高一生物DNA是主要的遗传物质教案

是主要的遗传物质教案 高一生物 DNA 是主要的遗传物质教案教学目标 1．知识目标 （1）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用的方法，是目前自然科学研究 的主要方法。 （2）理解 DNA 是主要的遗传物质。 2．能力目标 （1）通过肺炎双球菌的转化实验，能够证明 DNA 是遗传物质的最关键的实验设计思路，训练学生逻辑思维的 能力。 （2）用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验，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的能力。 3．情感目标 遗传的物质主要是 DNA，也有 RNA，这就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。 教学建议 关于“DNA 是主要的遗传物质” 关于“DNA 是主要的遗传物质”的教材分析 《DNA 是主要的遗传物质》主要讲述 DN A 是遗传物质的直接证据——“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体 侵染细菌的实验”。教材首先交代了科学家们对实验的设计思想，即把组成染色体的主要成分——DNA 和蛋白质分 开，单独地、直接地去观察 DNA 的作用，然后再讲述实验过程，这样有利于学生科学思维方法的培养。为了使学生 更全面地理解 DNA 是遗传物质这一结论，教材在教学内容上增加了“肺炎双球菌的转化实验”的内容；在讲述“噬 菌体侵染细菌的实验”时，利用“同位素标记”的研究方法来进行说明。这样既符合科学的研究过程，又可以很自 然地使学生导出 DNA 是遗传物质的结论，并且能使学生受到科学方法的教育。 《DNA 是主要的遗传物质》这一小节在第六章中占有重要位置，学生只有真正理解这部分内容．才能在生物性状遗 传和变异的复杂现象中， 从根本上懂得生物遗传和变异的实质和规律。 而证明 DNA 是遗传物质的直接证据， 则是“肺 炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌”这两个经典实验，因此这两个实验的原理和过程是本小节的重点。 “探究科学发现过程来学习科学研究方法”是本节内容的难点。生物教学大纲中规定，通过生物学基础知识的 学习，初步掌握基本的生物科学研究方法。因此在生物教学过程中对学生进行科学方法教育的渗透，成为当前生物 教学改革的一个重点，而学生科学素养的形成是一个渐进的过程。在本节的教学过程中，要注重实验过程的探究与 科学方法的学习相结合，充分发挥学生主体作用，使学生在探索学习中，得到科学研究方法的训练。 关于“ 是主要的遗传物质” 关于“DNA 是主要的遗传物质”的证据的分析 1．证据之一：肺炎双球菌的转化实验 （1）实验目的：研究 DNA 和蛋白质谁是遗传物质？ （2）实验材料：两种肺炎双球菌 S 型细胞 菌落 菌体 毒性 光滑 有多糖类的荚膜 有毒性，可致死 R 型细胞 粗糙 无多糖类的荚膜 无毒性（3）实验原理： S 型肺炎球菌能使人患肺炎和小鼠患败血症；R 型肺炎球菌对人和动物基本无影响。 （4）实验过程及结果： ①将无毒性的 R 型活细菌注射到小鼠体内，小鼠正常。 ②将有毒性的 S 型活细菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。 ③将加热杀死后的 S 型细菌注射到小鼠体内，小鼠正常。 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，小鼠死亡。选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--32860821 1（5）关于实验结果的分析 实验分析：第 1 组实验注射的 R 型活细菌和第 3 组实验注射的杀死后的 S 型细菌均对小鼠无影响；第 2 组实验注射 的 S 型细菌将导致小鼠患败血症而死亡；第 4 组实验注射 R 型活细菌和加热杀死后的 S 型细菌，最终导致小鼠患败 血症死亡的事实说明：无毒性的 R 型活细菌与被加热杀死的 S 型细菌混合后，转化成了有毒的 S 型活细菌。并且格 里菲斯从小鼠尸体上分离出了有毒性的 S 型活细菌，还进一步证实了这些转化成的 S 型细菌的后代也是有毒性的 S 型活细菌，即是可以遗传的。 （6）结论：格里菲思认为，在第 4 组实验中，已经被加热杀死的 S 型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性 物质——“转化因子”。 （7）“转化因子”的本质是什么？ 1944 年，美国科学家艾弗里和他的同事，应用分子生物学技术，从 S 型活细菌中提取出了 DNA、蛋白质和多糖 等物质，然后将它们分别加入培养 R 型细菌的培养基中，结果发现只有加入 DNA，R 型细菌才能转化为 S 型细菌， DNA 的纯度越高，转化的效果就越显著。