生物第3章《基因的本质》复习教案(新人教版必修2)

基因（遗传物质）的本质

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人类对遗传物质的探索过程(运用水平)DNA分子结构的主要特点(理解水平)；制作DNA分子双螺旋结构模型；基因和遗传信息的关系(理解水平)；概述DNA分子的复制(理解水平)。 【知识网络】

一、DNA是主要的遗传物质 实格验里①R型细菌（无荚膜，无毒）+ 小鼠 小鼠不死亡 菲 ②S型细菌（有荚膜，有毒）+ 小鼠 小鼠死亡 斯DN③杀死的S型细菌 + 小鼠 小鼠不死亡 体A内肺④R型细菌＋ 杀死的S型细菌+ 小鼠 小鼠死亡 转是炎⑤从④中死亡的小鼠体内发现R菌和由R菌转化成的S菌，转化成的S菌化双遗 球实后代也是有

验传菌毒性的S菌 的物 转 结论：加热杀死的S型菌内含有R菌转化成S菌的转化因子（假说） 质 化实的验 ① 提取S型活菌中的 DNA、蛋白质和多糖等，分别加入培养 R 菌

的培养基中，只有加入 DNA 时，R菌才能转化成S菌。 实艾弗里

② 用 DNA水解酶 分解DNA，S型细菌则不能使R型细菌发生转化。

验体外转

证化实验

结论： DNA 才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。

据

35

① 用S标记T2噬菌体侵染细菌 子代噬菌体 无 放射性 噬菌体32

② 用P标记T2噬菌体侵染细菌 子代噬菌体 有 放射性 侵染细③结论：子代噬菌休的各种性状是通过亲代 DNA 来遗传。 DNA 菌实验 才是真正的遗传物质。此实验还证明了DNA能够自我 复制 ，在亲

子代之间能够保持一定的 连续 性，也证明了DNA能够 指导 蛋

白质的合成。

两实验最关键的设计思路是：设法将DNA和蛋白质等物质分开，单独地、直接地观察DNA的作用。

①绝大多数生物（全部有细胞结构的生物）既有DNA又有RNA,其遗传物质是 DNA ； ②无细胞结构的生物－ 病毒 ,由于只含有DNA或RNA,它们的遗传物质是 DNA或

生物的RNA ， 遗传物如：烟草花叶病病毒、艾滋病病毒、SARS冠状病毒的遗传物质是 RNA ，T2噬质 菌体的遗传

物质是 DNA

③一切生物的遗传物质是 核酸 ；

④因为只有少数病毒的遗传物质是RNA，因此说DNA是 主要 遗传物质。

二、DNA分子的结构

1．DNA分子的化学结构：基本组成单位是：脱氧核苷酸；由磷酸、脱氧核糖和碱基三种小分子组成；很多个脱氧核苷酸 聚合 成为脱氧核苷酸链

① 由两条 反 向平行的 脱氧核苷酸链 盘旋而成；

② 外侧的基本骨架由［1］ 磷酸 和［3］ 脱氧核糖 交替连接而成，［4］ 碱基对 排列于内侧；

③ 两长链上的碱基通过 氢 键按照 碱基互补配对 原则形成［4］ 碱基对 。 ④ AT对之间有2个氢键，GC对之间有3个氢键

3．碱基互补配对原则： A(腺嘌呤) 配 T(胸腺嘧啶) 、 G(鸟嘌呤) 配 C(胞嘧啶) 4．DNA的结构特性：① 稳定 性， ② 多样 性， ③ 特异 性 5． DNA与RNA比较 结构 基本组成单位 碱基 五碳糖 存在部位 无机酸 主要在细DNA 双链 脱氧核糖核苷酸 AGCT 脱氧核糖 磷酸 胞核 主要在细RNA 单链 核糖核苷酸 AGCU 核糖 磷酸 胞质 三、DNA分子的复制 1．概念：以亲代DNA分子为 模板 来合成 子代 DNA的过程。 2．复制的时间： 体细胞 － 有丝 分裂的 间 期

性原细胞 － 减数第一次 分裂之前的 间 期 3．场所：主要在 细胞核 ，还有 线粒体和叶绿体 。 4．复制过程：

① 解旋 ；

② 以 每一 段 母链 为模板进行碱基 互补配对 ，

从而各自合成 子链 ；

③ 新合成的子链不断延长，同时每条子链与其对应母链互相盘绕成 双螺旋 结构，从而合成 两 个新的DNA分子。

5．复制的基本条件：模板、原料（4种脱氧核苷酸）、能量和酶（解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶等）

6．复制的过程特点：边 解旋 边 复制 复制的结果特点： 半保留 复制

7．复制的结构基础：① 独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 ② 碱基互补配对保证复制能准确进行

8．复制的意义：使亲代的DNA传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。 四、基因是有遗传效应的DNA片段

