第 2 章 基因和染色体的关系
第3节 伴性遗传
2006．3．10
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）伴性遗传的传递规律
（2）伴性遗传的特点
2、能力目标：伴性遗传在实践中的应用
3、情感态度价值观：
（1）认同道尔顿勇于承认自己是色盲患者，并将自己的发现公之于众的献身科学、尊重科学的精神。
（2）探讨如何利用伴性遗传的知识知道人类本身的优生优育，从而提高人口素质。
二、重难点：
（一）重点： 1．伴性遗传的传递规律
2．伴性遗传的有关计算
3．伴性遗传的特点
（二）难点：伴性遗传的传递规律及有关计算
三、教学用具
多媒体PPT课件
四、教学方法
讲授法
五、课时安排
一课时
六、教学过程
一．伴性遗传：它们的基因位于_________染色体上，所以遗传上总是和_________相关联，这种现象叫伴性遗传。
同源染色体
形态
染色体 非同源染色体
性别 常染色体
性染色体
引言：那伴性遗传具有哪些规律呢？
二．人类红绿色盲症
（1）“遗传图谱”介绍
（2）XY型和ZW型的性别决定
XY型性别决定 ZW型性别决定
雄性 两条异型的性染色体XY 两条同型的性染色体ZZ
雌性 两条同型的性染色体XX 两条异型的性染色体ZW
后代的性别 决定于父方 决定于母方
动物类型 哺乳类等 鸟类、爬行类等
（3）XY型性别决定的例子——人类红绿色盲症
①致病基因：______性基因，通常用字母______表示；它和它的等位基因（即正常基因）仅位于_______染色体上。
②人正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型
性 别 女 男
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
表现型 正常 正 常 （携带者) 色盲 正常 色盲
③红绿色盲遗传的图解分析（课本P。35）
④红绿色盲遗传（即伴X隐性遗传病）的特点：
a.患者有明显的性别倾向且男性患者_____于女性患者；
b.交叉遗传；
c.隔代遗传（一般有此特点）。
3．伴X显性遗传病——抗维生素D佝偻病
（1）遗传图分析
（2）遗传特点（即伴X显性遗传病）：
a.患者有明显的性别倾向且男性患者_____于女性患者；
b.世代遗传（一般有此特点）。
4．各种遗传病的遗传特点总结：
隐性遗传病：①无中生有为隐性②隔代遗传
显性遗传病：①有中生无为显性②世代遗传
伴X显性遗传病：①患者有明显的性别倾向且男性患者多于女性患者②世代遗传
伴X隐性遗传病：①患者有明显的性别倾向且男性患者少于女性患者②隔代遗传
伴Y遗传病：患者全为男性
常染色体遗传病：患者无明显的性别倾向第 4 章 基因的表达
第2节 基因对性状的控制
2006．5．5
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）说明中心法则的发展历程，明确中心法则中遗传信息的流向。
（2）举例说明基因、蛋白质与性状之间的关系
（3）举例说明基因间的相互作用及对生物的性状的精细调控。
2、能力目标：
（1）从遗传现象的实例入手，分析本质原因。
（2）点拨思维，建立新旧知识的联系。
3、情感态度价值观：
（1）树立生命的本质观，“中心法则”是生命体系中最核心、最简约、最本质的规律。
（2）树立辨证唯物主义的系统观念，生物是一个错综复杂的系统。
二、重难点：
（一）重点： （1）中心法则的建立和发展。
（2）基因、蛋白质和性状的关系。
（二）难点： （1）中心法则的建立与发展。
（2）基因、蛋白质与性状之间的关系。
三、教学用具
多媒体演示课件
四、教学方法
谈话法、讲授法
五、课时安排
1课时
六、教学过程
一、中心法则的提出及其发展：
1958年克里克（Crick）提出了中心法则，他认为遗传信息的自我复制是从DNA到DNA；遗传信息的传递是从DNA到RNA，最终决定蛋白质分子的结构和功能。后来，人们发现，有些病毒的RNA能自我复制。另外，还发现有些RNA病毒侵染细胞后能产生逆转录酶，逆转录酶以RNA为模板合成双链DNA分子。这个双链DNA分子能整合到寄主细胞的DNA中，可随寄主细胞DNA的复制而复制，同时也可以转录出更多的病毒RNA。考虑以上因素，中心法则可以完善如图所示。
中心法则的实质蕴藏着核酸和蛋白质这两大类生物大分子之间的联系。
二、基因、蛋白质与性状的关系
基因对性状的控制
讲述：生物的一切遗传性状都是受基因控制的。因为基因中的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序，信使RNA中碱基排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。
（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状
举例：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等。
（2）通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状
举例：控制血红蛋白结构的基因不正常，就会合成结构异常的血红蛋白而患病
囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症等。
上述实例涉及的都是单个基因对生物性状的控制。事实上基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。例如，人的身高可能是由多个基因决定的，其中每一个基因对身高都有一定的作用。同时，身高也不完全是由基因决定的，后天的营养和体育锻炼也有重要作用。
基因与基因、基因与基因的产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精确地控制着生物体的性状。
细胞质基因：线粒体和叶绿体中的基因。线粒体和叶绿体中的DNA都能够进行半自主自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。所以我们把线粒体和叶绿体叫做半自主性细胞器。由于受精卵的细胞质主要来自于母亲的卵细胞。所以细胞质基因的遗传不遵循遗传定律。细胞质基因控制的遗传病都只能通过母亲遗传给后代。第 1 章 遗传因子的发现
孟德尔的豌豆杂交实验（一）
2006．2．6
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）认知孟德尔的一对相对性状的遗传实验
（2）认识孟德尔分离定律的内容和实质
（3）理解自交、杂交、侧交、正交、反交、相对性状、显性性状、隐性性状等概念。
（4）运用分离规律解释一些遗传性状
2、能力目标：学会自主探究、自主学习的方法。还是相互间的交流。
3、情感态度价值观：（1）体验孟德尔的一对相对性状的遗传实验的科学方法和敢于质疑、勇于创新，以及严谨求实的科学态度和科学精神。
（2）尝试进行杂交实验的设计。
二、重难点：
对分离现象的解释，阐明分离定律，应用分离规律解释一些遗传现象
三、教学用具
多媒体
四、教学方法
探究实验法
五、课时安排
一课时
六、教学过程
知识点 观察与思考 归纳与结论