由此可见，转化因子就是 DNA。DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的 物质，也就是说 DNA 是遗传物质。 2．证据之二：噬菌体侵染细菌的实验 （1）实验目的：研究噬菌体内 DNA 和蛋白质谁是遗传物质？ （2）实验材料： 噬菌体 细菌 （3）实验原理： 噬菌体是专门寄生在活细菌体内的一类病毒， 最终导致细菌细胞瓦解。 噬菌体主要由头部 （含 DNA） 和尾部 （含 蛋白质）组成。一般来说，蛋白质含 S 不含 P，而 DNA 含 P 不含 S。因而可将噬菌体内的 S 和 P 分别作同位素标记， 来分析 DNA 和蛋白质在噬菌体生命活动过程中所起的作用。 （4）实验过程及方法：分别用（上图）（下图）标记的噬菌体感染细菌，通过搅拌和离心得到上清液（噬菌体体外壳）和沉淀物（细菌及进入细胞内的噬菌体 DNA），并检测放射性，上清液具 的放射性（上图），沉淀物具 的放射性 （下图）。 （5）结果分析： 上述实验结果表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的 DNA 却进入了细 菌体内。可见噬菌体在细菌体内的增殖是在亲代噬菌体 DNA 的作用下完成的。 （6）结论： 子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的 DNA 的遗传而来的，亲代与子代之间保持有连续性的物质是 DNA 而不是 蛋白质，因此，DNA 才是噬菌体真正的遗传物质。 遗传物质是核酸还是蛋白质？ 真核生物染色体的主要成分是核酸和蛋白质，其大致比例如下：选择双冠文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--328608212那么，遗传物质究竟是蛋白质还是核酸呢？ 经研究发现，作为遗传物质至少要具备以下 4 个条件： 1．在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己； 2．能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢； 3．具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力； 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。 蛋白质有可能是遗传物质吗？我们知道， 组成蛋白质的主要的氨基酸约有四种。 由于氨基酸的种类和数量不同， 排列顺序不同，可以组成无数种蛋白质，这一点符合上述的第三个条件。蛋白质（特别是酶）能够控制生物的性状 和代谢，这一点符合第二个条件。但是蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的，分子 结构也不稳定，它也不能遗传给后代，所以蛋白质不可能是遗传物质。 科学研究已经充分证明，核酸具备上述 4 个条件，所以核酸才是生物的遗传物质。核酸又分为脱氧核糖核酸 （DNA）和核糖核酸（RNA）。绝大多数生物体的遗传物质是 DNA，有些病毒的遗传物质是 RNA。 20 世纪中期关于遗传研究的两个经典实验 细胞亚显微结构的研究和分子生物学的分析表明，染色体主要由 DNA 和蛋白质组成。为了确定 DNA 和蛋白质对 遗传的决定作用，人们首先把 DNA 和蛋白质从生物体内分离并提纯出来，并证明把 DNA 放入另一生物体内时，第一 个生物体的性状在第二个生物体中出现，且这种性状还能遗传给第二个生物体的后代，蛋白质则没有这种作用。目 前为止，从高等动植物体内分离提纯 DNA 进行这种实验的例子还很少，但有关某些细菌 (1928 年格里菲思和 l944 年艾弗里的肺炎双球菌转化实验)和病毒 (1952 年赫尔希的噬菌体侵染细菌)的实验足以证明 DNA 和蛋白质在遗传 中的作用了，这些实验被称为 20 世纪中期的经典实验。下面对这两个实验作简单介绍：（附对实验进行总结的表 格） 1．噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体又叫细菌病毒。我们知道病毒有三种：植物病毒、动物病毒、细菌病毒。病毒寄生的对象具有专一性， 细菌病毒只能寄生在细菌体内，并可导致细菌解体死亡，故称噬菌体。 1952 年美国科学家赫尔希和蔡斯做了著名的噬菌体侵染细菌 (大肠杆菌)实验。他们根据 DNA 结构中含有 P 但 标记 DNA， 标记蛋白质，然后再让 不含有 S，组成蛋白质的氨基酸含有 S 而不含有 P 的事实，先用放射性 这种作了标记的噬菌体去感染细菌。噬菌体侵染细菌的过程是：吸附→注入→合成→组装→释放。整个过程约需 40 分钟，最终就可释放出 100～300 个子代噬菌体。实验证明了只有噬菌体的 DNA 进入了寄主细胞，蛋白质的外壳 则留在外边，从而证明了 DNA 在前后代中具有连续性，蛋白质不具备连续性；又因为实验结果，释放出与亲代保持 相同的子代噬菌体（包括 DNA 和蛋白质外壳），说明了 DNA 能指导蛋白质合成。