高中生物必修二第三章《基因的本质》课件

第三章第三章 基因的本质基因的本质第第1 1节节 是主要的遗传物质是主要的遗传物质第三章基因的本质第1节是主要的遗传物质1.1.总结总结“DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”的探索过程。的探索过程。2.2.分析分析“肺炎双球菌转化肺炎双球菌转化”实验实验 和和“噬菌体侵染噬菌体侵染细菌细菌”实验的原理和过程，得出相应的结论。实验的原理和过程，得出相应的结论。3.3.理解理解RNARNA是遗传物质。是遗传物质。1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。以教材“问题探讨”为背景材料，设计问题导入新课，引发学生思考什么是遗传物质，它有什么特点？从而引出“对遗传物质的早期推测”提出DNA是遗传物质，再通过“肺炎双球菌转化试验”和“噬菌体侵染细菌实验”证明DNA是遗传物质。利用“烟草花叶病毒转化试验”说明部分RNA病毒的遗传物质是RNA。从而得出DNA是主要的遗传物质。首先利用图片比较S型和R型肺炎双球菌的特点，更为形象。利用动画展示格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验引起学生兴趣，通过层层设问引发学生思考，使学生对经典实验的理解更为透彻，再通过形象的动画演示突破肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组的难点。其次利用“噬菌体侵染细菌”的动画重点介绍噬菌体的结构和噬菌体侵染细菌的过程，再利用图片强调噬菌体侵染细菌实验过程中的“注意事项”和“误差分析”。再利用表格比较几个实验在设计思路、处理方法、检测结果的方式以及结论上的异同。最后一笔带过烟草花叶病毒转化实验的原理，让学生以此类推写出实验设计思路，提出DNA是主要的遗传物质，并强调这句话的应用范围。以教材“问题探讨”为背景材料，设计问题导入新对遗传物质的早期推测对遗传物质的早期推测20世纪中叶，科学家世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋发现染色体主要是由蛋白质和白质和DNA组成的，组成的，在这两种物质中，究竟在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？哪一种是遗传物质呢？试着设计实验来证明你试着设计实验来证明你的观点。的观点。对遗传物质的早期推测20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋1.1.实验材料：实验材料：一、肺炎双球菌转化实验一、肺炎双球菌转化实验光滑光滑粗糙粗糙有有无无有有无无肺炎双球菌肺炎双球菌1.实验材料：一、肺炎双球菌转化实验光滑粗糙有无有无肺炎双球这种转化因子是什么呢？这种转化因子是什么呢？2.2.实验过程：实验过程：（1 1）格里菲思的体内转化实验）格里菲思的体内转化实验（2 2）艾弗里的体外转化实验）艾弗里的体外转化实验这种转化因子是什么呢？2.实验过程：（1）格里菲思的体内转化1）艾弗里实验设计的关键思艾弗里实验设计的关键思 路是什么？路是什么？2）此实验最后通过什么确定）此实验最后通过什么确定 菌体类型？菌体类型？3）对比各组发现只有混合加）对比各组发现只有混合加 入入S型菌完整型菌完整DNA的组才能的组才能 发生转化，说明了什么？发生转化，说明了什么？1）艾弗里实验设计的关键思怀疑：怀疑：是否是这是否是这0.02%的蛋白质使肺炎双的蛋白质使肺炎双球菌发生了转化呢？是否有实验可以将球菌发生了转化呢？是否有实验可以将DNA和蛋白质完全分开呢？和蛋白质完全分开呢？实验室中提取的实验室中提取的DNA纯度最高时也还有纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。的蛋白质。怀疑：是否是这0.02%的蛋白质使肺炎双球菌发生了转化呢？是二、噬菌体侵染细菌实验二、噬菌体侵染细菌实验1.1.噬菌体的结构及侵染细菌的过程：噬菌体的结构及侵染细菌的过程：二、噬菌体侵染细菌实验1.噬菌体的结构及侵染细菌的过程：二、噬菌体侵染细菌实验二、噬菌体侵染细菌实验2.2.实验方法：实验方法：同位素标记法同位素标记法蛋白质蛋白质（C、H、O、N、S）DNA（C、H、O、N、P）如何使噬菌体标记上放射性？如何使噬菌体标记上放射性？3532二、噬菌体侵染细菌实验2.实验方法：同位素标记法蛋白质DNA 噬菌体是寄生生活的，必须用噬菌体是寄生生活的，必须用活细胞来培养，所以可以用含有放活细胞来培养，所以可以用含有放射性物质的大肠杆菌培养噬菌体，射性物质的大肠杆菌培养噬菌体，让噬菌体被标记上放射性。让噬菌体被标记上放射性。被被35S标记的噬菌体标记的噬菌体被被32P标记的噬菌体标记的噬菌体含含35S标记的大标记的大肠杆菌培养基肠杆菌培养基含含32P标记的大标记的大肠杆菌培养基肠杆菌培养基二、噬菌体侵染细菌实验二、噬菌体侵染细菌实验3.3.实验过程：实验过程：噬菌体是寄生生活的，必须用活细胞来培养，所以可被被35S标记的噬标记的噬菌体与细菌混合菌体与细菌混合被被32P标记的噬标记的噬菌体与细菌混合菌体与细菌混合搅拌搅拌保温培养一段时间后保温培养一段时间后被35S标记的噬菌体与细菌混合被32P标记的噬菌体与细菌混合放射性很高高放射性很低低放射性很低低放射性很高高离心离心思考：思考：为何在为何在35S标记的组，沉淀物中会含有较低标记的组，沉淀物中会含有较低的放射性？的放射性？为何在为何在32P标记的组，上清液中会含有较低标记的组，上清液中会含有较低的放射性？的放射性？