1．与DNA的关系：是有 遗传效应 的DNA片段。每个DNA分子上有 许多 个基因。基

所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。 因

2．基因与脱氧核苷酸的关系：每个基因中含许多个脱氧核苷酸，基因中的脱氧核苷酸本

序列代表遗传信息。 质

3．与染色体的关系：基因在染色体上呈 线性 排列。

概念：遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序。

DNA片段DNA分子的多样性源于碱基排列顺序的多样性 中的遗DNA分子的特异性源于每个DNA分子的碱基的排列顺序

传信息 生物体多样性和特异性的物质基础是DNA分子的多样性和特异性

应用：DNA指纹技术可用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定及刑事侦察等

【重点难点】

1.人类对遗传物质的探索实验过程及各组实验结果分析，体会实验设计的思路与体现的原则 （1）DNA是遗传物质的证据

◆肺炎双球菌的转化实验-----对照实验

格里菲思与艾弗里的两个肺炎双球菌的转化实验是一种递进关系，共同构成了一个完整的科学发现过程：

格里菲思肺炎双球菌体内转化实验证明加热杀死的S型细菌存在转化因子。 艾弗里肺炎双球菌的转化实验证明了转化因子是DNA ◆噬菌体侵染细菌的实验----自身对照实验

标记细菌 细菌+含35S的培养基 含35S的细菌 细菌+含32P的培养基 含32P的细菌

35S细菌＋噬菌体 35S标记的子代噬菌体 标记噬菌体 32P细菌＋噬菌体 32P标记的子代噬菌体 32P噬菌体 35S噬菌体

＋ ＋

细菌 细菌 噬菌体侵染未标记的细菌 细菌体内无细菌体内无35S 32P 35S 测试放射性 搅拌、离心 上清液（蛋白质和噬菌体） 放射性高 含35S的噬菌体+细菌

沉淀物（细菌） 放射性低（沉淀物中 有标记的噬菌体，噬菌体在细菌表面还没有侵入）

搅拌、离心 上清液（蛋白质和噬菌体） 放射性低 含32P的噬菌体+细菌 沉淀物（细菌） 放射性高 结论：

①DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性

证明DNA是遗传物质，但不能证明

蛋白质不是遗传物质

②DNA能控制蛋白质的生物合成

（2） 证明DNA是遗传物质的实验设计思想：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的 作用。

（3） 肺炎双球菌的转化实验的结论和噬菌体侵染细菌的实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。

（4） 处理方法及结论的比较 处理方法 肺炎双球菌的转化实验 直接将S型细菌的DNA，蛋白质和多糖等分开，分别与R型细菌混合培养 噬菌体侵染细菌的实验 分别用同位素P、S标记噬菌体的DNA和蛋白质，让其侵染细菌 3235实验结论 DNA是遗传物质，蛋白质等不时遗DNA是遗传物质，在亲子代之间保持传物质 连续性

2．遗传物质的判别 生物类型 细胞生物 非细胞生物 真核 原核 所含核酸 遗传物质 举例 DNA和RNA DNA DNA RNA 人，玉米，酵母菌 细菌，蓝藻 T2噬菌体 如艾滋病毒、烟草花叶病毒、禽流感病毒等 DNA病毒 只有DNA RNA病毒 只有RNA 整个生物界中绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的，DNA是主要的遗传物质。 3．DNA分子的结构和复制 （1）DNA分子的结构

可简记为5种元素、4种碱基（脱氧核苷酸）、3种小分子、2条长链、1个双螺旋 （2）碱基计算的一般规律：

①一个双链DNA分子中，A＝T，G＝C

②A＋G＝T＋C，A＋C＝T＋G。即嘌呤总数等于嘧啶总数

③不配对的两碱基之和的比值等于1，即A＋G/ T＋C =1 A＋C/ T＋G=1 ④DNA分子中的一条链中不互补碱基之和的比值A+G/T+C的比值=另一条互补链该比值的倒数；

A＋C/ T＋G的比值=另一条互补链该比值的倒数

⑤DNA分子中的一条链中互补配对的碱基之和A+T/G+C=另一条互补链该比值=DNA双链

该比值；

配对的两碱基之和在每条单链及双链中所占比例相同

⑥在一个双链DNA分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均值。 （3）结构特点：

DNA稳定性:指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性，原因有①DNA分子基本骨架是磷酸

和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化②碱基配对方式始终不变，即A－T，G－C。

DNA多样性:构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数目却可以成千上万，

形成的碱基对的排列顺序了可以千变万化（每一对碱基对的排列方式有4种，因此有n

n

对碱基对，其排列方式就有4种）从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的

多样性。

DNA特异性:每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序，而特定的碱基对排列顺序中有遗

传信息的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这

种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性 （4）DNA的复制

DNA复制为半保留复制，一个DNA分子复制n 次:

n

①则子代DNA分子数为2个

②含有亲代DNA链的子代DNA分子为2个

nn

③不含亲代链的子代DNA分子数为2-2,含有新合成链的DNA为2个

n

④n次复制共消耗游离的某种脱氧核苷酸为X*(2 -1)(X为一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸数)

n-1

第n次复制消耗游离的某种脱氧核苷酸为X*2

同位素示踪DNA分子复制若干代结果分析表 DNA分子特点 世代 分子总数 1 2 4 8 2n 细胞中的DNA分子在离心管中的位置 全在下部 全在中部 1/2中1/2上 1/4中3/4上 2/2n中 1－2/2n上 不同DNA分子占全部DNA分子之比 15NDNA分子中脱氧核苷酸链的特点 含15N的链 1 1/2 1/4 1/8 1/2n 含14N的链 1/2 3/4 7/8 1-1/2n 0 1 2 3 n

分子 1 含杂种分子 1 1/2 1/4 2/2n 14N15N含分子 1/2 3/4 1－2/2n 14N链总数 2 4 8 16 2n1 ＋