所以该实验是经典实验，是证明 DNA 是遗传物质的直接证据，由此得出结论：DNA 是遗传物质。 2．肺炎双球菌转化实验 1928 年，英国细菌学家格里菲思用一种双球菌对小鼠做实验。这种双球菌能够使多种哺乳动物患肺炎，因此 也称肺炎双球菌。肺炎双球菌有一种有荚膜，在培养基上能形成光滑的菌落，感染这种细菌的小鼠最终会因败血症 而死亡。因此这种细菌被称为有毒型(S)；另有一种没有荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，小鼠的正常防御 系统能够识别并杀死这种细菌，而使小鼠不患病。这种细菌因此被称为无毒型(R)。格里菲思把有毒的双球菌加热 杀死后，给小鼠注射，小鼠不会死亡。可是当他把加热杀死的有毒菌(S)和活的无毒型菌(R)混合、给小鼠注射后， 小鼠在 24 小时内全都死掉了。而且在死亡小鼠的心脏血液中找到了活的有毒型细菌(S)。这些活的有毒型细菌是从 哪里来的？格里菲思提出，在死去的有毒型细菌中可能有一种转化因子，是它们使原本对小鼠无毒的细菌(R)变成 了有毒的细菌(S)。 1944 年，美国细菌学家艾弗里和他的同事们决心要找到这种转化因子。他们把有毒的肺炎双球菌加热杀死后，想 办法分离出它的各种大分子物质。他们用蛋白酶处理这些大分子，把其中的蛋白质分解去除，然后用剩余物质与无 毒的肺炎双球菌混合培养。结果无毒的双球菌变成了有毒的双球菌，并且他们分裂产生的后代也都能致病。而如果选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--328608213用 DNA 酶处理分离得到的大分子，把其中的 DNA 分解去除，然后用剩余物质与无毒的双球菌混合培养，结果无毒的 双球菌不变成有毒的双球菌。 这些实验结果表明 DNA 就是要找的转化因子，它是遗传信息的携带者，表明 DNA 是遗传物质。 实验名称 实验过程及现象 1．注射活的无毒菌，小鼠正常。 2．注射活的有毒菌，小鼠死亡。 3．注射杀死的有毒菌，小鼠正常。 4．注射“活的无毒菌+杀死的有毒菌”，小鼠 死亡。 细菌的转化 5．杀死的有毒菌与活的无毒菌混合培养，无 DNA 是遗传物质，蛋白 毒菌全变为有毒菌。 质不是遗传物质。 6． 杀死的有毒菌滤液与活的无毒菌混合培养， 无毒菌全变为有毒菌。 7． 从杀死的有毒菌滤液中提纯出： ①DNA②蛋 白质③糖类④无机物。分别与无毒菌混合培 养， ①能使无毒菌变为有毒菌； ②③④与无毒 菌一起混合培养，没有发现有毒菌。 结论用放射性元素 噬菌体侵染细菌和分别标记噬菌体的蛋白质外壳和 DNA，让其在细菌体内繁殖，在 DNA 是遗传物质 与亲代噬菌体相同的子代噬菌体中只检测出 放射性元素是遗传物质” “证明 DNA 是遗传物质”的实验中的关键问题 首先，实验设计中最关键的是问题是设法把蛋白质与 DNA 分开，单独地、直接地去观察蛋白质和 DNA 的作用。 实验需要具备的技术手段是细菌的培养技术和 DNA 与蛋白质的提取分离技术。 教学设计方案 【教学重点、难点、疑点及解决办法】 1．教学重点及解决办法 教学重点： （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。 解决办法： （1）通过学生分析格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程，使学生确信 S 型死细菌细胞中含有某种转化因子。 再通过艾弗里的体外转化实验，即从 S 型活细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖等分别加入培养 R 型细菌的培养基中， 引导学生明确只有 DNA 具有转化作用。 （2）通过学生分析赫尔希的噬菌体侵染细菌的实验过程，用同位素标记法，明确只有噬菌体的 DNA 注入到细 菌体内，而蛋白质外壳留在外面，经分析得出，子代噬菌体 DNA 和蛋白质，都是在注入到细菌体内的噬菌体 DNA 指 导下完成的，说明 DNA 是连续的。 2．教学难点及解决办法 教学难点： （1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 （2）如何理解 DNA 是主要的遗传物质，RNA 也是遗传物质？ 解决办法：选择双冠文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--328608214（1）从科学研究方法入手，对每一个实验步骤进行分析，尤其要重视第 3 步和第 4 步两个实验。何谓加热杀 “死”？杀“死”后的 S 型细菌还含有某种转化因子？这里需要从两方面说明，一方面加热的温度一般为 60℃左 右，不能太高；另一方面说明转化因子的结构相当稳定。另外，在设问“肺炎双球菌的转化实验中，证明 DNA 是遗 传物质的实验设计中最关键的思路是什么？”通过学生回答、教师引导，最后指出关键是“DNA 和蛋白质分开，单 独、直接地去观察 DNA 和蛋白质的作用。” （2）通过讲解烟草花叶病的实例来说明，并列表对比。