问题探究 红牡丹与白牡丹杂交后，子代的牡丹花是什么颜色？
1.为什么选用豌豆作为实验材料容易成功？ 1.观察图1-1，1-2，1-3，总结选用豌豆的优点 1._______________________________________________________________________________________
2.一对相对性状的遗传实验 观察图1-4理解性状，相对相对，显、隐性性状、性状分离的概念 1.对于自花传粉的植物完成异花传粉的重要步骤是：_________;_____________。2.实验结果：________________________________3.性状是指生物体的_________和_________。如：_______________。相对性状是指______物种______性状的_____表现类型。如：_____________。具有________的两个亲本杂交所产生的子一代中___________的性状叫显性性状。而_______________的性状叫隐性性状。如：_____和_____。性状分离指在_______后代中，同时显现出_________和__________的现象。
3. 对分离现象的解释 1.体会孟德尔提出的四个假说2.观察遗传分析图解图1-5 （1）性状是由_________决定的。生物的体细胞中，控（2）体细胞中遗传因子是___________存在。纯合子是指_________________的个体。如：__________________。纯合子表现出来的性状能______遗传，自交或测交后代均不发生_________。而杂合子指_________________的个体，如：__________。杂合体表现出来的性状________稳定遗传，自交或测交后代均发生___________。(3)生物体在形成生殖细胞（______）时，成对的遗传因子彼此分离，配子只含有__________________(4)受精时雌雄配子的结合是____________的亲代各产生___.____一种配子，F1的基因型是____，由于__对__是显性，因而F1表现_____。思考：F1通过________产生配子时，等位基因要_____，最终产生含___和___两种雌雄配子，比例为________。两种雌配子和两种雄配子结合机会______，因此F2便有了____._____._____三种基因组合，比例为_______，在性状上则近于高：矮=________第 3 章 基因的本质
第3节 DNA的复制
2006．4．5
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）DNA分子复制的过程
（2）了解梯度离心的原理
2、能力目标：
通过复制过程的实验的分析，学习分析实验的方法。
3、情感态度价值观：
分析经典实验，让学生领悟科学探究的魅力。
二、重难点：
（一）重点：
DNA复制的条件、过程和特点
（二）难点：
DNA分子复制的过程
三、教学用具
多媒体PPT课件、DNA分子复制过程的分步Flash动画
四、教学方法
探究实验法、讲授法
五、课时安排
一课时
六、教学过程
引言：同学们已经知道了DNA作为遗传物质与严谨的双链螺旋结构有关，还与其功能有关。而复制是DNA的重要功能，那么，何谓复制？复制的过程如何？有何意义呢？在学习之前：
提问：对真核生物而言， DNA主要存在于细胞的什么部位？
（回答：DNA主要存在于细胞核内。）
提问：DNA结构怎样？
（答：双链螺旋结构 极性反向平行 碱基互补配对 排列顺序无穷。）
提问：何谓复制？
补充：这里说的复制不是指其他物品的复制，是指DNA分子的复制，就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。则1DNA→2DNA。那么，怎样由1DNA→2DNA呢？这就是：
对DNA分子复制的推测
沃森和克里克在发表了DNA分子双螺旋结构的那篇著名的论文后，接着提出了遗传物质自我复制的假说：DNA分子复制是，DNA分子的双链将解开，互补的碱基之间的H键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核甘酸依据碱基互补配对原则，通过形成H键，结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。
DNA半保留复制的实验证据
要分析DNA复制是半保留还是全保留，就要区分亲代与子代的DNA。1958。科学家以大肠杆菌作为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA确实是半保留的方式进行复制的。
如何区分亲代和子代的DNA分子？
用同位素标记，再根据DNA分子密度的变化。实验结果离心后出现了三条DNA带。
亲代DNA分子二条链都带有15N标记的，其密度最大，最靠近试管底部。一条带是只有一条DNA链被15N标记 的子代双链DNA，其密度居中，位置也居中。还有一条带是两条DNA链都未被15N标记，其密度最小，离试管底部最远。
从而证明DNA是以半保留的方式进行复制的。
三、DNA复制的过程：
复制时间：减数第一次分裂的间期和有丝分裂的间期
复制结果：DNA分子数目增加一倍，染色体数目不变。
（出示DNA复制过程的图解教学挂图，让学生结合图解得出“解旋、合成、复旋”的结论。）
教师补充：DNA分子复制包括：①解旋：在DNA解旋酶的作用下，能量ATP的参与，把双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，且以单链为模板。
②合成：在DNA合成酶的作用下，以母链为模板， ATP为能量，脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为一条新的子链。
③复旋：在DNA复旋酶的作用下，以ATP为能量，一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子。即：
1DNA→2DNA单链（母）→2母＋2子→（母十子）＋（母十子）→2DNA
由上述过程可以知道，在以母链为模板合成新的子链的过程中，新合成的子链上脱氧核苷酸的排列顺序与另一条每链上脱氧核苷酸的排列顺序完全相同，故母链与子链螺旋化形成的新DNA分子中碱基对的排列顺序也完全相同；新形成的每个DNA分子中的双链有一条是未自上代DNA的母链，所以叫半保留复制。科学家已经用35P或14N同位素示踪得以证实。（结合DNA分子的复制过程让同学们展开讨论。）
提问：DNA分子复制时需何条件？
（回答：模板、能量、原料、酶。）
补充：DNA分子复制：①发生在细胞周期的间期；②主要在细胞核内进行；③ATP作能量；④A、T、G、C四种大量的脱氧核苷酸为原料；⑤严格遵循碱基互补配对原则；⑥需酶系统参与（解旋酶，合成酶、复旋酶）；⑦DNA具有作为模板的能力；⑧伴随有RNA的转录（第四章学习）。
提问： DNA分子复制对DNA作为遗传物质有何意义？
（回答：通过复制，将遗传信息由亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。）