放射性很高放射性很低放射性很低放射性很高离心思考：在在3535S S标记的组，沉淀物中会含有较低的放射性标记的组，沉淀物中会含有较低的放射性因为因为搅拌不充分，搅拌不充分，噬菌体吸附在大肠杆菌表面没有分开。噬菌体吸附在大肠杆菌表面没有分开。4.4.误差分析误差分析在35S标记的组，沉淀物中会含有较低的放射性因为搅拌在在3232P P标记的组，上清液中会含有较低的放射性标记的组，上清液中会含有较低的放射性因为因为保温时间过保温时间过长或过短长或过短，过短噬菌体还未来得及侵入大肠杆菌，过长的话噬过短噬菌体还未来得及侵入大肠杆菌，过长的话噬菌体使细菌裂解，被释放出来了。菌体使细菌裂解，被释放出来了。噬菌体侵染细菌时，噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，蛋进入到细菌的细胞中，蛋白质外壳仍留在外面。白质外壳仍留在外面。说明说明DNA才是遗传物质。才是遗传物质。在32P标记的组，上清液中会含有较低的放射性因为保温时间过长5.5.噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌转化实验的比较噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌转化实验的比较5.噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌转化实验的比较DNADNA是唯一的遗传物质吗？是唯一的遗传物质吗？有些病毒（如烟草花叶病毒），有些病毒（如烟草花叶病毒），它们不含它们不含有有DNA,只含有只含有RNA。DNA是唯一的遗传物质吗？有些病毒（如烟草花叶病毒）RNA 蛋白质蛋白质 烟草花烟草花叶病毒叶病毒侵染烟叶侵染烟叶 侵染烟叶侵染烟叶 说明：说明：RNARNA也可以作遗传物质也可以作遗传物质 三、烟草花叶病毒转化试验三、烟草花叶病毒转化试验RNA 蛋白质蛋白质 车前草车前草病毒病毒感染病斑感染病斑 不感染病斑不感染病斑 RNA蛋白质烟草花侵染烟叶侵染烟叶DNA主要的遗传物质主要的遗传物质1.细胞生物（真核和原核）核酸有两种，细胞生物（真核和原核）核酸有两种，DNA和和RNA，DNA是遗传物质。是遗传物质。2.非细胞生物（病毒）核酸有一种，非细胞生物（病毒）核酸有一种，DNA或或RNA，存在者为遗传物质。，存在者为遗传物质。3.在整个生物界，在整个生物界，DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。DNA主要的遗传物质1.细胞生物（真核和原核）核酸有两种，第三章第三章 基因本质基因本质第第2 2节节 DNADNA分子结构分子结构第三章基因本质第2节DNA分子结构1.DNA1.DNA分子的平面结构和空间结构；分子的平面结构和空间结构；2.2.概述概述DNADNA分子结构特点分子结构特点；3.3.碱基互补配对原则；碱基互补配对原则；4.4.对对DNADNA分子中的碱基数量和比例进行推算；分子中的碱基数量和比例进行推算；1.DNA分子的平面结构和空间结构；先带领学生进行脱氧核苷酸的复习，然后引导学生进行脱氧核苷酸模型、脱氧核苷酸连模型，DNA分子结构模型的构建，最后根据构建的模型总结DNA分子结构特点。突出重点的方法：设计问题串的形式：如“DNA是双螺旋还是三螺旋？”“碱基排列在螺旋内侧还是外侧？”“碱基对如何连接起来？”，进行不断地质疑和解疑；在“制作DNA分子双螺旋结构模型”的活动中，通过讨论和交流，建构以“基本单位脱氧核苷酸长链平面脱氧核苷酸双链立体双螺旋结构”的知识链，完成对DNA分子双螺旋结构的初步认识。如何有效地组织开展模型建构的活动是本节课的教学难点。突破该难点的方法拟采用课件动态的分步演示、教师恰当的示范、启发和引导、并注意直观教具（DNA分子双螺旋结构模型）的使用，帮助学生顺利完成该活动的基本内容。对于碱基互补配对本节课通过将DNA分子双链划出来，然后将上面的碱基分别命名为A1G1C1T1，A2G2C2T2的方法将两条链区分开，一点点引导学生自己推算出碱基互补配对的原则。这种方法对于所有的碱基互补配对原则都适用，有的老师把这种方法称为万能法则。先带领学生进行脱氧核苷酸的复习，然后引导学生进行脱DNADNA分子结构的探索过程分子结构的探索过程DNA分子结构的探索过程AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类AGCT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DNA模型建构模型建构代表磷酸代表磷酸 D代表脱氧核糖代表脱氧核糖 代表代表4种碱基种碱基 代表连接各组分的化学键代表连接各组分的化学键 【模型建构【模型建构1 1】:脱氧核苷酸脱氧核苷酸PDNA模型建构代表磷酸D代表脱氧核糖OHP OOHO=OP OOHO=OHHOH2OOH OH磷酸二酯键脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸链脱氧核苷酸如何形成脱氧核苷酸链HOHPOOHO=OPOOHO=OHHOH2OOHOH磷酸二酯【模型建构【模型建构2 2】一条脱氧核苷酸链一条脱氧核苷酸链DNA模型建构模型建构【模型建构2】一条脱氧核苷酸链DNA模型建构比较各自制作的脱氧核苷酸链的模型，长链中比较各自制作的脱氧核苷酸链的模型，长链中碱基的排列顺序有什么差异？碱基的排列顺序有什么差异？比一比DNA分子具有多样性多样性比较各自制作的脱氧核苷酸链的模型，长链中碱基的排列顺序有什么沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋螺旋结构。