【课时安排】 1 课时。 【教学过程】 引言：上个学期我们已经学习过了生物的新陈代谢、生殖和发育，这些都是生物的基本特征。在新陈代谢和生殖发 育的基础上，生物还表现出遗传和变异的特性，这也是生命的基本特征之一。从今天开始，我们将要学习这方面的 知识。 第六章 遗传和变异 那么， 遗传和变异究竟是怎样发生的？在生物体内是什么物质对遗传和变异起着决定作用？生物的遗传和变异 有哪些共同的基本规律？对于这些问题，我们将在这一章进行学习。 我们知道，子代和亲代在性状上相似，是由于亲代将决定生物性状的遗传物质传给了后代，那么什么是遗传物 质呢？ 第一节 遗传的物质基础 一、DNA 是主要的遗传物质 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种接代中具有重要作用。染色 体的主要成分是蛋白质和 DNA。那么，这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？请看下面两个著名的实验。 1．DNA 是遗传物质的证据 （1）肺炎双球菌的转化实验 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。 提问： 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 P2－P3，边看书边看图解，回答上述问题。 教师根据学生回答进行点拨，并强调： 实验过程可分为四大步骤：注射无毒性的 R 型活细菌，小鼠正常；注射有毒性的 S 型活细菌，小鼠患败血症死 亡；注射加热杀死了的 S 型细菌，小鼠正常；注射“R 型活细菌+杀死的 S 型细菌”，小鼠患败血症死亡。 第四组的实验结果表明，被加热杀死的 S 型细菌中，存在着使 R 型活细菌转变成 S 型细菌的“转化因子”。这 一“转化因子”究竟是什么物质，当时的格里菲思并不知道。 DNA、蛋白质和多糖等，何者是“转化因子”，即遗传物质？艾弗里和他的同事设法以 S 型活细菌中提取 DNA、 蛋白质、糖类及无机物，分别与 R 型细菌混合培养，其结果是，只有加入 DNA 的，R 型才转化为 S 型细菌。这一结 果表明：DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 （2）噬菌体浸染细菌的实验 出示 噬菌体模式图，学习完各部分结构名称后，教师归纳： 噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部都具蛋白质的外壳，头内部含有 DNA。 出示 噬菌体浸染细菌的实验过程图。 学生阅书 P3-P4 页，然后回答问题： ①放射性同位素 和放射性同位素 用于标记噬菌体的何种成分？有什么目的？ ②叙述噬菌体侵染细菌的实验过程。 ③噬菌体在细菌体内的增殖是在何物质的作用下完成的？根据是什么？选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--32860821 5④这个实验的结果说明了什么？ 教师归纳： ①从元素组成来看，由于蛋白质分子中含 S 而不含 P，DNA 分子中含 P 而不含 S。这样，就可让一部分噬菌体 只标记蛋白质而不标记 DNA，另一部分噬菌体只标记 DNA 而不标记蛋白质，从而分别观察这两种大分子物质的变化 和作用。 ②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。 ③噬菌体在细菌体内的增殖是在噬菌体 DNA 的指导下完成的，因为对被标记物质进行测试，结果表明噬菌体的 蛋白质并没有进入细菌内部，只有噬菌体的 DNA 才进入细菌体内。 ④实验结果表明：DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 2．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。对这些病素来说，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。 （三）总结 通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体浸染细菌的实验，充分说明了 DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 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，所以 DNA 是主要的遗传物质。 板书设计】 【板书设计】 第六章 遗传和变异 第一节 遗传的物质基础 一、DNA 是主要的遗传物质 1．DNA 是遗传物质的证据 （1）肺炎双球菌的转化实验过程和结论 （2）噬菌体侵染细菌实验的过程和结论 2．DNA 是主要的遗传物质 （1）某些病毒的遗传物质是 RNA （2）绝大多数生物的遗传物质是 DNA 扩展资料 关于细胞质遗传 细胞质遗传生物的大多数性状是受染色体上的 DNA 控制的，染色体上的 DNA 存在于细胞核内，受核内 DNA 控制 的遗传叫做细胞核遗传。