补充：在DNA分子复制时：①边解旋、边合成、边复旋，多个起始点同时进行，节省时间、效率高。②新DNA分子双链为“一母一子”；因此复制更为精确，致使遗传信息更加稳定。稳定的遗传信息从亲代传递给子代，从而使生物的前后代保持了一定的连续性。但是，这并不意味着复制时毫无差错，否则，自然界便没有了变异，生物界就不会向前发展。（为以后学习“变异”打下伏笔）
提问：一个DNA分子复制几代后的情况如何？
补充：因DNA复制采用半保留的方式，所以一个DNA分子经几代复制后的所有DNA中，只有两个DNA分子含有原DNA链。但所有DNA与原DNA所带的信息（脱氧核苷酸的排列顺序）完全相同。（变异除外）
总结：通过两课时的学习，同学们知道了DNA分子的结构特点和DNA分手的复制过程，明白了DNA分子结构的多样性、特异性及DNA分子半保留复制的特点。希望同学们课后熟悉教材，真正理解DNA是主要的遗传物质。第 2 章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
2006．3．6
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）基因位于染色体上的理论假说和实验证据
（2）孟德尔遗传规律的现代解释
2、能力目标：（1）运用有关基因与染色体的知识阐明孟德尔遗传规律的实质
（2）尝试运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上
3、情感态度价值观：
认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践的精神，以及对科学热爱
二、重难点：
（一）重点： 1．基因位于染色体上的理论假说和实验证据
2．孟德尔遗传规律的现代解释
（二）难点：运用类比推理的方法，解释基因位于染色体上
三、教学用具
多媒体PPT课件
四、教学方法
讨论法、谈话法
五、课时安排
一课时
六、教学过程
（一）萨顿的假说：基因和染色体行为存在明显的平行关系
孟德尔的遗传定律中强调了遗传因子（基因）的变化，减数分裂中强调了同源染色体的变化，那它们之间联系。
1、基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体也具有相对稳定性。
2、体细胞中基因是成对的，染色体也是成对的（在配子中都成单）。
3、体细胞中成对的基因一个来自父方一个来自母方，同源染色体也是。
4、在形成配子时，非等位基因自由组合。非同源染色体也是自由组合的。
萨顿把细胞学和遗传学的资料结合起来，开创了细胞遗传学研究。运用了类比推理的方法。
（二）基因位于染色体上的实验证据（摩尔根果蝇杂交实验）
实验材料：果蝇
果蝇易饲养，繁殖快，10多天就能繁殖一带
细胞中染色体四对，三对常染色体，一对性染色体，染色体数目相对较少。
实验过程：
F1全为红眼，F2红眼和白眼之间的数量比是3：1，符合分离定律。说明白眼红眼是受一对等位基因控制的。所不同的是白眼性状的表现，总是与性别相联系。而且与X染色体的遗传相似，于是摩尔根及其同事设想，如果控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等为基因，上述遗传现象就可以得到合理解释。
后来又通过测交等方法，进一步验证了这些解释。摩尔根首次把一个特定的基因（如决定果蝇眼睛颜色的基因）和一个特定的染色体（X染色体）联系起来，从而用实验证明染色体是基因的载体。从此，摩尔根成了孟得尔理论的坚决支持者。后来摩尔根和他的学生经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的图，说明基因在染色体上呈线行排列。
（三）孟得尔遗传规律的现代解释：第 2 章 基因和染色体的关系
减数分裂和受精作用
2006．2．26
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）减数分裂的概念
（2）精子和卵细胞的形成过程的知识
（3）受精作用的概念、过程以及减数分裂和受精作用的意义
2、能力目标：学会使用高倍镜。观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片。
3、情感态度价值观：了解减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要性。
二、重难点：
1.教学重点
(1)减数分裂的概念。
(2)精子和卵细胞的形成。
(3)受精作用的过程。
2.教学难点
（1）模拟减数分裂过程中染色体的变化。
（2）比较精子和卵细胞形成过程中的异同。
（3）观察蝗虫精母细胞的减数分裂。
三、教学用具
多媒体
四、教学方法
多媒体演示 实验观察法
五、课时安排
二课时
六、教学过程
一、减数分裂的概念
凡是进行有性生殖的动、植物，在从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞过程中，所进行的特殊方式的有丝分裂叫减数分裂。减数分裂是细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次。分裂的结果是，细胞中的染色体数目比原来减少了一半。
减数分裂概念应掌握以下知识要点：
1．发生的范围：进行有性生殖的动、植物。
2．发生的时期：从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞时。
3．特点：细胞连续分裂两次，而染色体只复制一次。
4．结果：子细胞的染色体数目减半。
总之，减数分裂的“特殊”在“减数”二字上，“减”的是染色体，减去的“数”是同源染色体的一半。
二、精子的形成过程
三、卵细胞的形成过程
四、减数分裂过程中染色体行为的变化
1．染色体复制：发生在减数分裂第一次分裂的间期。复制的结果是，每个染色体含有两个姐妹染色单体，并由一个着丝点连结着。
2．联会，形成四分体：在减数分裂第一次分裂开始不久，同源染色体在纵的方向上两两配对的现象叫联会。联会以后的每一对同源染色体含有四个染色单体，叫四分体。减数分裂的这一时期就叫四分体时期。
3．非姐妹染色单体交叉互换：在减数分裂的四分体时期，父方染色体中的一个染色单体与母方染色体中的一个染色单体（即非姐妹染色单体），相互交叉，进行染色体部分片段的互换。
4．同源染色体分离：在减数分裂第一次分裂中，同源染色体联会和非姐妹染色单体进行部分片段的互换后，同源染色体彼此分开，分别移向细胞两极。
5．非同源染色体自由组合：在同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。
6．着丝点分裂，染色单体分开：在减数分裂第二次分裂中，每个染色体的着丝点一分为二，每个染色体中的两个姐妹染色单体彼此分开，成为两个染色体。
五、减数分裂过程中染色体数量的变化和DNA含量的变化
在减数分裂过程中，染色体数量的变化和DNA含量的变化本来应该是平行的。但是由于复制后的染色体仍由一个着丝点连结着，没有马上完全分开。所以，在减数分裂的不同时期，细胞中的染色体数量与DNA的含量有时不相同。下面以精子的形成过程为例，将减数分裂过程中染色体数量的变化和DNA含量的变化列表如下：
