高二生物遗传的物质基础(1-6课时)人教版

1、高二生物遗传的物质基础(1-6课时)一 DNA是主要的遗传物质第一课时课题：肺炎双球菌的转化实验教学目标： 了解遗传和变异是生命的基本特征之一，掌握染色体是遗传物质的主要载体。 通过肺炎双球菌的转化实验论证，培养学生分析问题的能力，实事求是、严谨的科学态度。教学重点：肺炎双球菌的转化实验教学难点：肺炎双球菌的转化实验教学内容与过程导入：构成细胞的化合物有水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等物质。那么，究竟谁才是遗传物质呢？回顾可知：水是生命之源泉；无机盐是构成复杂化合物及调节生命活动的重要物质；糖类是主要的能源物质，脂质主要作为储能及结构物质。而绝大多数生物均含有蛋白质和核酸这两种物质。19

2、世纪末叶，生物学家通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程的研究，认识到染色体在生物的遗传中具有重要的作用。于是，激烈的争论开始了。争论的中心问题是：蛋白质和DNA两大物质中，到底谁才是遗传物质呢？一、染色体在生物遗传中的重要作用1、染色体与生物遗传的关系图解 减数分裂 雄体 精子亲代 减数分裂 受精 受精卵 有丝分裂 子代 雌体 卵细胞2、结论：染色体在生物的传种接代中能够保持一定的稳定性和连续性，因此在生物的遗传上起着主要作用。3、染色体：主要成分是蛋白质和DNA 。4、结果：绝大多数学者认为，由于蛋白质是一切生命活动的体现者，因此，蛋白质是在生物的遗传中起决定性的作用。社会在进步，科学在

3、发展。20世纪40年代，一大批具有怀疑精神的生物学者通过一系列艰苦卓越的实验，才以非常确凿的事实证明了生物体内的遗传物质主要是DNA，而不是蛋白质。啊，不容易呀！其中有两个著名的实验就是书本上所提到的：肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。我们这一节课的主要任务是研究肺炎双球菌的转化实验。二、肺炎双球菌的转化实验 （ 实验 现象 分析 结论 ）1、时间、地点、人物：1928年，英国，格里菲思2、实验材料：肺炎双球菌S型细菌：有荚膜，菌落光滑，有毒性R型细菌：无荚膜，菌落粗糙，无毒性注意：荚膜是由多糖构成的，能保护细菌不被感染的动物的正常的免疫系统杀死，从而致病。3、实验过程：仔细阅读课本

4、P2页3页的图6-1思考问题。（1）无毒性的R型活细菌感染小鼠，小鼠死亡吗？（2）有毒性的S型活细菌感染小鼠，小鼠死亡吗？（3）被加热杀死的S型细菌感染小鼠，为什么不能使小鼠致死？（4）第四步实验中是哪一类细菌导致了小鼠死亡？转化形成的S型活细菌（5）推测为什么R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，会重新出现S型活细菌？注意：a. 加热的温度一般为60摄氏度左右，不能太高。b. 说明转化因子的结构相当稳定。可以用图解表示整个实验过程： 注射R型活菌 鼠生 注射S型活菌 鼠死（败血症） 注射S型死菌 鼠活 注射S型死菌 + R型活菌 鼠死（败血症）3、重要结论：已经被加热杀死的S型细菌中，一定存

5、在某种可以把R型细菌转化为有毒性的S型细菌的因子。 即“转化因子”4、局限性：肺炎双球菌的转化实验中的格里菲思实验就到此结束了，格里菲思并不能知道“转化因子”是什么物质。前有古人，后有来者。前辈的遗愿需要后辈来继承和发扬。1944年，美国的艾弗里等人对此进行了深入的研究。那么，怎样才能弄清“转化因子”到底是什么物质呢？他们认为，必须对S型细菌中的物质进行提取、分离、鉴定。于是， S型细菌多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA的水解产物 分别与R型细菌混合培养 R型 R型 R型 R型 R型 S型 R型结论： 只有加入DNA，R型细菌才能够被转化为S型细菌。 即：DNA才是使R型细菌产生“转化