富兰克林富兰克林DNA衍射图谱衍射图谱威尔金斯威尔金斯沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的高中生物必修二第三章基因的本质课件沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋螺旋结构。富兰克林富兰克林DNA衍射图谱衍射图谱威尔金斯威尔金斯沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的思考：思考：DNA分子是三螺旋还是双螺旋结构？思考：DNA分子是三螺旋还是双螺旋结构？脱氧核苷酸思考：思考：DNA分子的两条链是如何排列的？推测一推测一推测二推测二推测三推测三思考：DNA 分子的两条链是如何排列的？推测一推测两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？思考：思考：两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？思考：高中生物必修二第三章基因的本质课件P4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PPP4 41 13 35 52 2oP4 41 13 35 52 20PP DNA双链双链-反向平行反向平行P41352oP413520PPP41352oP413520连接两条链的碱基如何配对?思考：思考：连接两条链的碱基如何配对?思考：原因：原因：1、嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；、嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；2、嘧啶碱是单环化合物，占有空间小。、嘧啶碱是单环化合物，占有空间小。原因：1、嘌呤碱是双环化合物，占有空间大；GTCADNADNA双螺旋结构模型的探索双螺旋结构模型的探索这给了我们什么启示？1952年查哥夫定量分析年查哥夫定量分析DNA分子的碱基组成，发现腺分子的碱基组成，发现腺嘌呤（嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。）的量。GTCADNA双螺旋结构模型的探索这给了我们什么启示？195 A-T碱碱基基对对与与G-C碱碱基基对对具具有有相相同同的的形形状状和和直直径径，这这样样组组成成的的DNA分分子子具具有有稳稳定定的的直直径径，能能够够解解释释A,T,G,C的的数数量量关关系系，同同时时也也能能解解释释DNA的复制。的复制。A=T,G=CAT碱基对与GC碱基对具有相同的形状和直碱基对碱基对另一碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键氢键碱基对另一碱基对嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，高中生物必修二第三章基因的本质课件高中生物必修二第三章基因的本质课件【模型建构【模型建构4 4】DNA双螺旋结构双螺旋结构【模型建构4】DNA双螺旋结构3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的的什么部位？什么部位？2、DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于位于DNA的什么部位呢？的什么部位呢？1、DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？总结总结DNA分子的结构特点分子的结构特点3、DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？2DNA分子的特性：多样性：多样性：DNADNA分子碱基对的排列顺序千变万化。分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的一个最短的DNADNA分子也有分子也有40004000个碱基对，可个碱基对，可能的排列方式就有能的排列方式就有4 440004000种。种。特异性：每个特异性：每个DNADNA分子的碱基对的排列顺序是特定的。分子的碱基对的排列顺序是特定的。不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。对的排列顺序肯定不同。遗传信息：遗传信息：DNADNA分子中的碱基对排列顺序就代表了分子中的碱基对排列顺序就代表了 遗传信息。遗传信息。DNA分子的特性：多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万DNA分子的结构分子的结构小结小结基本组成单位：四种脱氧核苷酸基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子脱氧核糖一分子磷酸一分子磷酸空间结构空间结构规则的双螺旋结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链 反向反向外侧：骨架外侧：骨架 内侧：碱基内侧：碱基氢键氢键碱基互补配对原则碱基互补配对原则分子结构的多样性和特异性分子结构的多样性和特异性五五种元素，三三种物质，四四种基本单位，两两条脱氧核苷酸链，一一种双螺旋结构DNA分子的结构基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一下面是下面是DNADNA的分子结构模式图，说出图中的分子结构模式图，说出图中1 11010的名称。的名称。12345678109GTCA1.1.胞嘧啶胞嘧啶2.2.腺嘌呤腺嘌呤3.3.鸟嘌呤鸟嘌呤4.4.胸腺嘧啶胸腺嘧啶5.5.