第三章
基因的本质
3.2
DNA分子的结构B
教学目标
一、知识与技能
1．能说出DNA分子的化学组成。
2．DNA分子的结构。
课时安排
1课时。
教学设计
一、导入新课
前面我们通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的学习，知道DNA分子是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。那么DNA分子为什么能起遗传作用呢？这需要从它的结构谈起。
二、新课教学
（一）DNA双螺旋结构模型的构建
1．课件显示沃森和克里克在《自然》上发表的文章《核酸的分子结构》以及他们的DNA双螺旋结构模型。
1953年4月25日，美国的生物学家沃森和英国的物理学家克里克在英国的顶级杂志《NATURE》上发表了一篇短小而精悍的文章《核酸的分子结构——DNA的一个结构模型》。文章一发表，立即引起了极大的轰动。因为这意味着生命科学史上一个新纪元的开始，促使生物学研究进入了分子水平。沃森和克里克在文章中提出了DNA的双螺旋结构模型，而这一成果的发表却是几经波折，接下来就让我们来一起了解DNA双螺旋结构模型的构建过程。
2．学生阅读
请大家阅读课本P47～48两位科学家构建DNA双螺旋结构模型的故事（阅读3分钟），并思考：（1）DNA双螺旋结构模型的构建过程给你什么启示？（2）尝试总结DNA双螺旋结构模型的特点。
3．学生发言
阅读了科学家们构建DNA双螺旋结构模型的过程，同学们一定有许多启发，哪位同学主动来谈谈自己的感受或者想法？
①在当今社会专业化程度极高的情况下，不同学科之间的交叉和结合更体现了现代科技发展的特点。沃森和克里克的合作就体现了不同学科之间的交叉和结合。既具有精湛的专业技能，又具有广博的知识面，这对于一个人的成功非常重要。
②善于利用他人的科研成果对于自身的发展和成功是非常关键的。沃森和克里克所利用的成果有：威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱；查哥夫关于碱基的信息。
③科研的过程是不断尝试不断修正的艰辛历程，是曲折而又充满挑战的过程。
4．学生总结
我们已经了解了DNA双螺旋结构模型构建所需的信息，我们请一位同学来尝试总结出DNA双螺旋结构模型的特点。哪位同学来试一试？
DNA双螺旋结构模型的特点：
①DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基；
②DNA分子是双链螺旋：磷酸－脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部；
③A与T配对，C与G配对。
5．讨论旁栏思考题（P48上）
提示：（1）当时科学界已经发现的证据有：组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸；DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照Ｘ射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建DNA结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量这一碱基之间的数量关系。
6．讨论旁栏思考题（P48下）
提示：沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。
沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终，构建出了正确的DNA模型。
（二）DNA的分子结构
1．DNA的分子结构的主要特点
①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，不宜过深）。
②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
③碱基互补配对原则：
设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？
这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。
随堂练习
某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的数量占18％，那么鸟嘌呤的数量占（
）
A．9％
B．18％
C．32%
D．36％
答案：C
2．DNA的特性
师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。
①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有44000=102408种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。
③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
3．制作DNA双螺旋结构模型
（1）模型制作前准备
请大家首先仔细阅读课本49页“DNA分子的结构”然后尝试制作DNA双螺旋结构模型。课件显示模型制作时要考虑的问题。教师分配材料用具。
同学们在制作模型时应考虑以下问题：
①分别用哪几种材料来代表组成DNA分子的磷酸、脱氧核糖和碱基？这三种物质是在什么部位相互连接的？怎样将这几种材料正确地连接起来？
②在DNA分子中，每个脱氧核苷酸之间是在什么部位相互连接的？怎样将脱氧核苷酸正确地连接起来？
③在模型中，如何体现DNA分子的两条链是反向平行的？又怎样体现两条链的碱基之间互补配对？
（2）学生开始制作模型，教师给予适当指导（20分钟）。
（3）学生制作完成后，教师给予评价和纠正：大家看看这一个模型是否符合DNA分子的结构特点。哪些地方需要进一步修改？
提醒学生注意：①磷酸与脱氧核糖的连接部位为C－3与C－5；②代表碱基的长方形塑料块，嘌呤碱基为长，嘧啶碱基为短。
（4）教师按照修改后的模型总结DNA分子的结构特点（课件显示DNA分子的结构特点）。第三章
基因的本质
3.4
基因是有遗传效应的DNA片段A
教学目标
一、知识与技能
1．说明基因和遗传信息的关系。
2．了解DNA分子的多样性和特异性。
二、过程与方法
1．培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。
2．掌握分析材料的方法。
三、情感、态度与价值观
通过介绍DNA技术，对学生进行科学价值观的教育。
教学重点、难点
教学重点
1.
基因是有遗传效应的DNA片段。
2.