但是，生物也有一些性状不是由细胞核内的 DNA 所控制，而是由细胞质里的 DNA 所控制， 这样的遗传叫做细胞质遗传。 细胞质遗传的主要特点：细胞质遗传的主要特点一是细胞质遗传都表现为母系遗传；二一是杂交后代都不出现 一定的分离比例。其原因是：细胞进行分裂时，细胞质中的遗传物质不像细胞核中染色体和 DNA 分子那样进行有规 律的分离，而是随机地分配到子细胞中去。 关于细菌转化实验的补充内容 多年来，世界各国进行了许多细菌的转化实验，进一步确定遗传物质是 DNA。所谓转化是指从甲种细菌提取出 转化因素（即遗传物质）来处理乙种细菌，使乙种细菌获得甲种细菌的某些遗传特性。例如，人和动物的一种肺炎 是由肺炎双球菌引起的。肺炎双球菌有许多种，像农作物的品种一样，各有其遗传的特异性。有人从一种有荚膜的 肺炎双球菌中提取出 DNA 和蛋白质， 再用这种 DNA 培养无荚膜的肺炎双球菌。 结果， 这种细菌转化成为有英膜的了， 而且这一有荚膜的新特性还可以一代一代地遗传下去。如果用提取出的蛋白质培养细菌，就不能产生转化的效果。 实验的结果可以确定，遗传物质是 DNA，而不是蛋白质。 细胞质和细胞核的互作 细胞质的线粒体是一个半自主的细胞器，它有自己的基因组，能进行 DNA 的复制、转录和翻译，可以编码自身 的、以及少量蛋白质。但这些过程并不是线粒体完全独立地进行的，它离不开核基因的指导与调控。线粒体基因表 达所必需的一些蛋白质，如 RNA 聚合酶、核糖体大亚单位以及许多调控因子都是由核基因编码，在细胞质的核糖体 上合成后，运输进入线粒体后再起作用。线粒体功能的正常发挥需要线粒体基因组和核基因组的互作。组成呼吸链选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--32860821 6的一系列结构蛋白是线粒体和细胞核共同编码的，这些蛋白质的正确组装，受核基因控制。同时，研究发现，细胞 质的线粒体也可以以不同的方式影响该基因的表达。 典型例题 例 1 所有病毒的遗传物质（ ） A．都是 DNA B．是 DNA 和 RNA C．都是 RNA D．是 DNA 或 RNA 【解析】 病毒是非细胞生物，其成分只有 DNA 或 RNA 和蛋白质。大多数病毒所含的核酸是 DNA，这种类型的 病毒以 DNA 为遗传物质； 少数病毒所含的核酸是 RNA， 它们以 RNA 作遗传物质。 所以说， 所有病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA。 【答案】 D ， ， 例 2 若用 到的放射性元素为（ ） A．可在外壳中找到 C．可在外壳中找到 和 标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能找 B．可在 DNA 中找到 D．可在 DNA 中找到 ， ， ， 和 。而蛋白质【解析】 噬菌体是由 DNA 和蛋白质组成的，DNA 含有磷酸基和含氮碱基，能够标记上中含有氨基（ ）和甲硫氨酸，能够标记上 和 在噬菌体浸染细菌的过程中，蛋白质外壳留在外面， 没有进入细菌内，只有 DNA 进入细菌内，并利用细菌的化学成分为原料（氨基酸、核苷酸）来合成子代噬菌体的蛋 白质外壳和 DNA，因为这些原料中无放射性元素的原子，所以在子代噬菌体上，只有在某 2 个 DNA 分子中有原来侵 入的那两条 DNA 链，其上含有 和 。 【答案】 B 例 3 用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡？（ ） A．加热杀死的 B．活的，但缺乏多糖荚膜 C．加热杀死的肺炎球菌和缺乏细胞荚膜的肺炎球菌的混合物 D．既缺乏多糖又加热杀死的 【解析】 根据肺炎双球菌的转化实验的原理及结果分析，当高温杀死的和缺乏多糖荚膜的肺炎及球菌混合感 染时，活的无荚膜肺炎双球菌（无致病能力）能吸收加热杀死的有荚膜肺炎双球菌的 DNA，从而转化成活的有荚膜 肺炎双球菌（有致病能力），导致小鼠生病并死亡。 【答案】 C 例 4 作为主要遗传物质的 DNA 与蛋白质的根本区别在于（ ） A．相对分子质量大 B．分子结构相对稳定 C．在细胞内的分布有一定规律性 D．子代 DNA 是以亲代 DNA 为模板的复制产物 【解析】 组成蛋白质的主要氨基酸约有 20 种，由于氨基酸的种类和数量不同，排列顺序不同，可以组成无 数种蛋白质，具有贮存大量信息的潜在能力。蛋白质（特别是酶）能够控制生物的性状和代谢。但蛋白质不能进行 自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定，它也不能遗传给后代，所以蛋白质不是 遗传物质。但分子结构决定其功能，所以两者的主要区别在于 NDA 的分子结构具有相对稳定性。 【答案】 B 例 5 将 TMV 型病毒的 RNA 与 HRV 型病毒的蛋白质结合在一起，组成一个新品系，用这个病毒去感染烟草，则 在烟草体内分离出来的病毒具有（ ） A．