脱氧核糖脱氧核糖6.6.磷酸磷酸7.7.胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸8.8.碱基对碱基对9.9.氢键氢键10.10.一条脱氧核苷酸链的一条脱氧核苷酸链的 片段片段下面是DNA的分子结构模式图，说出图中110的名称。12（1）图中脱氧核苷酸的数量是_个，碱基对有_对。（2）在双链DNA分子中，嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为_。（3）如图表示两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连，其中正确的是()（4）已知G和C之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键。若某DNA片段中，碱基对为n，A有m个，则氢键数为_。12345678109GTCA84嘌呤数=嘧啶数(A+G=T+C)B3nm（1）图中脱氧核苷酸的数量是_个，1234567（7）右侧DNA分子彻底水解彻底水解得到的产物是()A.脱氧核糖、核糖和磷酸B.脱氧核糖、碱基和磷酸C.核糖、碱基和磷酸D.核糖核苷酸、碱基和磷酸（8）DNA中的遗传信息是指_（9）基因D与d的根本区别是()A.基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状B.基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同C.4种脱氧核苷酸的排列顺序不同D.在染色体上的位置不同12345678109GTCA（5）DNA的空间结构是_结构。双螺旋碱基对的排列顺序（脱氧核苷酸的排列顺序）（6）从图中可知，每个脱氧核糖连接着_个磷酸。2BC水解水解的产物呢？（7）右侧DNA分子彻底水解得到的产物是1234567810图中图中1为为DNA分子片段的一分子片段的一条链，条链，2为碱基对，为碱基对，3为氢键，为氢键，4为一个脱氧核苷酸。为一个脱氧核苷酸。由图分析，可以看出：由图分析，可以看出：(2)与与 、之间的数量关系为之间的数量关系为1 1 1。(1)每个每个DNA片段中，游离的磷酸基团有片段中，游离的磷酸基团有2个。个。图中1为DNA分子片段的一条链，2为碱基对，3为氢键，4为一(3)和和 之间的化学键为之间的化学键为磷酸二酯键磷酸二酯键，用限制酶处理可切断，用限制酶处理可切断，用用DNA连接酶连接酶处理可连接，还可用处理可连接，还可用DNA聚合酶聚合酶连接。连接。(4)和和 之间的化学键为之间的化学键为氢键氢键，可用解旋酶断裂，也可加热断，可用解旋酶断裂，也可加热断裂，裂，A与与T之间有两个氢键，之间有两个氢键，G与与C之间有之间有3个氢键。个氢键。(5)每个脱氧核糖连接着每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。相连。(6)若碱基对为若碱基对为n，则氢键数为，则氢键数为2n3n，若已知，若已知A有有m个，个，则氢键数为则氢键数为3nm。(3)和之间的化学键为磷酸二酯键，用限制酶处理可A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链双链双链DNA分子中：分子中：A=T，G=C两个互补碱基相等两个互补碱基相等两个互补碱基相等两个互补碱基相等 A+G=T+C=A+C=T+G=50%任意两个不互补碱基之和任意两个不互补碱基之和恒等恒等且各占且各占DNA总碱基数的总碱基数的50.(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=(T+C)/(A+G)=(T+G)/(A+C)=1不互补碱基之和的比值等于不互补碱基之和的比值等于1 A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链双1.在一条双链DNA分子中，腺嘌呤占35%，它所含的胞嘧啶应占（）A.15%B.30%C.35%D.70%2.在双链DNA中有鸟嘌呤P个，占全部碱基的比例为N/M（M2N），则该DNA分子中腺嘌呤的数目是（）A.P B.（PM/N）+P C.（PM/2N）P D.PM/2NA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链AC1.在一条双链DNA分子中，腺嘌呤占35%，2.在双链DNA双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。A 1 1+T1G 1 1+C1 1=nA 2+T 2G 2+C 2=nA+TG+C=nA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链在DNA分子中一条链中A+T的和占该链碱基比率等于另一条链中A+T的和占该链碱基比率，还等于双链DNA分子中A+T的和占整个DNA分子的碱基比率。A+TA+T+G+CA 2+T 2+G 2+C 2A 2+T 2=A 1+T 1+G 1+C 1A 1+T 1=双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/3.某双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，问另一条链中的C占多少？30%A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链3.某双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链两条链中A+G/T+C互为倒数。