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1、高三生物教案遗传的物质基础【疑难精讲】1.染色体在传种接代过程中的稳定性和连续性每种生物都有恒定的染色体数。如玉米的染色体数是20，普通水稻的染色体数是24，猪的染色体数是38，黄牛的染色体数是60等。实验研究表明，染色体在细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中的行为和数目变化有明显的规律性，即染色体在生物的传种接代过程中具有一定的稳定性和连续性。细胞中的染色体与遗传密切相关。分子生物学的进一步研究表明，染色体主要由DNA和蛋白质组成。如何确定DNA和蛋白质对遗传的决定性作用呢科学家设法将生物体内的DNA和蛋白质分开，并证明将DNA放入另一生物体内时，原来那种生物的性状可在另一生物体中体现出来
2、，而蛋白质没有这种作用。1928年格里菲斯的肺炎双球菌转化实验和1952年赫尔希的噬菌体侵染细菌的实验足以证明DNA和蛋白质在遗传过程中，DNA起决定性的作用。2.DNA的传递载体在真核生物中，DNA主要存在于细胞核的染色体上，伴随着生殖过程中发生的染色体复制及染色体进入不同的子细胞，DNA由亲代传递给子代。细胞质中线粒体、叶绿体中有少量的DNA，无染色体，在细胞质遗传中，这些DNA伴随着叶绿体、线粒体传递给子代细胞。教材中的分离定律、自由组合定律、性别决定与伴性遗传均属细胞核遗传，生物的绝大多数的性状遗传归属细胞核遗传的范畴。3.对“DNA是主要的遗传物质”以及“染色体是遗传物质的主要载体”
3、中的“主要”二字的理解生物的遗传物质有两种，即DNA和RNA。在真核生物、原核生物体内既有DNA也有RNA，它们的遗传物质是DNA而不是RNA。在病毒和类病毒中，有的只含DNA，有的只含有RNA，它们的遗传物质有的是DNA，有的是RNA。因此DNA是主要的遗传物质。真核生物（占生物种类的绝大多数）体内的DNA主要存在于细胞核内的染色体上，少数存在于细胞质中的线粒体、叶绿体中，因此染色体是遗传物质的主要载体。又根据DNA的存在部位不同，将遗传方式划分为细胞核遗传和细胞质遗传。4.对遗传物质必须具备四个条件的理解（1）分子结构具有相对的稳定性，是指遗传物质本身在细胞组成和结构方面是相对稳定的，不像
4、糖类、脂类、蛋白质那样，经常处于变化的状态。DNA分子是由成百上千个脱氧核苷酸（四种）组成的规则的双螺旋结构，碱基配对是严格的，碱基对的配对方式是稳定不变的，它们在细胞中的含量是相对稳定的。（2）能够进行自我复制，使生物前后代具有一定的连续性，是指遗传物质可以将自身的分子严格复制，并将复制后的分子向子代传递，使亲子代间遗传物质结构一定，保证前后代相应性状的稳定。（3）能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状，这时遗传物质将遗传信息传到子代，只有控制子代个体发育中合成的特定结构的蛋白质，才能体现与亲代一致的生物性状。（4）产生可遗传的变异，是指遗传物质的分子结构发生变化，相应性状也发生变
5、化，这种变化是遗传物质变化的结果，变化了的分子结构又具有相对稳定性，不断传递下去，使变异的性状在后代连续出现，即出现可遗传的变异。5.噬菌体侵染细菌实验的几个问题（1）噬菌体为细菌病毒，细菌是原核细胞，所以两者在结构上最大区别是有无细胞结构。两种生物体内均没有染色体，只有DNA，在两种生物的结构模式图中，表示遗传物质位置的黑线不能误看为染色体。（2）如何说明侵染细菌时，进入细菌内的是噬菌体DNA，而非其外壳。用放射性元素35S和32P分别标记噬菌体外壳蛋白质和内部的DNA，在细菌体内只能检测到32P，检测不到35S，由此证明侵染时，注入细菌的是DNA，蛋白质成分的外壳未进入细菌细胞内，也说明蛋