TMV 型蛋白质和 HRV 型的 RNA B．TMV 型的 RNA 和 HRV 型蛋白质 C．TMV 型蛋白质和 TMV 型的 RNA D．HRV 型蛋白质和 HRV 型的 RNA 【解析】 TMV 与 HRV 型病毒的遗传物质都是 RNA，将 TMV 型病毒的 RNA 与 HRV 型病毒的蛋白质结合在一起，组 成一个新品系，由于其遗传物质是 RNA，用这种新品系病毒去感染烟草，其遗传物质 RNA 会在烟草体内利用烟草的 化学成分来合成 RNA，并以此 RNA 为模板来合成蛋白质外壳。所以子代病毒的 RNA 和蛋白质都是 TMV 型。 【答案】 C 习题精选 一、选择题 1．肺炎链球菌的转化实验，不能证明的是（ ） A．DNA 是遗传物质 B．DNA 控制蛋白质的合成选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--32860821 7C．蛋白质不是遗传物质 2．DNA 在D．染色体是遗传物质的主要载体 的浓度变化而变化，在（ ）浓度的 溶液中溶解度最低溶液中的溶解度．随A． B． C． D． 3．下列说法正确的是（ ） A．一切生物的遗传物质都是 DNA B．一切生物的遗传物质都是 RNA C．一切生物的遗传物质是核酸 D．一切生物的遗传物质是蛋白质 4．噬菌体侵染细菌的实验能证明的是（ ） A．DNA 是主要的遗传物质 B．蛋白质是遗传物质 C．DNA 是遗传物质 D．DNA 能产生可遗传的变异 5．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ） A．R 型肺炎双球菌 B．加热杀死后的 R 型肺炎双球菌 C．加热杀死后的 S 型肺炎双球菌 D．加热杀死后的 S 型肺炎双球菌与 R 型细菌混合 噬菌体的结构组成为（ ） A．蛋白质、脂类 B．糖类、蛋白质 C．蛋白质、DNA D．蛋白质、RNA 7．DNA 遇二苯胺会在（ ）条件下，被染成蓝色 A．0℃ B．10℃ C．50℃ D．100℃ 8．下列生物中只含一种核酸的是（ ） A．玉米 B．草履虫 C．金鱼 D．病毒 二、简答题 1．在生物的遗传中染色体具有__________，其主要是由_______和_______组成的，其中________是一切生命活 动的________，但是作为遗传物质存在的则是_______。 2．将有荚膜的 S 型肺炎链球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因而死亡，而无荚膜的 R 型细菌________，但如 果将 R 型细菌与加热杀死后的 S 型细菌混合再注入到小白鼠体内则________， 此实验说明 S 型细菌体内存在着能使 R 型细菌转化成 S 型细菌的________，经实验证明这种物质是______。 3．生物体中的 DNA 大部分存在于______上，还有少部分存在于细胞质中的_______和______中，因此说_______ 是遗传物质的______。 4．在做 DNA 的粗提取与鉴定的实验中，利用__________________________的原理，可将 DNA 析出，而利 ____________________________________的原理，可以进一步提取出含杂质较少的 DNA。 参考答案 一、选择题 l．D 2．C 3．C 4．C 5．D 6．C 7．D 8．D 二、简答题 1．重要的作用 蛋白质 DNA 蛋白质 体现者 DNA 2．败血病 不能使小白鼠致死 会导致其患病死亡 转化因子 DNA 3．染色体 叶绿体 线粒体 染色体 主要载体 6． 4．当 的物质的量浓度为 0. 14mol／L 时 DNA 的溶解度最低；DNA 不溶于酒精溶液，但是细胞中某些物质则 可以溶于酒精溶液DNA分子的结构 第2节 DNA分子的结构【教学重点、难点、疑点及解决办法】 教学重点、难点、疑点及解决办法】 1．教学重点 （1）DNA 分子的结构。 （2）碱基互补配对原则及其重要性。 （3）DNA 分子的多样性。 2．教学难点选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--32860821 8DNA 分子的立体结构特点。 3．教学疑点 DNA 分子中只能是 A—T、C－G 配对吗？能不能 A—C、G—T 配对？为什么？ 4.解决办法： 4.解决办法： 解决办法 （1）充分发挥多媒体计算机的独特功能，把 DNA 的化学组成、立体结构等重、难点知识编制成多媒体课件。 将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。 （2）通过制作 DNA 双螺旋结构模型，加深对 DNA 分子结构特点的理解和认识。 （3）通过讨论交流、通过提高学生的识图能力、思维能力，通过配合适当的练习，将知识化难为易。 （4）通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的稳定性，来说明只能是 A—T、C—G 配对。 