DNA分子具有多样性和特异性。
教学难点
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
教学突破
1．以教材所提供的资料入手，通过数学比较，培养学生分析和解决问题的能力。
2．通过将课本所举的例子进行整合，加深学生对问题的认识和理解。
3．联系实际生活，引入DNA指纹技术的科普知识，激发学生的学习兴趣，从而为认知DNA的多样性和特异性打下基础。
教法与学法导航
教法：讨论法、演示法、阅读指导法。
学法：自主阅读分析、讨论合作探究、比较归纳等方法。
教学准备
教师准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
学生准备：预习课本本节内容。
教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
问题探讨
〖提示〗本节“问题探讨”的目的主要是让学生体会碱基排列顺序的多样性。4n。
阅读，思考。
引入新课。
引言
摩尔根将基因定位于染色体上，后来证明染色体中只有DNA是遗传物质。那么，基因与DNA有什么关系呢？
思考。
引入新课。
续上表
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，分析强调：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。〖提示〗1．生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。2．此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求惟一答案。可以结合提供的资料来理解，如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。3．基因是有遗传效应的DNA片段。
阅读，思考，讨论，回答。
培养合作能力。
二、DNA片段中的遗传信息
阅读思考，讨论回答。脱氧核苷酸。4种。
三、基因的概念
1．基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。讲述：基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。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本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。
听讲。
加深概念的理解。
续上表
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（可举例说明）。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（银幕显示：果蝇某一条染色体上的几个基因）。 4．基因是有遗传效应的DNA片段 这就是说，基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应（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，蕴含特定的遗传信息，可以切除、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。 〖归纳〗遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；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。
小结
基因的本质是有遗传效应的DNA片段。
板书展示
第4节
基因是有遗传效应的DNA片段
一、说明基因与DNA关系的实例
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）碱基序列
4．小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关
二、DNA片段中的遗传信息
1．基因的化学组成
2．基因不同的实质
3．基因的位置
4．基因是有遗传效应的DNA片段
D．双链DNA分子中某一段链上若含有30个胞嘧啶，就一定会同时有30个鸟嘌呤
5．基因存在于植物细胞的（
）
①染色体 ②核糖体 ③叶绿体 ④高尔基体 ⑤线粒体
A
．①②③ B．③④⑤
C．①③⑤
D．②④⑤
参考答案：1．C
2．C
3．B
4．B
5．C
教学反思
在教学中我把知识整合进行教学，的确提高了课堂效率，这对学生通过逐步理解来掌握知识也非常有益，达到轻松突破教学重难点，同时情感态度也得以升华。但在教学过程中由于时间较紧，所以给学生探究讨论的时间不足，所以提高学生兴趣和教学效果有一定的限制。
教育格言
鞭挞或呵斥是应该谨慎地避免的。它只是弥缝了目前，使伤口结上一层皮膜，对于痛楚的核心仍然没有触到。只有出自内心的羞耻心和不愿见恶于人的畏惧心，才是一种真正的约束。
——洛克《教育漫话》
我们必须会变成小孩子，才配做小孩子的先生。
——陶行知
我的基本原则永远是尽量多地要求一个人，同时也要尽可能多地尊重一个人。
——马卡连柯
如果学习只在模仿，那么我们就不会有科学，就不会有技术。
——高尔基
教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。
——郭沫若第三章
基因的本质
3.3
DNA的复制B
学情分析
学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本课时将要从分子水平来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成，认知结构迅速发展，认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高，认知活动的自觉性，认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。
由于本课时内容具有较高的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，我除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。
教学目标
一、知识与技能
1．叙述DNA复制的概念。
2．简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。
3．说出DNA复制在遗传上的意义。
二、过程与方法
1．引导学生分析、比较、推理、归纳，培养学生科学的思维。
2．通过引导学生观察DNA复制，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习的能力。
三、情感、态度与价值观
通过分组合作探究活动，培养学生的协作意识。
教学重点与难点
教学重点：DNA分子复制的条件、过程和特点。
教学难点：DNA分子复制的过程。
教学方法
讨论法、演示法、讲授法。
课时安排
1课时。
教学过程
一、导入新课
以“问题探讨”（P52）引入，学生讨论后回答。
提示：两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造模型，并按模型制作会徽；应使用电子控制的刻床；刻床应由一名技术熟练的师傅操作，或完全数控等。（以上可由学生根据自己的经验推测回答，事实是原料确实选自一块石材，但由于时间紧迫，两个会徽是由两名技术最好的师傅手工雕刻的）。验证的最简单的方法是：将两个印章的图形盖在白纸上进行比较（学生也可能提出更科学、更现代化的方法）。
DNA作为遗传物质，必须具有精确的自我复制能力，它是怎样进行复制的呢？