即两不互补碱基之和的比值等于另一互补链中这一 比值的倒数.1nA 2+G 2T 2+C2=T 1+C 1=nA1+G 1A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链两条链中A+G/T+C互为倒数。1nA2+G2T24.在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？5.若DNA的一个单链中，A+T/G+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？2.5 12.5 10.4 0.40.4 0.4A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链4.在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在方法一：设DNA分子共含100个碱基 根据题意G占整个DNA分子碱基的27%,一条链上的A占这条碱基18%则G100 27%27，一条链上的A=5018%9.在整个DNA分子中G=C 这个DNA分子中C27，则A+T100-（G+C）46 A=T 整个DNA分子中，A=T1/24623 一条链上的A=9，则另一条链上有A23914 占该链比例为14/50100%28%6.已知一条DNA分子的G占整个DNA分子碱基的27%,，并测得DNA分子一条链上的A占这条链碱基的18%，则另一条链上的A的比例是多少？A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链方法一：6.已知一条DNA分子的G占整个DNA分子碱基的2方法二：根据题意G占整个DNA分子碱基的27%DNA双链中G=C C占整个DNA分子碱基的27%,A+T占DNA分子碱基的46%A=T A占DNA分子碱基的23%根据题意一条链上的A占这条碱基的18%，则该链上A占总碱基的9%另一条链上A占总碱基的23%9%=14%,则占该链碱基的28%A 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链方法二：A1T2T1A2G1C2C1G2DNA2已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是（）A1800个和800个 B1800个和l800个C3600个和800个D3600个和3600个CA 1T 2T 1A2G 1C 2C 1G 2DNADNA双链双链双链双链2已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有10二.拓展题你能根据碱基互补配对原则，推导出相关的数学公式吗？推导后，尝试进一步总结这些公式，从中概括出一些规律。A=T G=C A+G=T+C 也可以写成以下形式：规律概括：在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和 ，并为碱基总的 。A+G()=T+G()=50%T+C A+G=()()()=()()=1A+T+G+CA+T+G+CA+CT+GT+GA+C相等一半二.拓展题A+G()=T.第三章第三章 基因的本质基因的本质第第3 3节节 DNADNA的复制的复制.第三章基因的本质第3节DNA的复制1.1.概述概述DNADNA分子的复制。分子的复制。2.2.探讨探讨DNADNA分子复制的生物学意义。分子复制的生物学意义。1.概述DNA分子的复制。以2008年奥运会会徽“中国印.舞动的北京”作为问题情境，结合沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构特点，设置问题“DNA是如何复制的”，导入新课。在分析实验的过程中，首先,让学生假设DNA的复制方式：是半保留复制、全保留复制还是弥散复制呢？然后，层层设疑，逐步剖析经典实验。DNA是肉眼看不见的，所以用同位素示踪，进行密度梯度离心，由学生分析重带、中带、轻带的DNA双链构成，实验结果，通过分析，学生不仅自己能够得出结论，同时还能感受到科学探究的魅力。播放视频，演示DNA复制的动态变化过程，结合图片，直观地体现DNA的半保留复制、边解旋边复制的特点。设置问题，分析DNA复制的时间、条件、原料等。最后，通过分析亲子代DNA的碱基序列特征，探讨DNA自我复制的生物学意义。利用多媒体，演示DNA复制的动态变化过程,结合图片，使难点知识变静为动，转化为直观地、易于吸收的知识。并指导学生交流讨论，充分发挥学生的主体作用。提高学生的识图能力，分析理解能力。且精选习题，巩固难点知识。在分析过程中，DNA复制的特点、条件、原料等教学重点也迎刃而解。以2008年奥运会会徽“中国印.舞动的北京”如何才能将两个印章如何才能将两个印章做得一模一样？做成后做得一模一样？做成后又怎样验证着两个印章又怎样验证着两个印章的相似程度？的相似程度？如何才能将两个印章做得一模一样？做成后又怎样验证着两 最早提出的最早提出的DNA复制模型有三种：复制模型有三种：一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测1、全保留复制：新复制出、全保留复制：新复制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 没有旧的部分；没有旧的部分；2、半保留复制：形成的分子、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的；3、弥散复制：新复制的分子、弥散复制：新复制的分子 中新旧都有，但分配是随中新旧都有，但分配是随 机组合的；机组合的；复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次复制一次最早提出的DNA复制模型有三种：一、对DNA复制2、如果要你来设计实验，你认为最基本、如果要你来设计实验，你认为最基本 的思路是什么？