6、”的物质。换句话说，DNA才是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。 整个过程够“天衣无缝”的了吧？！可惜，事情还远远未结束。我们下节课再继续研究。教学后记第二课时课题：噬菌体侵染细菌的实验教学目标：通过噬菌体侵染细菌的实验论证，培养学生分析问题的能力，实事求是、严谨的科学态度。 理解DNA是主要的遗传物质的原因。教学重点：噬菌体侵染细菌的实验教学难点：噬菌体侵染细菌的实验教学内容与过程导入：这世界值得怀疑的事情多了。任何真理的确定，都要经过反反复复的研究和论证。格里菲思、艾弗里等人非常辛苦地通过研究肺炎双球菌的转化实验，才得出“DNA是遗传物质”的结论，但仍有很多人怀疑他们。因为，他们的实验中，提

7、取出的DNA，纯度最高的时候还有0.02%的蛋白质。那这样不行，那怎样才行？重要设想：将DNA与蛋白质区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用。就好比两罪犯，我们要想认清他们每人的本质，就要把他们分开，让他们各自犯罪，直接地、单独地观察，才能得出最后的结论。三、噬菌体侵染细菌的实验1、时间、人物：1952年，赫尔希、蔡斯2、实验材料：T2噬菌体：其结构见图6-3：本质：病毒归属：细菌病毒噬菌体中的一种结构：头部和尾部成分：DNA和蛋白质大肠杆菌：原核细胞，无细胞核，无染色体，核物质为DNA3、实验过程：仔细阅读P5页图6-4 ，思考并讨论下列问题：（1）整个实验中采用的实验方法有哪些？同

8、位素标记法、离心法 （2）第一排实验：红色部分代表什么？黄色部分代表什么？绿色部分代表什么？ 红色部分表示噬菌体的外壳，黄色部分代表DNA，绿色部分代表大肠杆菌（3）第一排实验：上清液的放射性来自哪？为什么沉淀物的放射性很低？（4）第二排实验： 黄色部分代表什么？噬菌体外壳蓝色部分代表什么？ DNA（5）第二排实验：沉淀物的放射性来自哪？为什么上清液的放射性很低？（6）第一排实验中，在新形成的噬菌体中为什么不能检测到35S ？ 第二排实验中，在新形成的噬菌体中为什么不能检测到32P ？解释：35S仅存在于蛋白质中，32P主要存在于核酸中。 提供挂图，边看边解释 吸附 注入 合成 组装 释放结论

9、： 噬菌体的蛋白质外壳并没有进入大肠杆菌体内。 进入大肠杆菌体内的是噬菌体的DNA 合成子噬菌体的原料来自大肠杆菌 合成子噬菌体的蛋白质外壳的场所是大肠杆菌的核糖体。 在噬菌体中，亲代核子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。换句话说，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传给后代的。即DNA才是真正的遗传物质。提问：能否证明蛋白质不是遗传物质？不能。本实验最多能说明噬菌体的蛋白质不是遗传物质，但不能说明其它生物体的蛋白质是不是遗传物质。强调：可以推论但不能直接说明。“一个实验能说明什么，我们就说它说明了什么，或可以做出什么推论。要保持实事求是的态度！”提问：噬菌体侵染细菌实验能能

10、不能说明它是主要的遗传物质？不能现代科学研究也发现有少数特殊的生物：以RNA为遗传物质。如烟草花叶病毒等。四、其他的遗传物质 RNA如：烟草花叶病毒(只含蛋白质和RNA)大量实验证明：DNA存在于绝大多数生物的体内，只有极少数的病毒以RNA为遗传物质，DNA是主要的遗传物质提问：DNA主要存在于什么结构？ 细胞核的染色体。五、遗传物质的主要载体 染色体？主要的遗传物质DNA大部分在染色体上，且含量稳定。 次要载体：线粒体、叶绿体？它们的基质中含有少量的DNA。教学后记：其他：遗传物质必须有哪些特点？ P2页旁栏思考题问题：遗传物质必须具备哪些基本特点才能使生物的遗传现象成为可能？ 分析：“龙生

