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1、1遗传的分子学基础适用学科 生物 适用年级适用区域 人教版 课时时长（分钟） 120知识点人类对 遗传物质的探索历程DNA 分子结构的主要特点基因的概念及 DNA 分子复制遗传信息的转录和翻译教学目标1. 使学生掌握中心法则的相关内容2. 使学生在分子角度找到遗传的答案教学重点1. 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的分析及拓展应用2. 复制、转录、翻译的比较，结合 基因突变考查基因对性状的控制教学难点 复制、转录、翻译的比较，结合基因突变考查基因对性状的控制2教学过程一、课堂导入复习此处知识要注意：一是应明确经典实验过程，掌握经典实验的 方法与结(推)论；二是应明确细胞内遗传信息的传递过
2、程，掌握DNA 的结构与复制、基因的表达等内容，理解碱基互补配对原则，并就相关计算进行归纳，做到透彻理解、掌握方法。3二、复习预习4答案：噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒侵染烟草的实验沃森、克里克规则双螺旋结构有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期主要在细胞核半保留复制有遗传效应的 DNA 片段细胞核、细胞质特定的碱基排列顺序主要在细胞核 DNA 的一条链 RNAmRNA多肽或蛋白质 通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状5三、知识讲解考点1 探究生物的遗传物质1探究DNA是遗传物质的经典实验实验过程与结论操作对象实验名称 操作过程结果 结论35S标记的噬菌体细菌体内无 35S，体外有 35S噬
3、菌体的蛋白质外壳并未进入细菌噬菌体侵染细菌的实验32P标记的噬菌体细菌 侵染细菌细菌体内有 32P，体外无 32P噬菌体的DNA进入细菌内部操作对象实验名称 操作过程结果 结论6体内转化实验加热杀死的 S 型细菌注射到小鼠体内小鼠死亡，分离到 S 型和 R 型两种细菌加热杀死的 S 型细菌存在“转化因子”S 型菌DNA分离到 R 型和 S 型细菌S 型菌其他物质 分离到 R 型细菌肺炎双球菌的转化实 验体外转化实验S 型菌 DNA 和 DNA 酶R 型细菌混合培养分离到 R 型细菌“转化因子”是 DNA2噬菌体侵染细菌的实验中的放射性分析用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌 用 35S 标记的
4、噬菌体侵染大肠杆菌理论上在上清液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性上清液中有较强的放射性，沉淀物中不含放射性实际上 在离心后的上清液中也有一定的放射性 沉淀物中出现少量的放射性7原因保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内 ，离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，离心后分布 于上清液中搅拌不充分，有少量含 35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中3.艾弗里的实验和噬菌体侵染细菌实验比较实验比较项目艾弗里实验 噬菌体侵染细菌实验实验思路 相同：把 DNA 与其他物质分开，单独地、直接地去观察各自的作用实验原则 都遵循
5、对照原则处理方式从 S 型菌中直接提取、分离各种物质，分别加入到培养了 R 型细菌的培养基中利用同位素标记法将 DNA 和蛋白质间接分离8实验结论证明 DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明 DNA 是遗传物质，在亲子代之间保持连续性4.生物的遗传物质总结生物 所含核酸 所含核苷酸 含氮碱基 遗传物质细胞生物(原核、真核生物)2 种Error! 8 种Error!5 种：A、T、C、G、U均为DNADNA病毒1 种，为 DNA4 种脱氧核苷酸4 种：A、T、C、G DNA病毒RNA病毒1 种，为 RNA4 种核糖核苷酸4 种：A、U、C、G RNA9易错点分析：1.加热杀死 S 型细菌的过
6、程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的 DNA 在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。2.R 型细菌转化成 S 型细菌的实质是 S 型细菌的 DNA 与 R 型细菌 DNA 实现重组，表现出 S 型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。3.含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。4.噬菌体侵染细菌的实验证明了 DNA 是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。5.因噬菌体蛋白质含有 DNA 没有的特殊元素是 S，所以用 35S 标记蛋白质；噬菌体 DNA 含有蛋白质没有的元素是 P，所以用 32P 标记DNA；因 DNA 和蛋
7、白质都含有 C、H、O、N 元素，所以此实验不能标记 C、H、O、N 元素。10考点 2 遗传信息的传递与表达辨析1基因是有遗传效应的 DNA 片段112复制、转录和翻译的比较比较项目 DNA 复制 转录 翻译场所 主要在细胞核中 主要在细胞核中 细胞质中的核糖体模板 DNA 的两条单链 DNA 的一条链 mRNA原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 20 种氨基酸条件ATP、酶(DNA 解旋酶、DNA聚合酶)酶(RNA 聚合酶)、ATP 酶、ATP、tRNA12比较项目 DNA 复制 转录 翻译产物 2 个双链 DNA一个单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽链特点半保留复制边解