的思路是什么？把复制的单链和原来的链做上标记，把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新然后观察它在新DNADNA中出现的情况。中出现的情况。1、这些观点各有不同，如何才能证明哪个、这些观点各有不同，如何才能证明哪个 观点是正确的？观点是正确的？只能用实验来证明。只能用实验来证明。2、如果要你来设计实验，你认为最基本把复制的单链和原二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1958195819581958年年年年,科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。科学家以大肠杆菌为实验材料。运用技术：运用技术：怎样把不一样的怎样把不一样的DNADNA分开呢？分开呢？用哪种元素的同位素去标记用哪种元素的同位素去标记DNADNA最理想？最理想？密度梯度离心技术密度梯度离心技术14N/14NDNA15N/14NDNA15N/15NDNA轻链轻链中链中链重链重链同位素示踪技术同位素示踪技术15N二、DNA半保留复制的实验证据1958年,科学家以大肠杆菌为实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据重带重带(下部下部)1515N N/15N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N轻带轻带(上部上部)1414N/N/1414N N中带中带(中间中间)1515N/N/1414N N实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的二、DNA半保留三、三、DNADNA分子复制的过程分子复制的过程1.DNA1.DNA复制的概念是什么复制的概念是什么?时间？场所？时间？场所？2.DNA2.DNA复制过程怎么进行复制过程怎么进行?3.DNA3.DNA复制过程需要哪些条件复制过程需要哪些条件?4.DNA4.DNA复制过程有何特点复制过程有何特点?5.DNA5.DNA复制有何生物学意义复制有何生物学意义?阅读p54，思考下列问题：三、DNA分子复制的过程1.DNA复制的概念是什么?时间？场1.1.概念：概念：2.2.时间：时间：是指以亲代是指以亲代DNADNA为模板，合成子代为模板，合成子代DNADNA的过程。的过程。细胞有丝分裂的间期、无丝分裂之前细胞有丝分裂的间期、无丝分裂之前和减数第一次分裂的间期。和减数第一次分裂的间期。3.3.场所：场所：细胞核细胞核(主要场所主要场所)1.概念：2.时间：是指以亲代DNA为模板，合成子代DNA的4.DNA复制的四个基本条件复制的四个基本条件亲代亲代DNA两条链两条链4种游离的脱氧核苷酸种游离的脱氧核苷酸解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶等聚合酶等ATP DNA聚合酶只能从已有片段聚合酶只能从已有片段（子链）的（子链）的3端延伸端延伸DNA链链,因此因此两条子链的两条子链的延伸方向相反延伸方向相反。4.DNA复制的四个基本条件亲代DNA两条链4种游离的脱氧核亲代亲代亲代亲代DNADNA解旋解旋解旋解旋相邻两个脱氧核苷酸之间形相邻两个脱氧核苷酸之间形相邻两个脱氧核苷酸之间形相邻两个脱氧核苷酸之间形成成成成磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键子链逐渐延长，与模板链子链逐渐延长，与模板链子链逐渐延长，与模板链子链逐渐延长，与模板链形成双螺旋结构形成双螺旋结构形成双螺旋结构形成双螺旋结构形成两个形成两个形成两个形成两个子代子代子代子代DNADNA分子分子分子分子（自发）（自发）（自发）（自发）游离脱氧核苷酸的碱基与母链游离脱氧核苷酸的碱基与母链游离脱氧核苷酸的碱基与母链游离脱氧核苷酸的碱基与母链相应的碱基形成相应的碱基形成相应的碱基形成相应的碱基形成氢键氢键氢键氢键边解旋边复制边解旋边复制（DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶催化）催化）催化）催化）（解旋酶解旋酶解旋酶解旋酶催化氢键断开）催化氢键断开）催化氢键断开）催化氢键断开）5.5.DNA复制的过程：复制的过程：亲代DNA解旋相邻两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键子链逐渐延DNADNA复制过程复制过程(swf)(swf)DNA复制过程(swf)6.DNA准确复制的原因准确复制的原因(1)DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提精确的模板(2)碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误7.7.DNA复制的特点复制的特点 边解旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制 多起点复制多起点复制意义：加快复制速度，减少DNA突变可能8.DNA复制的意义复制的意义 DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使得种族得以延续。