染色体
是基因的结构单位，每个单位由_____、_____、和碱基组成
是具有遗传效应的DNA片段，是遗传的功能结构单位，其中的____________排序代表遗传信息
是主要的____________，含有许多基因
是DNA的____________
，每个染色体上有_____个DNA分子第1节 DNA是主要的遗传物质
【学习目标】
1.总结“DNA是主要的遗传物质的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的应用。
【学习重点】
1.肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
【学习难点】
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
思考：染色体的化学成分主要是____ ____和_______ __。
【自主学习】
一、肺炎双球菌转化实验
转化是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（DNA或RNA）而表现出后者的遗传性状，或发生遗传性状改变的现象。
1.肺炎双球菌两种类型
菌落 菌体 毒性
S型菌
R型菌
2.1928年，格里菲思的体内转化实验（请同学叙述各组实验的做法及现象）
（1）活的无毒性的R型细菌老鼠→健康
（2）活的有毒性的S型细菌老鼠→死亡
（3）灭活的S型细菌老鼠→健康
（4）活的R型 + 死的S型老鼠→死亡
思考:从第④组实验鼠体内可分离出有毒性的S型活细菌说明了什么？
如果请你设计一个实验来确定转化因子是什么，你觉得关键的设计思路是什么？
3.1944年，艾弗里的体外转化实验
请同学叙述各组实验的做法及现象：
( http: / / www.21cnjy.com )
只有加入 ，R型细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )才能转化为S型细菌，并且 的纯度越 ，转化就越有效。如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA， （能否）使R型细菌发生转化。
艾弗里的结论：——————————————————
思考：艾弗里的实验设计有何巧妙之处？
【学习检测】
1、关于肺炎双球菌的转化实验，哪项最终证明了DNA是遗传物质（ ）
A.有毒性的S型活细菌使小鼠死亡
B.加热杀死的S型细菌不引起小鼠死亡
C.无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合，注射后使小鼠死亡
D.用S型活细菌的DNA培养R型细菌，使R型细菌转化为S型细菌
2.肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的有（ ）
A.培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具荚膜的细菌
B.培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能产生一些具荚膜的细菌
C.培养R型活细菌时加S型细菌DNA，能产生一些具荚膜的细菌
D.培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生一些具荚膜的细菌
二、噬菌体侵染细菌的实验
1.噬菌体结构
2.噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放
思考：1.从元素组成看，DNA有但多数蛋白质没有的元素是哪种？
3.蛋白质有，而DNA没有的元素又是哪种？
实验的方法步骤：
①在分别含有_________和___________的培养基中培养______________
②_______________________________________________________。
③_______________________________________________________。测试的结果：用35S标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明 ；
而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明
结论：______________________________________。
思考1：能不能用14C和15N分别标记蛋白质和核酸？为什么？
思考2：实验过程为什么要搅拌和离心？
【学习检测】
1.噬菌体侵染细菌的过程中，能说明DNA分子是遗传物质的关键步骤是（ ）
①噬菌体将自己的DNA注入到细菌体内 ② ( http: / / www.21cnjy.com )噬菌体的DNA利用细菌体内的成分复制出DNA和蛋白质外壳 ③新合成的DNA和蛋白质外壳组装成子代噬菌体 ④释放子代噬菌体
A.①② B.④③ C.①④ D.②③
2.噬菌体侵染细菌实验不能证明（ ）
①DNA分子结构的相对稳定 ( http: / / www.21cnjy.com )性 ②DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性、稳定性 ③DNA能指导蛋白质的合成 ④DNA能产生可遗传变异 ⑤DNA是遗传物质 ⑥DNA是主要的遗传物质 A.①②③④ B.②③⑤ C.①④⑥ D.④⑥
3.噬菌体内的S用35S标记，P用32 ( http: / / www.21cnjy.com )P标记，用该噬菌体去侵染某细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中35S和32P的分布规律是（细菌体内含有32S和31P两种元素）（ ）
A.外壳内有35S和32S，核心内只有32P
B.外壳内只有32S，核心内只有32P
C.外壳内有35S和32S，核心内有32P 和31P
D.外壳内只有32S，核心内有32P 和31P
三、DNA是主要的遗传物质
现代科学研究证明，有些病毒只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病病毒。 ( http: / / www.21cnjy.com )
总结：因为绝大多数生物的遗传物质是 ( http: / / www.21cnjy.com )________________，只有少数病毒的遗传物质是___________，因此说_____________________________。
【思维拓展】
1.遗传物质应该具备的四项特点
（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，从而控制新陈代谢过程和性状；
（4）能够产生可遗传的变异。
2.DNA与染色体