减数分裂过程中，染色体数量的变化和DNA含量的变化可分别用下列两个曲线图表示。图中的横坐标表示细胞分裂的各个时期，纵坐标表示染色体数量或DNA含量的变化：
六、精子与卵细胞形成过程的区别
1．精子形成过程中，细胞质的分裂是均等的；而卵细胞形成过程中，细胞质的分裂是不均等的。
2．一个初级精母细胞经减数分裂可产生四个精子；一个初级卵母细胞经减数分裂仅产生一个卵细胞。
3．精子细胞经变形才形成精子；卵细胞不变形。
七、同源染色体、非同源染色体、四分体
同源染色体是指形状、大小一般相同，一个来自父方，一个来自母方，且在减数分裂第一次分裂过程中能两两配对（即联会）的一对染色体。如右图中的1和2为一对同源染色体，3和4为另一对同源染色体。
图中形状、大小不相同，且在减数分裂过程中不联会的染色体叫非同源染色体。如右图中有四对非同源染色体，它们是：1和3；1和4；2和3；2和4。
在减数分裂第一次分裂时，由于同源染色体的联会，使得每对同源染色体中含有四个染色单体，这时的一对同源染色体又叫一个四分体。图中有两个四分体，1和2为一个四分体，由a、a′、b、b′四个染色单体组成；3和4为另一个四分体，由c、c′、d、d′四个染色单体组成。
值得一提的是，体细胞内也有同源染色体，但在体细胞的有丝分裂过程中不出现同源染色体的配对现象。
八、减数分裂和受精作用的意义
1．对生物遗传的意义：
减数分裂使精子和卵细胞的染色体数目减半，受精作用使精子和卵细胞结合成合子，染色体数目恢复原状，保证了同种生物亲、子两代染色体数目的稳定性，对生物的遗传有重要意义。
2．对生物变异的意义：
受精作用使后代获得了两个亲体的遗传物质，具有更大的生活力和变异性，增加了后代适应环境的能力，有利于生物的生存和进化，也使生物具有多样性。
九、减数分裂与有丝分裂的异同点
有丝分裂 减数分裂
不同点 ①细胞分裂一次，产生两个细胞 ①细胞分裂二次，产生4个精子，或一个卵细胞和三个极体
②无同源染色体的联会，不形成四分体 ②同源染色体在第一次分裂中发生联会，形成四分体
③分裂后子细胞染色体数目与母细胞的染色体数目相同 ③分裂后产生的生殖细胞染色体数目减少一半
④分裂后形成体细胞 ④分裂后形成生殖细胞
相同点 在细胞分裂过程中，染色体只复制一次，都有纺锤体出现，均有子细胞产生。第7章 现代生物进化理论
第二节 现代生物进化理论的主要内容
一 种群基因频率的变化与生物进化
探究活动1：
情景：如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅（Aa）的变异个体，且绿色比灰色更不容易被敌害发现。
讨论题目：
根据达尔文“适者生存、不适者淘汰”的观点，该绿色个体能被选择下来吗？
2.如果该绿色基因能很好的生活下来，他体内的A基因怎样才能传递给后代？
探究活动2：阅读教材114页倒数第二段
怎样的一群个体可以称为种群呢？
一个生物的“种”或“物种”与种群又有什么区别呢？
测练场1：
1.下列属于种群的是 （ ）
A.一块水田里的全部水稻 、水草
B 一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜
C 一块朽木上的全部真菌
D. 一个池塘中全部鱼
2.下列关于种群的说法不正确的是 （ ）
A.同一种群的个体可以自由交配
B.种群是生物繁殖的基本单位
C.中国大陆上所有老虎是一个种群
D. 种群是生物进化的基本单位
3.生物进化的基本单位 （ ）
A. 个体 B. 基因 C. 种群 D. 群体
探究活动3：
什么是基因库？基因频率的含义是什么？
基因频率的计算
某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？
测练场2：
4.下列关于基因库的叙述，正确的是 （ ）
A一个种群种一个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
B一个种群种全部个体所含有的显性基因叫做这个种群的基因库
C一个种群种全部个个体所含有的全部基因叫做这个种群的基因库
D一个种群的基因库会随着种群中一代一代的死亡而消减和灭亡
5在一个种群种随即抽取一定的数量的个体，其中AA、Aa、aa的个体分别占24%、72%、4%、那么A、a的基因频率是多少？（ ）
A.36%和64% B.57%和43% C.24%和72% D.60%和40%
3. 用数学方法讨论基因频率的改变
假设讨论题2中①昆虫群体数量足够大，②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，③没有迁入与迁出，④AA、Aa、aa三种基因型昆虫的生存能力完全相同（也就是说自然选择对A、a控制的翅型性状没有作用），⑤也没有基因突变和染色体变异。
计算子一代、子二代、子三代的基因频率与基因型频率
子一代 子二代 子三代
基因型频率 AA
Aa
aa
基因频率 A
A
（2）分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？
（3）上述计算结果是在满足五个假设条件的基础上计算的，对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？特别是如果第⑤点假设成立这与前面我们所学的基因突变的哪个特性相违背？
探究活动（四）教材116-117页“探究自然选择对种群基因频率的影响”
1.英国曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，它们夜间活动，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蠖得体色受一对等位基因S和s控制，黑色（S）对浅色（s）是显性的。在19 世纪中叶以前，桦尺蠖几乎都是浅色的，该种群的基因频率很低，在5%以下。到20世纪中叶，黑色型桦尺蠖却成了常见类型，S基因的频率上升到95%以上。
原来19世纪时英国曼彻斯特地区的树干上长满了地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露成了黑色。
探究问题：桦尺蠖决定浅色性状的s基因频率为什么越来越低呢？
根据前面所学的你能做出假设吗？
现在我们用数学方法来讨论一下桦尺蠖基因频率变化的原因。1870年桦尺蠖的基因型频率为SS 10% ； Ss20%； ss70%，在树干变黑这一环境条件下假如树干变黑不利于桦尺蠖的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%，以后的几年内，桦尺蠖种群每年的基因型频率与基因频率是多少呢？
年份 第1年 第2年 第3年 第4年 第5年 ┄┄
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 77%
在这个探究实验中根据上面的数据分析，变黑的环境对桦尺蠖产生了什么样的影响？变黑的环境对桦尺蠖浅色个体的出生率有影响吗？
在自然选择种，直接受选择的是基因型还是表现型？
有的同学在学完这节内容断言：“在生物进化中，你认为进化的实质是基因频率的改变“，这种观点对吗？
测练场3：
森林时期 工业时期
灰蛾 黑蛾 灰蛾 黑蛾
99% 1% ！% 99%
6.某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。