8、旋边复制多起点复制边解旋边转录，DNA 双链全保留一条 mRNA 上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链信息传递 DNADNA DNARNA mRNA蛋白质3.遗传信息的传递与表达(中心法则)13(1)通过 DNA 复制体现了 DNA 传递遗传信息的功能，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。(2)通过转录和翻译过程共同体现了 DNA 表达遗传信息的功能。144不同类型生物遗传信息的传递(1)以 DNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递(2)以 RNA 为遗传物质的生物遗传信息的传递具有 RNA 复制功能的 RNA 病毒(如烟草花叶病毒)。具有逆转录功能的 RNA 病毒(如艾滋病病毒)
9、。15易错点分析:1.DNA 复制的模板是两条 DNA 单链，转录的模板是解旋的一条 DNA 链。2.一个 mRNA 分子上可连接多个核糖体同时合成多条多肽链。 3.mRNA 直接决定氨基酸的排列顺序，DNA 间接决定氨基酸的排列顺序。4.原核生物的转录、翻译同时 同地进行，边转录边翻译，真核生物的转录在细胞核，翻译在细胞质中，先转录后翻译。16四、例题精析【例题 1】【题干】如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题：(1)图三中用 35S 标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图二中的_。如果用 32P 标记噬菌体的 DNA，标记元素所在部位是图一中的_
10、。17(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是_。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是_。(4)仅有图三的实验过程，_ (能或不能)说明蛋白质不是遗 传物质，原因是_。【答案】(1)(2)噬菌体只由蛋白质外壳和 DNA 组成(3)让噬菌体的蛋白质外壳与侵入细菌的噬菌体 DNA 分子分离(4)不能蛋白质外壳没有进入细菌体内【解析】(1) 32P 标记的是(磷酸基团)，(肽键)不含 S，有些 R 基团含 S，故 35S 标记的是 R 基团。(2)噬菌体侵染细菌的实验思路是单独观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和 DNA 组成，这是它被选为实验材料的原因之一。
11、(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是让噬菌体的蛋白质外壳与侵入细菌的噬菌体 DNA 分子分离，以便观察放射性存在的部位。(4)图三实验说明蛋白质外壳没有进入细菌体内，但不能说明噬菌体的遗传物质不是蛋白质。18【例题 2】【题干】下列为某一段多肽链和控制它合成的 DNA 双链的一段：甲硫氨酸脯氨酸苏氨酸甘氨酸缬氨酸 密码子表：甲硫氨酸( AUG)、脯氨酸(CCA、CCC、CCU)、苏氨酸(ACU、ACC、ACA)、甘氨酸(GGU、GGA、GGG)、缬氨酸(GUU、GUC、GUA)。根据上述材料，下列描述中错误的是()A这段 DNA 中的链起了转录模板的作用B决定这段多肽链的 遗传密码子依次是
12、 AUG、CCC、ACC、GGG、GUAC这条多肽链中有 4 个“CONH”的结构D若这段 DNA 的链右侧第二个碱基 T 被 G 替代，这段多肽将出现两个脯氨酸【答案】D【解析】根据肽链组成和密码子表可知：合成该肽链的mRNA是以DNA分子的链为模板转录而成的；由链的碱基顺序可知，密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA；氨基酸脱水缩合过程中，肽键数氨基酸数肽链条数514；若这段DNA的链右侧第二个碱基T被G替代，则 决定 这段多肽链的最后一个遗传密码子是GGA，则这段多肽中将会出现两个甘氨酸。19【例题3】【题干】将牛催乳素基因用 32P 标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色
13、体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是()A小鼠乳腺细胞中的核酸含有 5 种碱基和 8 种核苷酸B该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给 mRNAC连续分裂 n 次后，子细胞中 32P 标记的细胞占 1/2n1D该基因翻译时所需 tRNA 与氨基酸种类数不一定相等【答案】C【解析】小鼠乳腺细胞中的核酸(DNA、RNA)含有 AGCTU 五种碱基，八种核苷酸，A 正确；基因是具有遗传效应的 DNA 片段，转录是以基因的一条链为模板指导合成 RNA 的过程，B 正确；DNA(基因)的复制是半保留复制，连续分裂 n 次，细胞中 DNA 复制 n 次，共生成 2n个DNA，其中被标记 的 DNA 有两个，因此子细胞中被标记的细胞占 1/2n1, C 错；翻译过程中，一种氨基酸可以由几种 tRNA 进行运输，D 正确。注意 61 种 tRNA 对应运输 20 种氨基酸，会出现多对一的现象。审题时要注意关于“一条染色体上整合单个基因”信息获取。20课程小结