11、龙，凤生凤”的遗传现象说明生物的性状在前后代表现出连续性，那么它的遗传物质则应该能怎样？（提示：生物可由一个变两个，性状可由上一代传给下一代，遗传物质则应该“能进行复制”，强调：“复制”是“自我复制”。）提问：性状主要是通过什么物质表现出来的？蛋白质是一切生命活动的体现者。性状主要是通过蛋白质表现出来的。提问：“那么，遗传物质是否会与蛋白质有关呢？”会。推论：遗传物质可能就是蛋白质，或者能够控制蛋白质的合成提问：作为遗传物质的结构应该是相对稳定，不易变化，还是相对不稳定，极易变化的？如果遗传物质不稳定，则物种容易改变如果遗传物质绝对不变，则物种绝对不变。 能产生可遗传的的变异：强调“可遗传”总

12、结：(学生记录) 分子结构具有相对的稳定性。能够自我复制，使前后代保持一定的连续性。（能复制）能够指导蛋白质合成，从而控制新陈代谢过程和性状。（指导性）能够产生可遗传的变异。（能变异） 第四课时课题：DNA的粗提取与鉴定教学目标： 掌握DNA粗提取、提纯、鉴定的实验原理。 了解实验的大致过程，掌握加入各种试剂的目的。教学重点：DNA粗提取、提纯、鉴定的实验原理。教学难点：加入各种试剂的目的教学内容与过程：导入：作为大师级的人物 艾弗里等人通过对肺炎双球菌的进一步研究，终于得出了“DNA是遗传物质”这个结论。很可惜的是，在赫尔希和蔡思利用T2噬菌体侵染大肠杆菌进一步证实“DNA是遗传物质”之前，

13、科学界对他们的理论一直怀疑，以致于诺贝尔奖准备给他授奖时，他已经到天堂找“上帝”去了。遗憾啊！值得庆幸的是，“艾弗里于1944年关于DNA携带遗传信息的发现代表了遗传学领域中一个最重要的成就”这一不争的事实永远留在了科学史上。今天，让我们沿着先辈的思想轨迹，来学习DNA的粗提取与鉴定的基础知识。一、实验原理1、DNA粗提取原理： NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl溶液的浓度变化而改变；当其物质的量浓度为0.14mol/L时，DNA的溶解度最低）2、DNA提纯原理： DNA不溶于酒精而细胞中的某些物质能溶于酒精。3、DNA鉴定原理： DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色。二、实验方法和步骤： 1

14、、材料：鸡的血细胞液（在利用鸡血配置过程中需要加抗凝剂） 2、过程： （1）提取鸡血细胞的细胞核物质 a.加蒸馏水，玻璃棒沿一个方向搅拌 血细胞渗透吸水，加速破裂b.过滤 取含有细胞核物质的滤液（2）溶解细胞核内的DNAa.加2mol/L的 NaCl溶液，玻璃棒搅拌 溶解DNA（3）析出含DNA的粘稠物a. 加蒸馏水，玻璃棒沿一个方向搅拌 使NaCl溶液的物质的量浓度接近0.14mol/L，从而使DNA的溶解度最低而析出。（4）滤取含DNA的粘稠物 使DNA最大限度地析出 （5）将DNA的粘稠物再溶解加2mol/L的 NaCl溶液，玻璃棒搅拌 使粘稠物尽可能多的溶解（6）过滤含有DNA的NaC

15、l溶液 除去含DNA的滤液中的杂质（7）提取含杂质较少的DNA a.加冷却的95%的酒精溶液，玻璃棒搅拌 提取DNAb.“丝状物” 主要成分是DNA。 “粗提取”（8）DNA的鉴定对照实验三、讨论题1、提取鸡血中的DNA时，为什么要除去血液中的上清液？答：因为上清液是血浆，不含血细胞，无DNA；而沉入试管底部的鸡血细胞的细胞核中才有DNA。2、步骤1和步骤3中都需要加入蒸馏水，两次加入的作用相同吗？为什么？答：步骤1中加入蒸馏水是为了得到浓度低于血细胞内部浓度的溶液。这样水分子会大量渗入血细胞中，使血细胞胀破而细胞核物质。步骤3中加入蒸馏水是为了使NaCl溶液的浓度达到DNA溶解度的最低点0.