二、新课教学
（一）对DNA分子复制的推测
教师引导学生阅读课文P52，沃森和克里克提出的著名的DNA双螺旋结构模型后，又发表了遗传物质自我复制的假说。进而总结出“半保留复制”的概念。
在复制过程中，原来双螺旋的两条链并没有被破坏，它们分成单独的链，每一条旧链作为模板再合成一条新链，这样在新合成的两个双螺旋分子中，一条链是旧的而另外一条链是新的，因此这种复制方式被称为半保留复制。
（二）DNA半保留复制的实验证据
我们知道，当假说通过实践检验并被证明是正确的后，才能上升为科学理论。随着科学技术的发展，放射性同位素示踪技术被应用到DNA分子复制的研究中。下面我们来探讨一下DNA分子半保留复制的实验证据。
大家阅读课文P53，结合图3-12，利用物理、化学知识体会科学家实验设计的方法、原理、步骤、结果、结论及它的巧妙之处。
强调：该实验证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的。
旁栏思考题（P53）
提示：本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。
（三）DNA复制的过程
1．概念：指以亲代DNA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．时间：细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期。
3．场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
4．条件：（1）模板：两条母链。（2）原料：四种脱氧核苷酸。（3）能量（ATP）。（4）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。
5．过程：
①解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。
②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。
③子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1个DNA分子→2个完全相同的DNA分子。
6．特点：①DNA分子是边解旋边复制的；②是一种半保留式复制（即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的）。
7．“准确”复制的原因：
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。
8．结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。
9．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。
DNA分子连续复制演绎的计算规律
已知某一DNA分子用15N标记（0代），将含有该标记DNA分子的细胞（或细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：
世代
DNA分子的数量变化规律
脱氧核苷酸链的数量变化规律
分子总数
不同DNA分子占全部DNA分子之比
单链总数
不同脱氧核苷酸链占全部链之比
只含15N分子
含14N15N杂种分子
只含14N分子
含15N的链
含14N的链
0
1
1
2
1
1
2
1
4
1/2
1/2
2
4
1/2
1/2
8
1/4
3/4
3
8
1/4
3/4
16
1/8
7/8
n
2n
2/2n
1－2/2n
2n＋1
1/2n
1－1/2n
三、课堂作业
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（
）
2．某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的数量占22%，那么，胞嘧啶的数量占（
）
A．11%
B．22%
C．28%
D．44%
3．下列关于DNA复制过程的正确顺序是（
）
①互补碱基对之间氢键断裂；②互补碱基对之间形成氢键；③DNA分子在解旋酶的作用下解旋；④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对；⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构。
A．①③④②⑤
B．①④②⑤③
C．①③⑤④②
D．③①④②⑤第三章
基因的本质
3.2
DNA分子的结构A
教学目标
一、知识与技能
1．识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。
2．DNA分子的平面结构和空间结构。
3．碱基互补配对原则。
二、过程与方法
1．制作DNA双螺旋结构模型。
2．就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的应用。
三、情感、态度与价值观
1．认识到与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术的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是不断深化、不断完善的过程。
教学重点、难点
教学重点：制作DNA分子双螺旋结构模型。
教学难点：DNA分子结构的主要特点
教学突破
使用挂图、模型进行直观教学，指导学生制作DNA分子的结构模型。让学生充分理解它的结构特点。
教法与学法导航
教法：讨论法、演示法、模型法。
学法：学会理论联系实际的学习方法。在学生自学教材的基础上，在教师的指导下，以从DNA的基本组成单位开始，按照一定的方式先形成脱氧核苷酸长链，而后再通过一定的方式构成DNA分子的平面结构及空间结构的顺序展开学习，加深学生对教材DNA分子结构特点理论知识的理解掌握。
教学准备
教师准备：DNA分子的结构模型、DNA分子的结构挂图、课件等。
学生准备：预习，搜集有关沃森和克里克制作DNA分子的结构模型的资料并尝试制作模型。
教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
问题探讨
引导学生思考讨论回答，老师提示。
思考讨论回答。
收集资料能力。
续上表
一、DNA双螺旋结构模型的构建成旁栏思考题目“思考与讨论”
引导学生阅读课文P47～49。〖提示〗1．（1）当时科学界已经发现的证据有：组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸；DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的Ｘ射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建DNA结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量这一碱基之间的数量关系。2．沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。
沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终，构建出了正确的DNA模型。〖提示〗1．略。2．主要涉及物理学（主要是晶体学）、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；建构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。3．要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。