6、白质分子在亲子代间不具备连续性。（3）细菌细胞内噬菌体DNA复制及噬菌体蛋白质合成所需要的原料、酶、能量、场所等条件均由细菌提供，这时细菌细胞内的一切变化是为噬菌体服务，这时的代谢活动由噬菌体DNA控制。（4）噬菌体侵染细菌的实验还说明了噬菌体特有的增殖方式，这种方式不同于无性生殖和有性生殖，称为复制式繁殖。（5）该实验能证明遗传物质的4个理论特点中的2个：能够自我复制，使前后代保持一定的连续性；能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状，正因如此，该实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。6.DNA有三个结构特征（1）其分子结构的稳定性体现在：一是分子骨架中脱氧核
7、糖和磷酸的交替排列方式固定不变；二是每个DNA分子具有稳定的双螺旋结构，将易分解的含氮碱基排列在内侧；三是两条链间碱基互补配对原则严格不变。（2）其分子结构的多样性是指组成DNA的碱基对的排列方式是多种多样的，可总结为4种，指具有n对碱基对的排列方式，不同的DNA分子其碱基对的数量也不尽相同，这样就构成了DNA分子的多样性。（3）DNA的多样性决定了DNA的特异性，DNA的特异性是指不同的DNA分子所具有的独特的碱基数目和排列顺序。7.DNA的复制（1）1958年，来西尔森（Meelon）和斯旦尔（Stanl）采用含15N同位素的NH4Cl培养大肠杆菌，放在正常的培养液里繁殖，然后用密度梯度离
8、心技术测定分裂间期DNA复制时的密度变化，证实了DNA的半保留复制。它是指在DNA聚合酶的作用下，以一个DNA分子的两条链分别为模板，合成两个结构上完全相同的DNA分子的过程。（2）DNA可以人工进行复制，条件是需要一条DNA链作模板，以含有A、T、G、C的四种碱基的脱氧核苷酸为原料、ATP为能源，加上DNA聚合酶和少量的Mg2+（主要考点之一）。1973年，日本冈琦等人发现还要加一些引物RNA，具备了这些条件，才能完成复制。（3）计算复制多代后，含有亲代DNA链数和分子个数也是重要考点之一，要重视与、化学相关知识的运用。有些练习题在考查DNA的结构和复制的知识时会运用数学方面的乘法原理、列方
9、程（组）解应用题等代数运算，也会运用到物理的离心运动以及化学上的放射性元素示踪等知识。8.基因的概念（1）每种有很多个单位性状，如人约有10万个，而每个细胞中的DNA数量是有限的，如人的体细胞核中有46个DNA分子，因此每个DNA分子实际上控制着多个单位性状。这样，一个DNA分子实际上分为若干个功能区段分别控制着不同的性状，每个功能区段称为一个基因，从而得出：基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。（2）DNA分子有若干基因，在相邻基因之间有一段不能控制生物性状、无遗传效应的基因间区，起到“连接”或“隔开”作用。（3）基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息，
10、但并不是DNA上所有脱氧核苷酸的排列顺序都含有遗传信息，因为间区无遗传信息。基因片段有二条单链，实际上只有一条链含有遗传信息，称为信息链，另一条链则不含这个基因的遗传信息，称为配对链。（4）明确染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸之间的关系。脱氧核苷酸是DNA的基本结构单位，基因是DNA的一个片段，DNA分子主要位于染色体上。因为染色体是DNA的主要载体，也是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列（DNA的一段，高度螺旋化）。一条染色体上含有一个DNA分子，而在细胞分裂间期的细胞中，经过复制后的染色体则含有2个DNA分子，分别位于两条姐妹染色单体上。9.DNA和RNA（1）判断DNA和RNA的关
11、键是U（尿嘧啶、RNA特有）和T（胸腺嘧啶，DNA特有）；判断单链DNA或双链DNA的关键是A与T或G与C数目是否相等，RNA一般是单链结构。（2）RNA分为三种：信使RNA（mRNA，携带遗传信息，指控制蛋白质合成的模板）；转运RNA（tRNA，多呈三叶草形，由一条链折叠盘绕而成，作用是运载氨基酸，1981年，我国合成了具有76个核苷酸的酵母丙氨酸转运RNA）；核糖体RNA（rRNA，约占核糖体质量的60%，主要功能是确保结合上去的mRNA分子正确地定向）。10.遗传信息、密码子、遗传性状（1）遗传信息是指控制生物遗传性状的一种信号，通常由DNA（基因）上的四种脱氧核苷酸排列顺序所决定。不同