6.DNA准确复制的原因(1)DNA具有独特的双螺旋结构，能 子代子代DNA个数个数:2n（n=复制次数）复制次数）含含15N的的DNA所占比例：所占比例：2 2 22n2 含含15N的脱氧核苷酸链数占总链数比的脱氧核苷酸链数占总链数比 复制复制n次消耗原料次消耗原料G的量：的量：a（2n1）1个个15N标记的亲代标记的亲代DNA分子中含有分子中含有a个个G（鸟嘌呤），在（鸟嘌呤），在14N的环境中复制的环境中复制n次：次：含含14N的的DNA所占比例：所占比例：1 只含只含14N的的DNA所占比例：所占比例：1 2 2子代DNA个数:2n（n=复制次数）含15N的DNA1下列关于DNA复制过程的正确顺序是（）互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间形成氢键DNA分子在解旋酶的作用下解旋以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对子链与母链盘旋成双螺旋状结构A.B.C.D.D1下列关于DNA复制过程的正确顺序是（）2将标记的DNA分子放在的培养基上培养，经过3次复制，在所形成的子代DNA中，含的DNA占总数是（）A1/16Bl8C14D12C3DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（）AG与CBA与CCG与ADG与TA2将标记的DNA分子放在的培养基上培养，经过3次复制4DNA复制的基本条件是（）A模板，原料，能量和酶B模板，温度，能量和酶C模板，原料，温度和酶D模板，原料，温度和能量A4DNA复制的基本条件是（）A5DNA分子复制能准确无误地进行原因是（）A碱基之间由氢键相连BDNA分子独特的双螺旋结构CDNA的半保留复制DDNA的边解旋边复制特点B5DNA分子复制能准确无误地进行原因是（）B.第三章第三章 基因的本质基因的本质第四节第四节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的D DNANA片段片段 .第三章基因的本质第四节基因是有遗传效应的DNA通过组织学生活动，构建基因的概念。播放视频绿色荧光猴，设置问题，导入新课；小组合作探究课本上提供的资料1和3，逐步对基因是DNA片段进行详细的分析；同时组织学生对教材提供的资料2和4进行分析，进一步加深学生基因有遗传效应理解；进而得出基因是有遗传效应的DNA片段，接着，通过建构数学模型的方法让学生自主合作探究，尝试构建不同碱基的排列顺序，DNA分子是不同的，具有多样性；同时让学生通过脸型的计算，让学生得出两个人两相同的概率微乎其微，进而得出DNA分子具有多样性认识；还结合生活中具体事例，让学生联想日常生活中是否有手机拨号的经历，让学生类比理解不同的碱基排列顺序蕴藏不同的遗传信息。通过课堂总结及课堂检测，完善内化课堂知识。课件通过模型构建、脸型相同的概率计算的情景设置，结合图示形象直观的突破了DNA分子的多样性和特异性这一重点；脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性这一重点问题，则是生活中的手机拨号的场景，进行讲解。最后，进行概念图的构建，完成了重点知识内化的过程。通过组织学生活动，构建基因的概念。播放视频绿色1 1.举例说明基因是有遗传效应的举例说明基因是有遗传效应的DNADNA片段；片段；2.2.说明基因和遗传信息的关系；说明基因和遗传信息的关系；3.3.了解了解DNADNA指纹技术的应用形成热爱科学探究指纹技术的应用形成热爱科学探究的良好习惯。的良好习惯。1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段；通过资料分析逐步构建基因的概念，并用数学建通过资料分析逐步构建基因的概念，并用数学建模的方法体验模的方法体验DNADNA分子的多样性和特异性分子的多样性和特异性学习内容基因是有遗传效应基因是有遗传效应的的DNA片段片段DNA分子特性分子特性DNA分子中有遗传信息分子中有遗传信息多样性特异性基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，片段，该怎样解读呢？该怎样解读呢？通过资料分析逐步构建基因的概念，并用数学建模的方法体验D 来自水母的绿色荧光蛋白为何能在猴子来自水母的绿色荧光蛋白为何能在猴子体内表达呢？体内表达呢？绿色荧光猴来自水母的绿色荧光蛋白为何能在猴子体内表达呢？绿色荧光阅读教材阅读教材P P5555-P-P5656的资料的资料1 1和资料和资料3 3，完成，完成下表下表探究基因与探究基因与DNA之间的关系之间的关系阅读教材P55P56的资料1和资料3，完成下表探究基因与D大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子，分子，长度约为长度约为47000004700000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分分子上分布着子上分布着44004400个基因个基因，每个基因的，每个基因的平均长度约为平均长度约为10001000个碱基对个碱基对。1470000044004400000大肠杆菌的一个大肠杆菌的一个DNA分子上含有多个基因分子上含有多个基因资料资料1 1 大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，147000004400人类基因组计划测定的是人类基因组计划测定的是2424条染色体（条染色体（2222条常染色体条常染色体+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNADNA分子。这分子。