这些变化产生的原因是
A．灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入
B．工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾
C．自然选择作用
D．人工选择的作用
7.用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。
(1)狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有______的特性，而这种特性是生物进化的 。
(2)随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了______作用，而这种作用是______的，它决定着生物进化的______。
教学
学案
现在去练练吧！
快去练练吧！
再来练练吧！第 3 章 基因的本质
第4节 基因是具有遗传效应的DNA片段
2006．4．15
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）了解染色体、DNA和基因三者之间的关系以及基因的本质
（2）了解DNA多样性和特异性的原因
2、能力目标：
（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
3、情感态度价值观：
通过介绍DNA技术，对学生进行科学价值观的教育。
二、重难点：
（一）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
（二）难点：
脱氧核甘酸序列与遗传信息的多样性
三、教学用具
指纹识别的原理图
四、教学方法
谈话法、讲授法
五、课时安排
一课时
六、教学过程
一、基因的概念：
基因和DNA究竟上什么关系 阅读课本P55~66资料.
从资料一中可以看出大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。
从资料二得到的结论：把海蛰的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。说明基因有遗传效应。它可以独立该DNA其他片段起作用。而且我们看到基因进行切除和重新拼接并不影响他的表达。说明基因是结构单位。
从资料三我们可以看出人体中构成基因的碱基对组成比较少，所占比例不超过全部碱基总数的2%。说明并不是随便一段DNA就称为基因。而且对比资料一我们发现生物越高等基因占碱基总数的比例就越小。
资料四告诉我们没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖的表现。说明基因控制生物的性状。
综合以上的资料我们得到这样的结论：基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位。
二 、DNA的多样性和特异性：
作为遗传物质它一定要蕴涵大量的遗传信息，DNA是否足以储存大量的遗传信息？
若一个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因？能形成41种基因。若二个碱基对形成一个基因，4个碱基就能形成42 16种基因。如果是10对的话就能形成410种基因。通过这样的分析我们认识到DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，但长链中碱基对的排列顺序是千变万化的，所以足以储存大量的遗传信息。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，这就构成的DNA分子的多样性。
DNA分子的多样性，不同的DNA碱基的个数不同，排列顺序是不同的，这样就形成了不同的DNA，所以DNA的多样性就是指4种碱基千变万化的排列顺序。
地球上生物的特征就是由DNA决定的，对人类来说就有60亿，那么对于某个基因来说碱基排列顺序完全相同的情况会不会出现呢？
假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么排列有多少种可能？
417种。大约为172亿种。而人类总数才60亿，所以这样的排列是没有机会都出现的。另外二个人脸型的相同的可能性1/172亿可以忽略不计。
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。这种排列是其他DNA分子没有的，可以理解为独有的。第 4 章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
2006．4．25
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）说明基因与遗传信息的关系
（2）概述遗传信息的转录和翻译过程
2、能力目标：
（1）通过指导学生设计转录和翻译过程的剪纸的模型，培养学生的创新意识和实践能力。
（2）通过DNA和RNA的对照掌握类比方法。
（3）通过RNA的碱基决定氨基酸的学习,掌握先逻辑推理再经实验验证的方法。
（4）通过遗传信息的传递与表达的学习，建立信息意识，学会从信息角度认识事物的方法。
3、情感态度价值观：
（1）体验基因表达过程的和谐美，基因表达原理的逻辑美、简约美。
（2）认同人类探索基因表达的奥秘的过程仍未结束。
（3）通过介绍科学史实，开阔学生的眼界，对学生进行热爱科学、探求真理的教育。
（4）感悟科学破解遗传密码的过程。
二、重难点：
（一）重点： 遗传信息的转录和翻译过程
（二）难点： 遗传信息的翻译过程
三、教学用具
转录和翻译过程的动画
四、教学方法
谈话法、讲授法
五、课时安排
二课时
六、教学过程
一．RNA的类型
1．RNA为什么适于作为DNA的信使？
（1）它也是由基本单位——核苷酸连接而成，由核糖、磷酸、碱基[C、G、A、U]也能存储遗传信息。
（2）在DNA与RNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”，但RNA中没碱基T，所以U和A配对。
（3）RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
RNA的类型“
信使RNA——mRNA，这种RNA起的是信使——传递信息的作用
转运RNA——tRNA，这种RNA担负着运输的任务。其三叶型的结构的一端可以连接特定的氨基酸
核糖体RNA——rRNA
二．遗传信息的转录
a．概念：指以DNA的一条链为模板，按照A——U、G——C、T——A、C——G碱基互补配对原则，合成信使RNA的过程。
b．场所：细胞核内。
c．信息传递方向：DNA→信使RNA。
d．转录的过程：
e．条件：
原料：四种脱氧核苷酸
模板：DNA分子的一条链（固定的一条链）
能量：ATP
酶： DNA解旋酶、RNA聚合酶
三．遗传信息的翻译
a．概念：是指以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
b．场所：mRNA经核孔进入细胞质中与核糖体结合。
C．信息传递方向：mRNA→一定结构的蛋白质。
d．翻译过程。
