DNA是生物遺傳物質(zhì)教案設計
生物遺傳物質(zhì)是篇一：DNA是生物的遺傳物質(zhì)
DNA是生物的遺傳物質(zhì)（第二課時(shí)）教學(xué)目的：理解“T2噬菌體侵染細菌實(shí)驗”的設
計思路和原理，正確把握“DNA是主要遺傳物質(zhì)”的含義。教學(xué)重點(diǎn)：T2噬菌體侵染細菌實(shí)驗的思路。
教學(xué)方式：主要采用問(wèn)答式和啟發(fā)式。
教學(xué)過(guò)程
一、導入：（教師）我們上一節課談了證明DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗之一——肺炎雙球菌轉化實(shí)驗；在結尾，我們提到，那個(gè)實(shí)驗并沒(méi)有使人們普遍接受“DNA是遺傳物質(zhì)”。而是等到Hershey和Chase（同時(shí)板書(shū)）做了另一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗——T2噬菌體侵染細菌實(shí)驗（同時(shí)板書(shū)）——之后，這一事實(shí)才被最終接受。那么，今天，我們就來(lái)學(xué)習這個(gè)實(shí)驗。
二、(教師)在介紹實(shí)驗過(guò)程前的工作：我們先來(lái)認識一下這個(gè)實(shí)驗的兩個(gè)主角——T2噬菌體和大腸桿菌。
1．（教師）大腸桿菌(板書(shū))，我們是否聽(tīng)說(shuō)過(guò)呢？它是一種什么樣的生命呢，是否有細胞結構？是原核生物還是真核生物？
�。▽W(xué)生）生活在人體大腸中的一種細菌，應該是原核生物，有細胞結構。（教師）你認為它新陳代謝的同化作用類(lèi)型應該是怎樣的呢？為什么？（學(xué)生）應該是異養的。因為它生活在人的大腸中。
2．（教師）那么病毒呢？病毒是是原核生物還是真核生物？
�。▽W(xué)生）病毒既不是原核生物也不是真核生物，因為它沒(méi)有細胞結構。（這里學(xué)生可能會(huì )答錯，教師則發(fā)問(wèn)提示：病毒是細胞生命嗎？）
�。ń處煟┎《静粌H沒(méi)有細胞結構，而且不能自己產(chǎn)生能量和ATP，因此，我們說(shuō)它是一種絕對寄生的生命，并且只有寄生在活細胞內才會(huì )表現為生命；一旦離開(kāi)活細胞，不僅不能繁殖，而且很快就會(huì )死亡。按照其宿主的不同，我們將其分為植物病毒、動(dòng)物病外殼
毒和細菌病毒。其中，噬菌體就是細
菌病毒，是專(zhuān)門(mén)寄生在細菌體內的蛋白質(zhì)
一種病毒。T2噬菌體(板書(shū))則是可
以侵染大腸桿菌的一種噬菌體，其尾絲
結構如圖（板書(shū)畫(huà)圖，同時(shí)對之進(jìn)行說(shuō)明）
三、介紹實(shí)驗過(guò)程
�。ń處煟┰搶�(shí)驗采用的是同位素標記法或叫同位素示蹤法。我記得我們以前好象用過(guò)這種方法，在哪兒呢？
�。▽W(xué)生）在光合作用鑒定水的來(lái)源是來(lái)自于HO2還是CO2。
�。ń處煟┪覀冞@兒的實(shí)驗目的是什么？
�。▽W(xué)生）鑒定遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)？
�。ń處煟┠敲催@兩種物質(zhì)的組成元素分別是什么？