这2424个个DNADNA分子大约有分子大约有31.631.6亿个碱基对，其中亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%2%。基因是一段基因是一段DNA，但是一段，但是一段DNA不一定是基因不一定是基因1470000044002431.6亿亿0.63亿亿4400000小结：小结：基因是基因是DNA的片段的片段资料资料3 3 人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）1.1.转基因小鼠为何能发光？转基因小鼠为何能发光？2.2.为何要设置为何要设置3 3号小鼠？号小鼠？小鼠发光是因为获得了海蜇的绿色荧光蛋白基因。小鼠发光是因为获得了海蜇的绿色荧光蛋白基因。遵循对照原则遵循对照原则基因是独立的，基因可以控制生物体的性状基因是独立的，基因可以控制生物体的性状探究基因的作用探究基因的作用 把海蜇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。资料资料2 2 1.转基因小鼠为何能发光？小鼠发光是因为获得了海蜇的绿色荧光 不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。1.1.吃得多就一定能长胖吗？吃得多就一定能长胖吗？2.2.资料中的资料中的HMGICHMGIC基因起什么作用？基因起什么作用？没有没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖的表现，基因，就没有肥胖的表现，有有HMGICHMGIC基因就有肥胖表现。基因就有肥胖表现。HMGICHMGIC基因就能起到控制小鼠肥胖这一性状的作用基因就能起到控制小鼠肥胖这一性状的作用基因可以控制生物体的性状基因可以控制生物体的性状说明说明：资料资料4 4 不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。具有HMG有外源荧光蛋白基因有绿色荧光现象无无肥胖基因肥胖基因基因具有基因具有“遗传效应遗传效应”无无肥胖性状资料资料2 2小鼠小鼠资料资料4 4有有无基因具有无资料2小鼠资料4给基因下定义：基因基因是有遗传效应的是有遗传效应的DNADNA片段片段 资料资料2 2和和4 4的结论：基因具有遗传效应的结论：基因具有遗传效应资料资料1 1和和3 3的结论：基因是的结论：基因是DNADNA的片段的片段给基因下定义：基因是有遗传效应的DNA片段资料2和4的结DNADNA有四种脱氧核苷酸组成的，那么，四种有四种脱氧核苷酸组成的，那么，四种核苷酸能够满足丰富多彩的物种需求吗？核苷酸能够满足丰富多彩的物种需求吗？DNA有四种脱氧核苷酸组成的，那么，四种核苷酸能够满足丰富多情境情境1 1：若：若1 1个碱基对组成一个个碱基对组成一个基因，基因，4 4种碱基能形成多少种基种碱基能形成多少种基因？因？4 4（）情境情境2 2：若：若2 2个碱基对组成一个个碱基对组成一个基因，基因，4 4种碱基能形成多少种基种碱基能形成多少种基因？因？4 4（）情境情境3 3：若：若N N个碱基对组成一个个碱基对组成一个基因，基因，4 4种碱基对能形成多少种种碱基对能形成多少种基因？基因？4 4（）探究探究DNA片段中多样性与特异性片段中多样性与特异性情境1：若1个碱基对组成一个基因，4种碱基能形成多少种基因？假如决定脸型的一个基因有假如决定脸型的一个基因有17个碱基对个碱基对，那可能有，那可能有多少种排列形式？两人脸型完全相同的可能有多大？多少种排列形式？两人脸型完全相同的可能有多大？(1):（417）=172亿种亿种.(2):(1/172亿亿)2 .结论：结论：DNA分子的特点：多样性、特异性分子的特点：多样性、特异性假如决定脸型的一个基因有17个碱基对，那可能有多少种排列形式138537123456138537123457138537123456138537123457脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA基因基因染色体染色体每个基因由许多每个基因由许多脱氧核苷酸组成脱氧核苷酸组成每个每个DNADNA分子分子上有许多基因上有许多基因每个染色体上有每个染色体上有一个一个DNADNA分子分子基基因因中中的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸序序列列代代表着遗传信息表着遗传信息基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片断片断DNADNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质染色体是染色体是DNADNA的载体的载体脱氧核苷酸DNA基因染色体每个基因由许多每个DNA分子每个染1.下列有关DNA和基因的叙述，不正确的是（）A.可以准确地复制 B.能够储存遗传信息 C.是4种碱基对的随机排列 D.是有遗传效应的脱氧核苷酸序列D1.下列有关DNA和基因的叙述，不正确的是（）D2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是（）A.DNA染色体脱氧核苷酸基因 B.染色体脱氧核苷酸DNA基因 C.DNA染色体基因脱氧核苷酸 D.染色体DNA基因脱氧核苷酸D2.细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是（3.不同的基因携带不同的遗传信息的原因是（）A.不同基因的碱基的种类不同 B.碱基对的排列顺序决定基因的不同 C.磷酸和核糖排列顺序决定了基因的不同 D.碱基种类的不同决定了基因的不同B3.不同的基因携带不同的遗传信息的原因是（）B