阅读思考。完成旁栏思考题目。思考与讨论。
培养学生的自学与自我探究能力。思考、讨论和合作能力。
二、DNA分子的结构
出示DNA模型，学生阅读课本第50页，指着模型进行解说归纳，结构的主要特点是： ①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，一条链是5'－3'，另一条链是3'－5'，不宜过深）。
阅读理解记住。
续上表
二、DNA分子的结构
②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。 ③碱基互补配对原则： 两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：A—T、G—C（A一定与T配对，G一定与C配对）。 可见，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链上的碱基排列顺序也就确定了（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。 教师设问，学生思考后，由教师回答： 设问一：碱基配对时，为什么嘌呤碱基不与嘌呤碱基或嘧啶碱基不与嘧啶碱基配对呢？ 这是由于嘌呤碱基是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱基是单环化合物（画出单环），占有空间小。而DNA分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单环化合物配对才合适。 设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？ 这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。 某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的数量占18％，那么鸟嘌呤的数量占（
） A．9％
B．18％
C．32%
D．36％ 答案：C
学生训练。
拓展学生思维，更好理解新知识
。应试能力。
三、DNA的特性
师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。 ①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。 ②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有44000=102408种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。 ③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
听讲。配合老师
回答。
知识拓展。
续上表
小结
小结。
培养学生的总结能力。
模型构建制作DNA双螺旋结构模型
让学生做P50《模型构建
制作DNA双螺旋结构模型》，实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范。〖提示〗1．DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA储存了大量的遗传信息。2．（1）靠
DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；（2）在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求，教师可进行补充说明）。
阅读思考，动手动脑。
巩固知识加深理解。
板书展示
一、DNA双螺旋结构模型的构建
1．代表人物
2．组成分子
3．基本规律
二、DNA分子的结构主要特点：
1．两条链
2．基本骨架
3．碱基对
三、模型制作要点
D．DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接
3．甲生物核酸的碱基组成为：嘌呤占46%、嘧啶占54%，乙生物遗传物质的碱基比例为：嘌呤占34%、嘧啶占66%，则甲、乙生物可能是（
）
A．蓝藻、变形虫
B．T2噬菌体、豌豆
C．硝化细菌、绵羊
D．肺炎双球菌、烟草花叶病毒
4．在一个DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶之和占全部碱基数目的54%，其中一条链中鸟嘌呤与胸腺嘧啶分别占该链碱基总数的22%和28%，则由该链转录的信使RNA中鸟嘌呤与胞嘧啶分别占碱基总数的（
）
A．24%，22%
B．22%，28%
C．26%，24%
D．23%，27%
5．下列各细胞结构中，可能存在碱基互补配对现象的有（
）
①染色体；②中心体；③纺锤体；④核糖体。
A．①②
B．①④
C．②③
D．③④
参考答案：1．C
2．D
3．D
4．A
5．B第三章
基因的本质
3.1
DNA是主要的遗传物质B
教材分析
“DNA是主要的遗传物质”一节是人教版新课标教材必修2《遗传与进化》第3章第1节的内容，是继前两章学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”后，对有关细胞学基础（有丝分裂、减数分裂和受精作用）、染色体在前后代遗传中所起的联系作用、染色体的主要成分是DNA和蛋白质等知识有了一定的理解后来学习的。在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质到底是DNA还是蛋白质呢？教材在此埋下伏笔，然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质，最后列举少数生物只有RNA而没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。
本节课的教学内容涉及的实验，在现有的实验室条件下是不可能完成的，只有尝试采用引导探究式的教学方法，通过创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境，激发学生的学习积极性，学生不是被动地接受知识，而是积极主动地走进科学家的探究历程，在观察和思考中，愉快地学习，处于主体地位。本节内容既对前两章的基因的有关知识作本质性的阐述，也下启后三节关于DNA分子的结构、复制和遗传效应等，具有承上启下的作用。
教学目标
一、知识与技能
1．总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2．知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采取的方法是目前自然科学研究的主要方法。
3．理解DNA是主要的遗传物质。
二、过程与方法
1．通过肺炎双球菌的转化实验，训练学生逻辑思维的能力。
2．用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维能力。
三、情感、态度与价值观
遗传物质主要是DNA，也有RNA，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辩证唯物主义世界观的树立。
教学重点
1．肺炎双球菌转化实验。
2．噬菌体侵染细菌的实验。
通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程的学习，认识到染色体在生物的传宗接代中具有重要作用。染色体含有哪些化学物质呢？科学家们通过分析发现：染色体中含有DNA和蛋白质两种成分。生物体的遗传物质是DNA还是蛋白质呢？
二、新课教学
引导学生完成