细胞中DNA主要分布在细胞核里，与 ( http: / / www.21cnjy.com )蛋白质构成染色体。细胞中DNA行为与染色体行为一致，但细胞核中DNA分子数目和染色体数目不一致（呈1∶1或2∶1比例）
3.DNA在细胞中的分布
DNA主要分布在细胞核，在线粒体和叶绿体中也有少量分布，但不构成染色体。
4.生物的遗传物质
（1）具有细胞结构的生物，包括原核生物在内，其遗传物质为DNA。
（2）细胞核和细胞质遗传物质均为DNA
（3）病毒的遗传物质为DNA或RNA第2节 DNA分子的结构
学习目标：
知识目标：
1.概述DNA分子的结构的主要特点
2.制作DNA分子的双螺旋结构模型
3.讨论DNA双螺旋结构模型构建历程
能力目标：
1.制作DNA双螺旋结构模型，锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力
2.对科学探索基因的本质的过程进行分析和讨论，领悟假说——演绎和模型方法在这些研究中的应用
情感目标：
1.认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用
2.认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程
学习重点：
1.DNA分子结构的主要特点
2.制作DNA分子双螺旋结构模型
学习难点：
DNA分子结构的主要特点
学习过程：
课前准备：
前一周就要求学生收集有关DNA的信息（主要是关于DNA的结构和DNA 的应用）
学生上台讲解：
引入：
十年前还鲜为人知的DNA，现在已经达到家 ( http: / / www.21cnjy.com )喻户晓的程度，现在DNA的双螺旋结构模型已经成为分子生物学的象征，甚至成为高科技的象征。但是DNA是由什么构成？他们是如何连接？以及有什么样的特点？这是我们今天要探讨的话题。
一、DNA双螺旋模型的构建
科学家：
最大贡献的三位科学家是： 、 、
探究历程：
DNA的化学组成
磷酸
基本单位： 脱氧核糖
含氮碱基（A、T、C、G）
脱氧核苷酸
4种脱氧核苷酸 一条脱氧核苷酸链 DNA分子
3、模型制作
【模型建构1】: 脱氧核苷酸
【模型建构2】: 一条脱氧核苷酸链
【模型建构3】: DNA平面结构
【模型建构4】: DNA双螺旋
二、DNA的分子结构
DNA分子结构主要特点
（1）DNA分子是由 条 长链盘旋而成的 结构。
（2） 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 在内侧。
(3)两条链上的碱基通过 连接起来，A与T、G与C形成碱基对，遵循 。
DNA碱基量的关系是：
整个DNA分子中：
① A=T ； G=C
② A+ G = T + C；A + G = T + C = A + C =T + G = 1/2（A+G+C+T）
③ （A+ G） /（T + C）=（A + C ）/（T + G） =1
即：DNA分子中任一非互补碱基之和恒等，=1/2 DNA碱基总数
例1：已知1个DNA分子中有1800个 ( http: / / www.21cnjy.com )碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是：（ ）
A.1800个和800个 B.1800个和l800个
C.3600个和800个 D.3600个和3600个
例2：若DNA分子中一条链的碱基A∶C∶T∶G＝l∶2∶3∶4，则另一条链上A∶C∶T∶G的值为（ ）
A.l∶2∶3∶4 B.3∶4∶l∶2
C.4∶3∶2∶1 D.1∶3∶2∶4
三、小结
（一）、DNA双螺旋模型的构建
组成 脱氧核苷酸 单链 双链 双螺旋
（二）、DNA 分子的立体结构
（1）2条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
主要特点 （2）外侧——基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替连接
内侧——碱基对
（3）碱基互补配对原则
记忆节节清:
DNA分子结构主要特点
（1）DNA分子是由 2条长链按反向平行的方式盘旋而成双螺旋结构。
（2）脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连接起来，A与T、G与C形成碱基对，遵循 碱基互补配对原则。第3节 DNA的复制
学习目标：
1.概述DNA分子的复制
2.探讨DNA复制的生物学意义
学习重点：
DNA分子复制的条件、过程和特点
学习难点：
DNA分子复制过程
学习过程：
细胞在增殖的同时遗传物质也从亲代传递到了子代，生物体的主要遗传物质—DNA是如何保持前后代的一致？
一、对DNA分子复制的推测
沃森、克里克提出遗传物质自我复制的假说：复制方式为_ 半保留复制_
二、DNA半保留复制的实验证据（选学）
1.要分析DNA是全保留还是半保留的，就要区分亲代与子代的DNA。1958年，科学家以____为实验材料，运用____，设计了实验。
2.实验过程
同位素：__、___，标记NH4Cl培养液培养大肠杆菌
方法：
培养基类型 结果 在试管中位置
亲代
子一代
子二代
分析：①离心处理后，为什么子一代DNA只有杂合链带？
②子二代DNA出现了轻链带和杂合链带，说明了什么？
结论：上述实验证明，在新合成的每个DNA分子中，都保留了____
这种复制方式是：_____
三、DNA分子复制的过程
1.什么是DNA的复制（DNA复制的概念）？
2.特点：
时间： ____________________________
模板：___________________
条件： 原料：_________________
能量：__________________
酶： ___________________
场所：_____________
过程：___________
结果：___________________________________
意义：________________________________________________________。
五、小结（DNA复制的过程及意义）
记忆节节清：
知识延伸：
DNA分子半保留复制的应用
亲代DNA分子复制n代后，新形成的DN ( http: / / www.21cnjy.com )A分子总数为2n个。其中含有亲代DNA分子母链的只有两个，占子代DNA分子总数的比值为：2/2n；亲代母链只有两条，占子代DNA总的脱氧核苷酸链数的2/（2n×2）即1/2n。新合成的2n个DNA分子的碱基顺序是完全一样的。
1.DNA是以半保留的方式复制的。
2.DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程。复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA的每一条链做为模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确的进行。