组成蛋白质的氨基酸种类较多（20种），氨基酸数目巨大，氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的空间结构也变化多端。
请同学们想想：氨基酸有20种，mRNA有四种核苷酸，四种碱基A、G、C和U是如何决定20种氨基酸的呢？
和同学一起讨论（用排列组合）：
如果1个碱基决定1个氨基酸就只能决定4种，即 不可以
如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定16种，即 不可以
如果3个碱基决定1个氨基酸就可决定64种，即 完全可以，还有多
实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由mRNA的3个碱基决定，即三联体密码子。
密码子表：二个起始密码子、三个终止密码子（没有对应的氨基酸也没有对应的tRNA）。
tRNA链经过这点，看上去想三叶草的叶形，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个碱基，其可以跟mRNA上的密码子互补配对，因此叫“反密码子“。
核糖体中合成的肽链与RNA复合物上脱离，经过一系列步骤，被运送到各自的“岗位“，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子，开始承担细胞生命活动的各项职责。
分析比较DNA复制过程、转录和翻译
DNA的功能 贮存遗传信息（脱氧核苷酸的排列顺序）
复制遗传信息 表达遗传信息
转 录 翻 译
时间 在细胞分裂（有丝分裂和减数分裂）的间期 在生长发育的过程中
场所 在细胞核中 在细胞核中 在细胞质的核糖体上
模板 以DNA的两条链为模板 以DNA的一条链为模板 以mRNA为模板
原料 四种脱氧核苷酸 四种核苷酸 约二十种氨基酸
条件 都需要特定的酶和ATP
过程 在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开；以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（A-T、C-G、T-A、G-C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构 在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板， 按照A-U、G-C、T-A、C-G的碱基互补配对原则，合成mRNA；mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合 按照A-U、G-C、U-A、C-G的碱基互补配对原则，与mRNA上每三个碱基配对的tRNA上的遗传密码顺序，把一定的氨基酸放在相应的位置，合成有一定氨基酸序列的蛋白质
产物 两个双链的DNA分子 一条单链的mRNA 具有特定氨基酸顺序的蛋白质
特点 边解旋边复制；半保留复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链） 边解旋边转录：DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构） 一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体，进行多肽链的顺序合成。第 1 章 遗传因子的发现
孟德尔的豌豆杂交实验（二）
2006．2．10
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1．知识与技能
（1）阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合规律。
（2）说出基因型、表现型和等位基因的含义。
2．过程与方法
（1）在对两对相对性状遗传结果进行分析时，让学生尝试通过演绎推理的方法对两对相对性状的遗传规律进行解释分析，培养学生的逻辑推理能力。
（2）数学的方法解决遗传中的概率，比率等问题。（交叉相乘法）
3．情感态度与价值观
（1）认同孟德尔的敢于质疑、勇于创新、勇于实践，以及严谨、求实的科学态度和科学精神
二、重难点：
（1）对自由组合现象的解释，阐明自由组合定律。
（2）用交叉相乘法，解析孟德尔二对相对性状实验结果中的规律
三、教学用具
多媒体
四、教学方法
探究法 实验法
五、课时安排
二课时
六、教学过程
第一课时：
引入：前面我们学习的是一对相对性状的遗传规律，而在实际情况中，生物的性状是多方面的，复杂的，当生物的多种性状综合起来的时候其遗传又有什么规律呢？（举一多性状综合的例子）
介绍孟德尔的二对相对性状的实验：
引导学生分析，这符不符合孟德尔的分离规律？这与一对相对性状实验的F2的3：1的数量关系有联系吗？
对自由组合的解释：引导学生尝试学着孟德尔对一对相对性状的解释方法来对两对相对性状的实验结果进行解释：
（1）假设亲本中黄色圆粒为YYRR 绿色皱粒为yyrr
（2）推出F1代为YyRr，表现为黄色圆粒
（3）F1可以产生几种配子？棋盘法分析组合。（决定同一性状的遗传因子相互分离，决定不同相对性状的遗传因子自由组合）
（4）让学生用棋盘法来分析F2代：
遗传因子的组合有几种类型？比例是多少？
表现型有几种类型？比例是多少？
总结一些规律：
总共有9种遗传因子的组合，因为雄配子有3种，雌配子有3种。3*3=9种。
总共有4种表现型，因为F2中子叶颜色有2种表现型，种子圆滑与否有2种表现型。
双显：单显单隐：单显单隐：双隐=9：3：3：1
双显的计算方法：黄3 * 圆3 = 黄圆9
F2中的纯合子共有占4/16
每类表现型中纯合子占1份
对自由组合现象解释的验证
如何设计测交实验？
请分析测交实验的实验结果？
总结出自由组合定律：在分离规律的基础之上，加上“决定不同相对性状的遗传因子自由组合”
孟德尔遗传规律的再发现：
表现型 基因型 等位基因
第二课时：
一、交叉相乘法：
遗传因子的组合：
YY 1 Yy 2 yy 1
RR 1 YYRR 1 Yy RR 2 yy RR 1
Rr 2 YY Rr 2 Yy Rr 4 yy Rr 2
rr 1 YY rr 1 Yy rr 2 yy rr 1
表现型：
黄 3 绿 1
圆 3 黄圆 9 绿圆 3
皱 1 黄皱 3 绿皱 1
1YY（黄） 2Yy（黄） 1yy（绿）
1RR（圆）2Rr（圆） 1YYRR（黄圆） 2YyRR（黄圆）2YYRr（黄圆） 4YyRr（黄圆） 1yyRR（绿圆）2yyRr（绿圆）
1rr（皱） 1YYrr（黄皱） 2Yyrr（黄皱） 1yyrr（绿皱）
每种表现型中能稳定遗传的各有1份（纯合子）
二、不同对数遗传因子独立分配的遗传情况：
杂交的基因对数 F1的配子 F2的表现型 F2的基因型
种类 比例 组合数 数目 分离比 数目 分离比
1 2 (1∶1)1 4 2 (3∶1)1 3 (1∶2∶1)1
2 4 (1∶1)2 16 4 (3∶1)2 9 (1∶2∶1)2
3 8 (1∶1)3 64 8 (3∶1)3 27 (1∶2∶1)3
4 16 (1∶1)4 256 16 (3∶1)4 81 (1∶2∶1)4
n 2n (1∶1)n 4n 2n (3∶1)n 3n (1∶2∶1)n