“问题探讨”并提示。
提示：
1．（1）具有贮存大量遗传信息的潜在能力；
（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程；
（3）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性；
（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制出拷贝，传递给下一代等。
2．这是一道开放性的题，答案并不惟一，只要提出正确的思路即可。
（一）对遗传物质的早期推断
问：20世纪20年代，人们为什么会认为蛋白质是遗传物质？到20世纪30年代呢？同学生一道带着这些问题阅读课本P42、43。
（二）肺炎双球菌的转化实验
人们发现DNA是主要遗传物质的过程。媒体展示由氨基酸形成蛋白质的结构图，引导学生思考：氨基酸多种多样的排列顺序，可能就蕴含着遗传信息。从而让学生沿着科学史的发展轨迹分析问题，顺利进入“肺炎双球菌的转化实验”的学习和探究。
第一个实验：肺炎双球菌转化实验。媒体展示格里菲思的肺炎双球菌转化实验（4组，见教材43页），并提出问题，要求学生讨论、观察并用语言描述实验过程。最后得出结论，以培养学生的语言组织能力、观察能力和分析问题的能力、处理信息和归纳总结能力以及合作精神。
学生结合肺炎双球菌转化实验进行分组讨论，设计实验方案，进行实验探究；然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。
第二个实验：媒体投影肺炎双球菌转化实验的艾弗里实验，进行比较分析，进一步巩固实验的设计思路和相关的结论。这样将格里菲思的实验和艾弗里的实验分开，前者呈现出来，让学生根据实验分析问题得出结论，后者要求学生自己去讨论、探究，在合作的前提下拿出实验设计的方案或者是想法，让学生在这个讨论并探究的过程中体会实验的设计思路，再对照艾弗里和他的同事们的实验，学生就会发现，自己也可以做科学家。进一步培养了学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。
通过确凿的实验证据首先向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的是美国科学家艾弗里，而艾弗里的实验又在英国科学家格里菲思的肺炎双球菌转化实验的基础上进行。
请看这个著名的经典实验：
出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图，让学生对图指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？以加深学生对两种细菌的了解。
问：①肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些现象？②第四组的实验结果说明了什么？③艾弗里及其同事的设计思路是什么？他们的研究结果说明了什么？
学生阅读教材P43～P44，边看书边看图解，回答上述问题。
（1）
体内转化
1928年
英国
格里菲思
①
活R，无毒
活小鼠
②
活S，有毒
小鼠
死小鼠
③
△杀死的S，无毒
活小鼠
④
活R
+
△杀死的S，无毒
死小鼠
转化因子是什么？
（②④分离出活S）
在肺炎双球菌的转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？
蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80~100℃的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55℃左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。
（2）体外转化
1944年
美国
艾弗里
多糖或蛋白质+R型培养基
R型
活S
DNA
+
R型
培养基
R型
+
S型
DNA＋DNA酶+R型培养基
R型
转化因子是DNA
。
（三）噬菌体侵染细菌的实验
课件展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验（教材第45页）。让学生分组观察、讨论并用语言描述实验过程。提出问题供学生讨论，学生观察、分析、讨论问题过程中，教师深入小组成员中参与讨论。讨论之前可先阐明T2噬菌体的结构特点、寄生方式，以及同位素示踪技术，再引导学生结合投影对实验结果进行比较分析，从而进一步确认DNA是遗传物质。
有关问题如下：
①该实验用了什么方法？在什么探究中还用过此方法？
②用35S、32P标记物质的理论基础是什么？能否用14C和18O进行标记？
③如果实验用上述方法进行，测试的结果如何？表明了什么？
旁栏思考题
提示：因为硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于
DNA的组分中。用14C和18O等元素是不可行的，因为
T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。
思考与讨论（P46）
提示：1．细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。细菌20~30
min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2．最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。
3．艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等（学生可能回答出其他的技术，但只要回答出上述主要技术就可以）。
科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
从实验过程可得出以下结论：
（1）DNA是转化因子，是遗传物质，而蛋白质不是。（因为艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定，他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细胞才能够转化为S型细菌。）
（2）遗传物质是DNA。（因为DNA进入了细菌体内复制，并复制合成自身的蛋白质。所以在子代噬菌体内，没有亲代噬菌体内蛋白质被标记的元素。）
三、归纳总结
从三个实验的结论中，拓展出下列规律：
（1）在具有细胞结构的生物体内，有DNA和RNA两种核酸，DNA是遗传物质；
（2）非细胞结构的生物体内，只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA；
（3）只有少数几种病毒以RNA作为遗传物质，因此，DNA是主要的遗传物质；
（4）染色体是DNA的主要载体：DNA主要存在于细胞核中，并与蛋白质结合形成染色体；
（5）遗传物质控制蛋白质的合成，并由蛋白质表达遗传信息。第三章
基因的本质
3.3
DNA的复制A
教学目标
一、知识与技能
1．记住DNA复制的概念。
2．简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。
3．知道DNA复制在遗传上的意义。
二、过程与方法
1．通过介绍Meselson、stahl的试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。
2．通过引导学生对拉链和DNA复制的比较，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。
三、情感、态度与价值观
通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。