12、生物体内DNA不同，每种生物具有各自特定的遗传信息。（2）密码子是指信使RNA上决定蛋白质合成时确定掺入的某一特定氨基酸在肽链上顺序排列的三个相邻碱基，也称“三联体”密码。（3）遗传性状是指由遗传物质所控制的生物体所表现出的各种形态、结构和生理等方面的特征，主要由蛋白质体现。（5）区别：存在位置不同：遗传信息存在于DNA分子（基因）上；密码子存在于信使RNA分子上；遗传性状则是分布于生物体全身，由蛋白质来体现。功能不同：遗传信息是生物体遗传性状的储存方式，它可通过复制、转录、翻译、逆转录等过程传递，最终使生物体表现出各种性状；密码子直接控制蛋白质中的氨基酸种类；遗传性状是遗传信息的具体体现，决
13、定着不同生物和同种生物个体之间的遗传差异。11.复制、转录和翻译三者之间的区别（1）复制、转录、翻译过程中，都严格遵守碱基互补配对原则。只不过在复制过程中，A是与T配对，而在转录过程中，A则是与U配对；在翻译过程中氨基酸与信使RNA的碱基并不是直接对应关系，只能是转运RNA上一端的三个碱基（称反密码子）与信使RNA上的密码子配对，转运RNA的另一端则携带氨基酸。（2）其他易混淆知识的比较对比项目复制转录翻译场所细胞核细胞核核糖体模板DNA解旋后的两条母链DNA解旋后的一条母链mRNA原料脱氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸产物两个相同的DNA分子mRNA分子蛋白质（多肽链）【学法指导】本部分可用58课时
14、完成，相关知识可用23课时，同步训练可用35课时。本章包括五节内容。第一节“遗传的物质基础”分为三大部分。第一部分“DNA是主要的遗传物质”，要注意复习DNA是遗传物质的两个证据及特点；第二部分“DNA的结构和复制”，要在掌握“实验九DNA的粗提取与鉴定”和“实验十制作DNA双螺旋结构模型”的实验原理与方法步骤的基础上，进一步加深理解DNA的组成成分、空间结构、碱基互补配对原则及应用和复制过程；第三部分“基因的表达”应重点复习基因的概念、基因控制蛋白质的合成以及“中心法则”。第二节“遗传的基本规律”包括基因的分离定律、自由组合定律、基因的连锁和交换定律三部分内容，要注意复习一些重要的基本概念；
15、三个定律的实质及应用；明确各定律的适用范围。第三节“性别决定与伴性遗传”要在明确人类染色体组型基础上，注意复习性别决定和伴性遗传的过程、实例和特点；正确区分常、性染色体上基因控制的遗传现象及有关遗传系谱题的解题方法与技巧。第四节“生物的变异”分为两大部分。第一部分“基因突变和基因重组”要注意复习比较两个概念、特点、原因及应用；第二部分“染色体变异”要注意复习染色体组、多倍体、单倍体；单倍体及多倍体的育种过程。第五节“人类遗传病与优生”在掌握单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病的基础上，明确遗传病对人类的危害、优生的概念和措施。在本章内容中，“遗传的物质基础”部分，通过掌握DNA的结构，
16、能帮助理解生物的遗传现象和生物的多样性；DNA的复制与细胞分裂及生物的遗传变异等知识密切相关；基因的有关知识则是学习遗传的基本规律和基因突变等知识的基础。因此，DNA的结构、DNA的复制和有遗传效应的DNA片段基因，是本章的重点知识。关于染色体是遗传物质的主要载体是本节的又一重点，这主要是由真核细胞中的DNA主要存在于染色体上决定的。此外，在认识染色体是遗传物质主要载体的同时，不要忽略了细胞中还有少量DNA存在于线粒体和叶绿体中，线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体。受细胞核中染色体上DNA控制的遗传现象叫细胞核遗传，受细胞质中DNA控制的遗传现象叫细胞质遗传。【典型例题精讲】例1下列关于DNA的叙述中，正确的是A.玉米的卵细胞含有玉米的全部遗传信息B.同种生物个体之间DNA完全相同C.一个DNA分子只控制一个性状D.
