1、基因（遗传物质）的本质【课标扫描】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 R 型细菌（无荚膜，无毒）+ 小鼠 小鼠不死亡S 型细菌（有荚膜，有毒）+ 小鼠 小鼠死亡 杀死的 S型细菌 + 小鼠 小鼠不死亡 R 型细菌 杀死的 S型细菌+ 小鼠 小鼠死 亡从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菌后代也是有毒性的 S菌结论：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） 提取 S
2、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。 用 DNA水解酶 分解 DNA，S 型细菌则不能使 R型细菌发生转化。结论： DNA 才是使 R型菌产生稳定遗传变化的物质。 用 35S标记 T2噬菌体侵染细菌 子代噬菌体 无 放射性 用 32P标记 T2噬菌体侵染细菌 子代噬菌体 有 放射性结论：子代噬菌休的各种性状是通过亲代 DNA 来遗传。 DNA 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
3、 DNA和蛋白质等物质分开，单独地、直接地观察DNA的作用。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 ；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 RNA ，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噬菌体的遗传物质是 DNA 一切生物的遗传物质是 核酸 ；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。DNA是遗传物质的实验证据肺炎双球菌的转化实验格里菲斯体内转化实验 实验噬菌体侵染细菌实验艾弗里体外转化实验生物的遗传物质二、DNA 分子的结构1DNA
4、 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 由两条 反 向平行的 脱氧核苷酸链 盘旋而成； 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； 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 。 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) 4DNA 的结构特性： 稳定 性， 多样 性， 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
5、酸DNA 双链 脱氧核糖核苷酸 AGCT来源:学科网 ZXXK 脱氧核糖主要在细胞核 磷酸RNA 单链 核糖核苷酸 AGCU 核糖 主要在细 胞质 磷酸三、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： 解旋 ； 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 ； 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、
6、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： 独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 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。所有基因的碱基总数小于 DNA分子的碱基总数。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序列代表遗传信息。 3与染色体的关系：基因在染色体上呈
7、 线性 排列。 概念：遗传信息是指 DNA中碱基的排列顺序。DNA分子的多样性源于碱基排列顺序的多样性DNA分子的特异性源于每个 DNA分子的碱基的排列顺序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
8、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 的细菌基因本质DNA片段中的遗传信息噬菌体侵染未标记的细菌35S 细菌噬菌体 35S 标记的子代噬菌体32P 细菌噬菌体 32P 标记的子代噬菌体上清液（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）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：来源:学+科+ 网 Z+X+X+KDNA
9、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DNA 能控制蛋白质的生物合成来源:Zxxk.Com（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 方法及结论的比较肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验处理方法直接将 S型细菌的 DNA，蛋白质和多糖等分开，分别与 R型细菌混合培养分别用同位素 32P、 35S标记噬菌体的 DNA和蛋白质，让其侵染细菌实验结论 DNA是遗传物质
10、，蛋白质等不时遗传物质 DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性2遗传物质的判别生物类型 所含核酸 遗传物质 举例真核 人，玉米，酵母菌来源:学科网 ZXXK细胞生物来源:学+科+网 Z+X+X+K 原核DNA和RNA DNA 细菌，蓝藻非细胞生 DNA病 只有 DNA DNA T2噬菌 体标记噬菌体32P 噬菌体细菌细菌体内无32P32P35S 噬菌体细菌细菌体内无35S35S测试放射性搅拌、离心搅拌、离心毒物 RNA病毒只有 RNA RNA 如艾滋病毒、烟草花叶病毒、禽流感病毒等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。3DNA 分子的结构和复制（1）D
11、NA 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：一 个双链 DNA分子中，AT，GCAGTC，ACTG。即嘌呤总数等于嘧啶总数不配对的两碱基之和的比值等于 1，即 AG/ T C =1 AC/ TG=1DNA 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；AC/ TG 的比值=另一条互补链该比值的倒数 DNA 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在一个双链 DNA分子中，某
12、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DNA 分子基本骨架是磷酸 和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化碱基配对方式始终不变，即 AT，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 对碱基对，其排列方式就有 4n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
13、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:则子代 DNA分子数为 2n个含有亲代 DNA链的子代 DNA分子为 2个不含亲代链的子代 DNA分子数为 2n-2,含有新合成链的 DNA为 2n个n 次复制共消耗游离的某种脱氧核苷酸为 X*(2n -1)(X为一亲代 DNA分子含有某种脱氧核苷酸数)第 n次复制消耗游离的某种脱氧核苷酸为 X*2n-1同位素示踪 DNA 分子复制若干代结果分析表DNA 分子特点 DNA 分子中脱氧核苷酸链 的特点不同 DNA 分子占全部DNA 分子之比世代 分子总数细胞中的DNA 分子在离心管中的位置15N分子含 14N15N杂种分子含14N分子链总数 含15N的链含 14N的链0 1 全在下部 1 2 11 2 全在中部 1 4 1/2 1/22 4 1/2 中 1/2 上 1/2 1/2 8 1/4 3/43 8 1/4 中 3/4 上 1/4 3/4 16 1/8 7/8n 2n 2/2n中12/2 n上 2/2n 1 2/2n 2n1 1/2n 1-1/2n