教学重点、难点
教学重点：DNA分子复制的条件，过程和特点。
教学难点：对DNA复制过程的探讨。
教学突破
用PowerPoint制作的演示文稿（内有DNA复制过程的动画）；实物展台展示学生推导的DNA半保留和全保留复制的结果及相应的实验结果示意图。
教法与学法导航
教法：合作探究、讨论法、演示法、讲授法。
学法：阅读分析、讨论归纳、比较推理等方法。
教学准备
教师准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。
学生准备：预习，推导DNA复制的过程特点。
教学过程
教学内容
教师组织和引导
学生活动
教学意图
问题探讨
〖提示〗两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造模型，并按模型制作会徽；应使用电子控制的刻床；刻床应由一名技术熟练的师傅操作，或完全数控等。（以上可由学生根据自己的经验推测回答，事实是原料确实选自一块石材，但由于时间紧迫，两个会徽是由两名技术最好的师傅手工雕刻的）。验证的最简单的方法是：将两个印章的图形盖在白纸上进行比较（学生也可能提出更科学、更现代化的方法）。
阅读思考，讨论回答。
引入新课。
续上表
问题探讨
〖讲述〗DNA既然能作为遗传物质，就必须具有精确的自我复制能力，那它是怎样进行复制的呢？
思考讨论。
引起思考引入新课
一、对DNA分子复制的推测
阅读
思考。
学新知识
二、DNA半保留复制的实验证据
〖讲述〗我们知道，当假说通过实践检验并被证明是正确的后，才能上升为科学理论。随着科学技术的发展，放射性同位素示踪技术被应用到DNA分子复制的研究中。下面我们来探讨一下DNA分子半保留复制的实验证据。〖讲述〗大家阅读课文P53，结合图3-12，利用物理、化学知识体会科学家实验设计的方法、原理、步骤、结果、结论及它的巧妙之处。强调：该实验证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的。
看图
思考。
培养严谨重事实的态度
旁栏思考题1
〖提示〗本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。
思考
回答。
拓展思维知识迁移
三、DNA复制的过程
1．概念：指以亲代DNA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．时间：细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期。3．场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体。4．条件：（1）模板：两条母链。（2）原料：四种脱氧核苷酸。（3）能量（ATP）。（4）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。5．过程：①解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环
学生思考下列问题：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？
通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固DNA
续上表
境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。 ③子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1个DNA分子→2个完全相同的DNA分子。6．特点：①DNA分子是边解旋边复制的；②是一种半保留式复制。（即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。） 7．“准确”复制的原因：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。8．结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。9．意义：DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，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。
③简述“子链”形成的过程。④DNA复制后两个子代和亲代DNA分子是否完全相同？为什么？
复制的全过程。
DNA分子连续复制演绎的计算规律
已知某一DNA分子用15N标记（0代），将含有该标记DNA分子的细胞（或细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：世代DNA分子的数量变化规律脱氧核苷酸链的数量变化规律分子总数不同DNA分子占全部DNA分子之比单链总数不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N分子含14N15N杂种分子只含14N分子含15N的链含14N的链0112112141/21/2241/21/281/43/4381/43/4161/87/8n2n2/2n1－2/2n2n＋11/2n1－1/2n
学生填表。
培养学生的总结能力。
小结
1．通过学习必须掌握DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。2．目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面。（l）DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。（2）把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与DNA有关。
板书展示
第3节
DNA的复制
一、对DNA分子复制的推测
二、DNA半保留复制的实验证据
1．实验方法
2．实验过程
3．实验结论
DNA分子复制的过程
1．场所
2．时间
3．条件
4．特点
5．意义
课堂作业
⑥染色体的基本组成单位是脱氧核苷酸；
⑦染色体和DNA都是在间期复制并加倍；
⑧有丝分裂中，染色体和DNA都是在间期复制、后期加倍；
⑨基因都位于DNA上，也都位于染色体上。
A．③
B．②③⑤
C．①⑦⑨
D．④⑧⑨
4．下列关于DNA复制的叙述，正确的是（
）
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA的复制
D．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链
5．某个DNA片段由500对碱基组成，A＋T占碱基总数的34%，若该DNA片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（
）
A．330
B．660
C．990
D．1320
参考答案：1．C
2．C
3．A
4．A
5．C第三章
基因的本质
3.4
基因是有遗传效应的DNA片段B
教材分析
本节内容从分子水平上认识基因的本质，它既是对本章内容的概括与提升，又为第4章《基因的表达》作了铺垫。在内容编排上包括了“说明基因与DNA关系的实例”，“DNA片段中的遗传信息”两部分内容。在说明基因与DNA关系的实例中，教材通过资料分析的4个实例使学生认识基因与DNA的关系；在“DNA片段中的遗传信息”部分，主要是提供探究活动引导学生通过数学推算的方法，认识DNA上的脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系。