16、14 mol/L，使DNA析出。 3、DNA的直径约为2nm，实验中出现的丝状物的粗细是否表示一个DNA分子直径的大小。 答：丝状物是肉眼可以观察到的。它的直径要比DNA分子的直径2nm大许多倍。四、复习题讲解教学后记第五课时课题：DNA分子的结构教学目标： 了解DNA分子结构模型提出的背景。 掌握DNA分子结构的主要特点。教学重点：DNA分子结构的主要特点。教学难点：DNA分子结构的主要特点。教学内容与过程：导入：虽然历经沧桑和磨难，“DNA是遗传物质，而且是主要的遗传物质”是一个不争的事实。那么，DNA为什么能够起到遗传作用呢？这与它的结构和功能特点有着密切的关系。这节课就让我们来领略DN

17、A的风采！1、代号： DNA2、名称： 脱氧核糖核酸3、组成元素：C、H、O、N、P4、基本组成单位： 脱氧核苷酸（脱氧核糖核苷酸）提问：一个DNA分子初步水解，得到的产物是什么？（脱氧核苷酸）彻底水解，得到的产物又是什么呢？（一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖、一分子磷酸） 5、脱氧核苷酸：注释：其中的碱基只有4种：腺嘌呤（A） 、鸟嘌呤 （G）胞嘧啶（C） 、胸腺嘧啶（T）那么，脱氧核苷酸有几种呢？分别叫什么名字？荒唐记忆法A：腺苷 T：T恤，当然是穿在胸前啦；C：cell，即细胞 G：与鸡谐音，鸡属于鸟6、脱氧核苷酸链： 由很多个脱氧核苷酸脱水聚合而成。往往很长。7、DNA分子的结构： （1

18、）规则的“双螺旋结构”模型的提出： 1953年，沃森、克里克其重要意义在于使人们对遗传物质的研究深入到分子水平，标志着分子生物学的诞生。同时，为生物学的发展开拓了广阔的前景。啊，好伟大的成就呀！诺贝尔奖受之无愧！ （2）出示DNA双螺旋结构模型和挂图： 学生对照课本内容看5分钟。 解释： 两条链，反向平行，盘旋成双螺旋结构 基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧。碱基排在内侧。 碱基对：A与T配对；C与G配对；通过氢键相连接。 碱基互补配对原则 “小知识”：为什么A与T配对，C与G配对？（答案见P9页小字部分，学生划书） 总结：嘌呤是双环化合物，占的空间大；嘧啶是单环的，占的空间小。 DN

19、A分子的两条链之间的距离是固定的。 嘌呤和嘧啶配对 A和T通过2个氢键连接；G与C通过3个氢键连接。8、DNA分子的特性： （1）多样性： DNA是几乎所有生物的遗传物质。地球上的生物种类繁多，千姿百态。它们的DNA是不同的。 （2）特异性： 每个特定的DNA分子都具有特定的碱基对排列顺序。 总结：DNA是主要的遗传物质。它既有特异性又有多样性。碱基对的排列顺序千变万化，代表了无穷无尽的遗传信息。 嘿嘿，世界上能找到两个完全相同的人吗？能找到两个相同的指纹吗？生物具有多样性。（3）稳定性：作为遗传物质的DNA，其分子结构是相对稳定的。原因是： DNA具有独特的稳定的双螺旋结构，其中有稳固的“基

20、本骨架”和氢键 碱基之间存在严格的配对关系 碱基互补配对原则教学后记第六课时课题：关于DNA分子结构中碱基的计算教学目标： 掌握计算DNA分子结构中碱基数目的方法和规律。 进一步理解DNA分子的特点。教学重点：计算DNA分子结构中碱基数目的方法和规律。教学难点：计算DNA分子结构中碱基数目的方法和规律。教学内容与过程：导入：高考试题中出现的与DNA结构有关的计算题屡见不鲜，不仅要计算具体的数值，甚至还要求用公式体现其规律性。这节课我们就来研究如何计算DNA分子结构中的碱基数目。一、知识背景：如果没有具体说明，DNA分子具有两条链，即双链DNA分子。提问1 ：DNA分子结构中的含氮碱基有哪几种？答：腺嘌呤（A） 、鸟嘌呤 （G） 、 胞嘧啶（C） 、胸腺嘧啶（T）提问2 ：“碱基互补配对原则”的具体含义是什么？答：A与T配对、C与G配对这样的 一 一 对应关系。提问3 ：在一个DNA分