三、让学生熟悉用交叉相乘法的运用，快速写出任意组合杂交F1代基因型与表现型的组合：
Rryy X RrYy
Rryy X Rryy
RrYy X rrYy
…
…
…
…
…
…
…
…第 3 章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
2006．3．20
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：（1）总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程
（2）理解DNA是主要的遗传物质
2、能力目标：知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”噬菌体侵染细菌所采用的方法，是目前自然科学研究的主要方法。
3、情感态度价值观：
遗传的物质主要是DNA，也有RNA，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辨证唯物主义世界观的树立。
二、重难点：
（一）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
（二）难点： 1.如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质
2.探究科学发现过程来学习科学研究方法
三、教学用具
多媒体PPT课件
四、教学方法
探究实验法、讲授法
五、课时安排
一课时
六、教学过程
一． 肺炎双球菌转化实验：
1928年，英国科学家格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行转化实验。实验步骤如下表：
实 验 过 程 结 果
第一步 无毒性的R型活细菌注射到鼠体内 鼠不死亡
第二步 有毒性的S型活细菌注射到鼠体内 鼠死亡
第三步 加热杀死的S型细菌注射到鼠体内 鼠不死亡
第四步 无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内 鼠死亡，并且从鼠体内分离出有毒性的S型活细菌，其后代也有毒性。
（1）实验先进行第一、二步的目的是什么？可否直接进行第四步？
第一、二步起对照作用，证明R型细菌和S型细菌的作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行第四步。
（2）用“条件──结果”分析法，分析第一、二步说明什么？第二、三步说明什么？第三、四步说明什么？
“条件──结果”分析法就是根据实验步骤不同的条件导致不同的实验结果进行结论性表述。第一、二步说明了R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性；第二、三步说明了死亡的S型细菌不具有致死性；第三、四步说明了R型活细菌与S型死细菌混合培养后产生了S型活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。
（3）该实验有无证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？
该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。
二、1944年，美国的科学家艾弗里和他的同事进行了确定转化因子的实验，并获得了成功。实验步骤如下图：
（1）实验过程中①②③④步说明了什么？⑤⑥⑦步说明了什么？
实验过程中①②③④步说明了从S型细菌提取的多糖、脂质、蛋白质、RNA，分别与R型活细菌混合培养后只产生R型活细菌；⑤⑥⑦步说明了从S型细菌提取的DNA与R型活细菌混合培养，少数R型活细菌转化为S型活细菌，转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌。
（2）艾弗里等人发现，通过1～7的实验步骤并不严密，仍不足以完全说明DNA是转化因子即是遗传物质，为此他们又设计了⑧，用DNA酶处理DNA，使其水解，结果在培养R型活细菌的培养基中没有发现S型细菌。这组实验的必要性是什么？
这组实验的必要性在于：是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位使细菌发生了转化。
（3）实验最关键的设计思路是什么？
设计思路是将DNA与多糖、脂质、蛋白质、RNA分开，分别与R型活细菌混合培养，直接、单独地观察它们的作用。
（4）通过上述实验，能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质不是遗传物质吗？
通过上述实验证明了DNA在细菌转化中起到了关键作用，是遗传物质，但证明不出DNA是“主要”的遗传物质；能证明蛋白质不是遗传物质。
三、 噬菌体侵染细菌的实验：
1952年赫尔希和沙斯设计了一个巧妙实验。实验步骤如下表：
实 验 过 程 结 果
标 记 侵 染 搅 拌
第一组 用35S标记了一部分噬菌体 用被标记的两种噬菌体分别去侵染未被标记细菌 上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低 细菌内新形成的噬菌体中没有检测到35S
第二组 用32P标记了另一部分噬菌体 上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高 细菌内新形成的噬菌体中检测到32P
注：上清液为重量较轻的噬菌体；沉淀物为被感染的大肠杆菌。
（1） 该实验用了什么方法？在什么探究中还用过此方法？
用同位素标记法。如光合作用中鲁宾和卡门研究氧气来自于水的实验。
（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？
用35S、32P标记是因为DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S。由于DNA和蛋白质中均含有C和O两种元素，故不能用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？
用带35S的噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。用带32P的T2噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
（4）噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？
由实验过程分析可知：噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的。（注：噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入DNA→复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→组装子代噬菌体。）
（5）此实验的指导思想是什么？
指导思想是将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌，直接、单独地观察它们的作用。