教学目标
一、知识与技能
1．举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
2．说明基因和遗传信息的关系。
二、过程与方法
运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
三、情感、态度与价值观
通过介绍DNA技术，对学生进行科学价值观的教育。
教学重点
1．基因是有遗传效应的DNA片段。
2．DNA分子具有多样性和特异性。
教学难点
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
教学方法
讨论法、演示法、阅读指导法。
教学课时
1课时。
教学过程
一、问题导入
以美国历史上第一位华裔首席刑侦鉴定专家李昌钰的杰出成就为切入点，先后展示我校探究实验室的PCR仪图片、DNA指纹检测图等，并交流以下问题：DNA指纹图上的片段代表什么？是否就是基因？（很多学生都会回答是基因。）借此引出核心问题的探讨：基因是否等于DNA？
二、资料分析，解决问题
步骤1
指导学生阅读新教材“遗传与进化”本节内容的资料1和3（从数量关系上分析基因与DNA的关系），并思考以下问题：
1．DNA分子的碱基对总数是否等于基因的碱基对总数？
2．一个DNA分子就是一个基因吗？
3．填写下页表：
通过对资料中数据的分析，学生得出：生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。
步骤2
问：人的DNA分子中，有98%不能称为基因，而只有2%能称为基因，同样是DNA的一段序列，之所以能称为基因，有何特殊的作用？阅读资料2和4（从基因的作用进行分析），并思考以下问题：
1．资料2中转基因小鼠为何能发光？为何要设置第3号小鼠？
2．吃得多就一定能长胖吗？资料4中的HMGIC基因起什么作用？
学生能从资料2中的信息比较容易地得出转基因小鼠发光是因为获得了海蜇的绿色荧光蛋白基因。在这里教师对学生的回答进行挖掘提升：小鼠能发光，证明海蜇的这种基因不仅传给小鼠，而且能表现出来，起到控制小鼠的特定性状的作用，即具有了特定的“效应”。另外，提问“设置3号小鼠”的目的，是为了强调对照实验方法在生物学实验中的广泛应用，进一步培养学生的生物学技能。分析资料4就可以得到相关信息：HMGIC基因就能起到控制小鼠肥胖这一性状的作用。学生自然得到以下结论：基因具有特定的遗传效应。
学生结合上述资料，就能很顺利地从DNA水平上给基因下一个完整的定义：基因是有遗传效应的DNA片段。
小结：染色体、DNA和基因之间的关系
1．染色体是DNA的主要载体。
2．基因是有遗传效应的DNA片段。
3．基因在染色体上呈线性排列。
三、情境活动，深入问题
步骤3
问：DNA分子中的哪一部分可以储存遗传信息呢？
结论：从DNA分子结构中可以知道遗传信息与4种碱基（4种脱氧核苷酸）的排列顺序有关。
DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？
步骤4
学生“探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”。
根据情境，用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，进而推理出碱基排列的千变万化，保证了遗传信息的多样性；学生从具体数字不难体会到，虽然碱基对的排序是多样的，但对具体的个体、具体的基因来说，只能是其中的一种，即DNA分子具有特异性。
情景1：
假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成（仅仅是假设，并不是真的），那么这个基因的碱基排列顺序有多少种可能？
结论：DNA具有多样性。
情景2：
当基因的碱基对数相同时（就比如你跟你的同桌控制脸型基因的碱基对数肯定是一样的），其碱基排列顺序相同的可能是多大。
结论：DNA具有特异性。
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，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。
小结：DNA片段中的遗传信息的特点：1．多样性；2．特异性；3．稳定性。
四、例题操练，课堂巩固
例1．构成基因的基本单位是（ ）
A．核酸
B．核苷酸
C．脱氧核糖核酸
D．脱氧核苷酸
解析：构成基因的基本单位是脱氧核苷酸。
答案：D
例2．下列关于基因的说法，正确的是（ ）
A．基因就是一段DNA分子
B．基因一定位于染色体上
C．基因是有遗传效应的DNA片段
D．不同基因上带有的遗传信息相同
解析：基因是有遗传效应的DNA片段。
答案：C
例3．对染色体、DNA、基因三者关系的叙述中，错误的是（ ）
A．每条染色体上含有一或两个DNA，DNA分子上含有多个基因
B．都能复制、分离和传递，且三者行为一致
C．三者都是生物细胞内的遗传物质
D．生物的传宗接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
解析：每条染色体含有一个DNA（未复制时）或2个DNA（复制后）。染色体是DNA和基因的主要载体，因而染色体的行为决定着DNA和基因的行为（复制、分离、组合、传递）。染色体是遗传物质的主要载体，染色体的遗传作用是由DNA或基因决定的，因而不能说染色体是遗传物质。
答案：C
例4．蚕的丝腺细胞能产生大量蛋白质，这种蛋白质叫丝蛋白。这些细胞不产生血液中的蛋白质，因此推测丝腺细胞（ ）
A．只有丝蛋白基因
B．有血液蛋白和丝蛋白基因
C．有丝蛋白基因和其他基因，但没有血液蛋白基因
D．比合子的基因少
解析：蚕的各种不同的体细胞最终均来自于同一个受精卵或合子的有丝分裂，因而不同的体细胞应与合子含有相同的基因，只是不同的体细胞表达不同的基因，因而丝腺细胞含有合子所具有的所有基因，只是丝腺细胞在执行其生理功能时，它所含有的血液蛋白质基因不表达。
答案：B
例5．人类遗传信息的携带者是（ ）
A．DNA和RNA
B．DNA或RNA
C．DNA
D．RNA
解析：人的遗传物质是DNA。
答案：C
例6．结肠息肉是一种遗传病，控制这种遗传病的遗传信息存在于 （ ）
A．受精卵中
B．体内结肠细胞中
C．亲本配子中
D．体内的每个细胞中
解析：考查不同类型细胞中染色体、DNA和基因的关系。在生物的生殖细胞及其形成过程的某些阶段细胞内染色体、DNA和基因数量同正常体细胞相比会发生成倍性的变化，某些特殊的组织细胞中其含量同体细胞也有差别（中学阶段较少涉及）。本题精原细胞同肝细胞一样都是体细胞，它们染色体上含有的基因数和DNA含量应相同。把精原细胞误解为初级精母细胞（DNA发生了复制）是本题出错的常见原因。
答案：B
例8．下列关于DNA和基因的关系的叙述，正确的是（ ）
A．基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B．DNA的碱基排列顺序就代表基因
C．一个DNA分子上有许多个基因
D．组成不同基因的碱基数量一定不同
解析：每个DNA分子上有多个基因，它们在染色体上呈线性排列。
答案：C
例9．下列哪一结构可以用作侦探犯罪嫌疑人（ ）
A．DNA上的脱氧核苷酸种类
B．DNA的双螺旋结构
C．DNA上特定的碱基排列顺序
D．DNA上的磷酸和核糖的排列顺序
解析：每个人的碱基序列不同，具有特异性。
答案：C
五、内容总结
基因就是具有遗传效应的特定的DNA片段，也可以说是DNA分子中特定的有遗传效应的脱氧核苷酸序列。最后要求学生理清基因、DNA和染色体之间的关系，并且画概念图。
六、作业
1．教材P58“练习”一、二。
2．教材P60“自我检测题”。第三章
基因的本质
3.1
DNA是主要的遗传物质A
教学目标
一、知识与技能
掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及从实验中得出的结论（DNA是遗传物质）。
二、过程与方法
通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。
三、情感、态度与价值观
1．概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。
2．通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力，发展科学思维和创新的能力。
教学重点、难点
教学重点：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
教学难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
教学突破：使用挂图、投影仪或展示平台等进行直观教学。然后图文对照阅读，加深对知识的理解。列表展示，充分调动学生学习积极性，提高教学质量。
教法与学法导航
教法：事例列举法，讨论法，比较法，归纳法等
学法：阅读分析、列表比较、讨论归纳等
教学准备
教师准备：中关村的DNA标志图片、雅典奥运会开幕式上用激光打造的DNA双螺旋结构的经典场景图片、DNA银饰图片、DNA芯片模型图片、格里菲思的实验的动画资料、Powerpoint课件的制作
学生准备：预习，初步把握实验的原理和方法步骤。
教学过程
（一）预习检查、总结疑惑
检查落实学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有针对性。
（二）创设情境，设疑引入课题
通过亲子鉴定，引出遗传物质是DNA，但是DNA是遗传物质的探究是一个艰辛而有趣的过程，从而引出证明“DNA是遗传物质”的经典实验。
（三）合作探究、精讲点拨
探究一：对遗传物质的早期推测
出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图，让学生对图指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？以加深学生对两种细菌的了解。
〖问〗1．两种肺炎双球菌有什么不同？
2．肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些现象？第四组的实验结果说明了什么？
3．艾弗里及其同事继续研究，实验的关键思路是什么？最后的结论是什么？
学生阅读教材P43～P44，边看书边看图解，回答上述问题。
〖答〗1.
略
2．
体内转化
1928年
英国 格里菲思
①
活R，无毒
活小鼠
②
活S，有毒
死小鼠
③
△杀死的S，无毒
活小鼠
④
活R
+
△杀死的S，无毒
死小鼠
转化因子是什么？
（②④分离出活S）
结论：杀死的S中含有转化因子。
〖探究〗“在肺炎双球菌的转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？”
〖讲述〗蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80℃~100℃的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55℃左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。
3．体外转化
1944年
美国
艾弗里
（1）实验的关键思路是：设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。
多糖或蛋白质 +
R型
培养基
R型
DNA
+
R型
培养基
R型
+
S型
DNA＋DNA酶+
R型
培养基
R型
结论： 转化因子是DNA
。
探究三：噬菌体侵染细菌的实验
1．观察T2噬菌体的结构，它是怎样的病毒？
2．噬菌体侵染细菌的过程：①吸附→②注入（DNA）→③复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→④组装子代噬菌体→⑤释放。
3．噬菌体侵染细菌的实验：
（1）同位素示踪法。分别标记了哪些元素？为什么？如何标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA？
（2）搅拌和离心的目的各是什么？
（3）实验结果及结论？
（4）实验结果及结论如下：
亲代噬菌体
原宿主细菌内
子代噬菌体
实验结论
32P标记DNA
无32P标记DNA
DNA有32P标记
DNA是遗传物质
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白无35S标记
探究四：DNA是主要的遗传物质
1．真核生物的遗传物质是DNA。
2．原核生物的遗传物质是DNA。
3．病毒的遗传物质是DNA或RNA。
因此，DNA是主要的遗传物质。
（四）反思总结，当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习
我们已经学习了DNA是主要的遗传物质，在下一节课我们一起来学习DNA的分子结构。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
板书展示
第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、DNA是遗传物质的证据
（1）对遗传物质的早期推测
（2）肺炎双球菌的转化实验过程和结论
（3）噬菌体侵染细菌实验的过程和结论
2．下列哪项是艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法或实验设计思路（
）
A．杂交实验法
B．放射性同位素标记法
C．病毒侵染法
D．单独直接观察不同成分作用
3．真核生物遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果，控制细胞核和细胞质遗传的物质是（
）
A．DNA
B．RNA
C．DNA和RNA
D．DNA或RNA
4．格里菲思（F．Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果（
）
A．证明了DNA是遗传物质
B．证明了RNA是遗传物质
C．证明了蛋白质是遗传物质
D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质
5．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠；②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠；③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠；④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠。以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（
）
A．存活、存活、存活、死亡
B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活
D．存活、死亡、存活、存活
参考答案：1．A
2．D
3．A
4．D
5．D
——《礼记·学记》
教学要合一，有三个理由：第一，先生的责任不在教，而在教学，而在教学生学。
第二，教的法子必须根据于学的法子。第三，先生不但要拿他教的法子和学生学的法子联络，并须和他自己的学问联络起来。
——陶行知
让每一个学生在学校里抬起头来走路。
——苏霍姆林斯基