【课时安排】 1 课时 课时安排】 【教学过程】 教学过程】 引言： 引言：我们经过学习，已经知道 DNA 是主要的遗传物质，DNA 分子是怎样贮存遗传信息的？它又是怎样决定生物性 状的？要回答这些问题，就必须弄清 DNA 的结构。 新课： 新课： DNA分子的结构 第2节 DNA分子的结构一、DNA 双螺旋结构模型的构建 列出“思考与讨论”问题，引导学生阅读课文 P47—49，培养学生的自学能力与自我探究能力。 小结：沃森和克里克提出的著名的 DNA 双螺旋结构模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。 下面我们来进一步探讨学习 DNA 分子的结构。 二、DNA 分子的结构 1.DNA 的化学组成 学生回顾并阅读教材 P42-43 和 P47－49，看懂图 3-1 和图 3－11 及银幕上出现的结构平面图，基本单位图。 学生回答下列问题： 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？ 学生回答后，教师点拨： ①组成 DNA 的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧苷糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。 ②组成 DNA 的碱基有四种：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；有四种脱氧核苷酸： 腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸，胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA 的每一条链由四种不同的 脱氧核苷酸聚合而成多脱氧核苷酸链。 2.DNA 分子的立体结构 出示 DNA 模型，学生阅书第 8 页，指着模型进解说过归纳，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）。选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--32860821 9②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，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？ 这是由于嘌呤碱是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱是单环化合物（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。 学生训练：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占（ ） A．9％ B．18％ 答案：C （为巩固 DNA 立体结构的有关知识，加深对 DNA 分子结构特点的理解，此时应让学生做 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，控制好上课的时间）。 3.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 DAN 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 种。实际上构成 DNA 分子的脱 C．32% D．36％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。小结： 小结：本节课我们学习了 DNA 的化学组成，DNA 的立体结构和 DNA 的特性。组成 DNA 的碱基共有 A、T、G、C 四种，构成 DNA 的基本单位也有 4 种。每个 DNA 分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行 盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即 A—T、G—C，通过氢键连接成碱基 对。DNA 分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化， 4 种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个 DNA 分子能够贮存大量的遗传信息。【板书设计】 板书设计】选择双冠 文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--32860821 10第二节 一、DNA双螺旋结构模型的构建 DNA双螺旋结构模型的构建 二、DNA分子的结构 DNA分子的结构DNA分子的结构 DNA分子的结构选择双冠文理双冠 www.21sge.com 双冠教育海口学习中心 0898--3286082111