（6）此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性？实验的结论是什么？
证明了DNA能自我复制，具有连续性；能指导蛋白质的合成。结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是。
四、DNA是主要的遗传物质
（1）某些病毒的遗传物质是RNA
如烟草花叶病毒，不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。对这些病毒来说，RNA就起着遗传物质的作用。
（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA
虽然少数病毒的遗传物质是RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA。
细胞结构的生物遗传是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。第 3 章 基因的本质
第2节 DNA分子的结构
2006．4．1
黄剑平 唐玉明 熊佳 冯毅
一、教学目标和要求：
1、知识目标：
理解DNA分子的结构特点
2、能力目标：
制造DNA分子的双螺旋结构的模型。
3、情感态度价值观：
通过DNA结构和复制的学习，探索生物界丰富多彩的奥秘，从而激发学生学科学、爱科学、用科学的求知欲。
二、重难点：
（一）重点： 1．理解DNA分子的结构特点
2．制造DNA分子的双螺旋结构的模型
（二）难点：
理解DNA分子的结构特点
三、教学用具
多媒体PPT课件、DNA分子的双螺旋结构的模型
四、教学方法
讲授法
五、课时安排
一课时
六、教学过程
一、DNA双螺旋结构模型的构建：
1953年，美国科学家沃森（J．D.Watson，1928—）和英国科学家克里克（F.Crick，1916—2004），共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。因为这项“生物科学中最具有革命性的发现”，两位科学家获得了1962年度诺贝尔生理学或医学奖。
富兰克林在1953年率先采用X射线衍射技术拍摄到 ＤＮＡ晶体照片，推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。
DNA分子双螺旋结构模型的发现，是生物学史上的一座里程碑，它为DNA复制提供了构型上的解释，使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑，并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。
20世纪初，摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因位于染色体上。
1943年，艾弗里证明了DNA携带有遗传信息，并认为DNA可能就是基因。
1951年，生物物理学家威尔金斯用X射线衍射技术对DNA结构进行研究，发现DNA是一种螺旋结构。
女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十分清晰的DNA的X射线衍射照片。
为双螺旋结构模型的提出提供了理论依据。
二、DNA分子的结构
1.构成DNA分子的基本单位——脱氧核糖核苷酸。
讲述：戊糖的第二号碳原子脱去了一个氧原子，故为脱氧核糖；含N碱基与脱氧核糖的第一号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子核苷；磷酸分子与脱氧核糖的第五号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子脱氧核糖核苷酸；构成脱氧核苷酸的含N碱基共有4种：嘌呤：腺嘌呤A、鸟嘌呤G；嘧啶：胞嘧啶C、胸腺嘧啶T。
由此：四种含N碱基分别构成了四种脱氧核苷酸：腺嘌呤（A）脱氧核苷酸。鸟嘌呤（G）脱氧核苷酸。胞嘧啶（C）脱氧核苷酸、胸腺嘧啶（T）脱氧核苷酸。
2．脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起成为多核苷酸链。
讲述：上一分子脱氧核苷酸的第3号碳原子脱去（-OH），下一分子脱氧核苷酸的磷酸分子脱去（-H），这样脱去一分子水使两个脱氧核苷酸连在一起。多个脱氧核苷酸通过脱水缩合便形成了脱氧核苷酸链（多核苷酸链）：外侧链“磷酸—脱氧核糖”交替排列，含N碱基连在链的脱氧核糖上。
3.DNA分子是由两条平行且反向的多核苷酸链构成。
讲述：在双核苷酸链的外侧骨架一条为：磷—脱—磷—脱；另一条为：脱—磷—脱—磷；两条链上的脱氧核苷酸数目相等，长度一样，排列反向；内部的碱基间严格遵循碱基互补配对原则：一条链上有碱基A，另一条链必有碱基T与其配对，一条链上有碱基C，另一条链上必有碱基G与其配对；碱基间通过氢键连在一起：A与T有两个氢键，G与C有三个氢键。由此，在双链DNA分子中：嘧啶碱基的总数与嘌呤碱基的总数相等。A＋G＝C＋T。这可作为判断单、双链DNA的唯一依据。但不同生物的DNA分子中AT对和GC对的比例不同：
（A＋T）／（G＋C）＝a(不同生物a值不同）。
4.DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构。
（出示DNA双螺旋结构模型）
讲述：在DNA分子的双链螺旋结构中：①共有四种碱基对：AT对、TA对、GC对、CG对。②每螺旋一周一条链由10个脱氧核苷酸构成，也就是有10对碱基可螺旋为一周，这样的螺旋结构对链上的脱氧核苷酸顺序无任何限制。因此，DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。从四种碱基中任选三种在一条链上作全排列的形式就有43＝64种。假设一条链上有4000个碱基，按全排列的公式推算则有多少种排列顺序呢？
（让学生通过对数计算可以得出44000=102408种）
这样千变万化的顺序决定了生物界的多样性。人类中找不到两个人的指纹完全相同就在于此。但是，每一DNA都有其特异的脱氧核苷酸的排列顺序。由此，我们完全可以通过对DNA中脱氧核苷酸序列的测定建立人的DNA档案，鉴别人的血缘关系，为刑事案的侦破提供可靠依据，是人类基因组计划研究的重要组成部分。
这样严谨的结构，使DNA分子的结构具有相对的稳定性，从而使生命能种族延续、代代相传——遗传。
二、制作DNA双螺旋结构模型
（让学生结合上课时及教材上所讲有关DNA结构的内容，自己动手制作DNA双螺旋结构模型，进一步加深对DNA分子结构特点的理解，选择适当的材料，利用课余时间，每四人分成二组进行制作。）
建模过程中的常出现的一些问题
1.碱基间距不一
2.双链不平行
3.没有体现出“反向”。
4.每螺旋一周不足10个脱氧核苷酸或多于10个。
选材：有硬纸片，有玉米杆，有橡皮泥，还有用泥土捏制等。
（各小组就制作过程进行充分讨论，略。）
小结：
1．选材要适当，易取，易制为好。
2．把嘌呤和嘧啶两类碱基从形状上区别开。
3．外侧骨架“脱—磷—脱—磷……”链的平行和反向。
4．螺旋一周必须为10个核苷酸。
5．氢键数目：AT对两个，CG对三个。