�。▽W(xué)生）DNA的組成元素是C、H、O、N、P；蛋白質(zhì)的組成元素是C、H、O、N，大多含S。
�。ń處煟┠敲次覀冇檬裁丛貙@兩種物質(zhì)進(jìn)行標記呢？為什么？
�。▽W(xué)生）用P標記DNA，用S標記蛋白質(zhì)。因為DNA含P但不含S，而蛋白3235
質(zhì)含有S卻不含P。
�。ń處煟┠俏覀兪欠窨梢灾苯影阉鼈兎謩e注射到噬菌體體內呢？為什么？（學(xué)生）不能。噬菌體太小了。
�。ń處煟┠敲�，我們用如下方法來(lái)給它們作標記。（邊說(shuō)邊板書(shū)畫(huà)圖如下①②）配制這兩種培養基之后，分別在上面接種大腸桿菌。（發(fā)問(wèn)）結果如何？為什么會(huì )這樣？
�。▽W(xué)生）兩組培養基上的大腸桿菌分別被P和S標記上了。因為它是異養3235
的，必須從培養基中獲取物質(zhì)。
�。ń處煟┦堑�。（同時(shí)板書(shū)畫(huà)圖③）但我是不是說(shuō)錯了？不是要標記噬菌體嗎？怎么去標記大腸桿菌了？
�。▽W(xué)生）沒(méi)錯。因為噬菌體必須寄生在細菌細胞內，不能直接生活在培養基上。所以，要首先標記細菌，然后才能去標記噬菌體。（如果學(xué)生一時(shí)不能答出，教師提示性發(fā)問(wèn)：噬菌體的生活方式怎樣？）
�。ń處煟⿲�。所以，接下來(lái)我們用噬菌體分別去侵染這兩組已經(jīng)作上標記的大腸桿菌。（同時(shí)板書(shū)畫(huà)圖④）結果會(huì )怎樣？
�。▽W(xué)生）子代噬菌體分別被P和S標記上了。
�。ń處煟┮陨�4步就是給噬菌體作標記的過(guò)程。（同時(shí)板書(shū)畫(huà)圖⑤）
�。ń處煟┤缓笪覀冇眠@些噬菌體去侵染普通大腸桿菌。（同時(shí)板書(shū)畫(huà)圖⑥⑦）之3235后，我們要用離心的分離方法。這種方法是利用不同物質(zhì)的密度不同，在高速旋轉過(guò)程中，密度大的沉到下層，密度小的浮在上清夜中。那么，我們進(jìn)行離心后（同時(shí)板書(shū)畫(huà)圖⑧）大腸桿菌和沒(méi)有進(jìn)入細菌的噬菌體，何者在上？何者位于沉淀中？為什么？
�。▽W(xué)生）大腸桿菌在沉淀中，因為它有細胞結構，密度較大。
�。ń處煟┠敲�，進(jìn)行分離后，我們選擇什么指標觀(guān)察，以鑒定噬菌體的哪種物質(zhì)進(jìn)入了細菌？
�。▽W(xué)生）放射性。因為用了放射性元素。
�。ń處煟┠銈兯伎家幌驴赡艿慕Y果（同時(shí)板書(shū)預期結果及A、B、A′、B′如⑨，然后提問(wèn)）
�。ń處煟A計學(xué)生完全可以回答出正確的可能的結果學(xué)生）根據學(xué)生回答板書(shū)填空“有”或“無(wú)”。然后請學(xué)生分析結果。（教師此時(shí)可以進(jìn)行適當提示）
�。▽W(xué)生）若為A，則意味著(zhù)DNA未進(jìn)入細菌，當然應該不會(huì )是遺傳物質(zhì)；若為B，則意味著(zhù)DNA進(jìn)入了細菌，就可能是遺傳物質(zhì)。類(lèi)似地若為A′，則意味著(zhù)蛋白質(zhì)未進(jìn)入細菌，當然應該不會(huì )是遺傳物質(zhì)；若為B′，則意味著(zhù)蛋白質(zhì)進(jìn)入了細菌，就可能是遺傳物質(zhì)。
�。ń處煟┱埻瑢W(xué)將A、B與A′、B′進(jìn)行組合，分析全部可能的結果和結論。
預期結果（有無(wú)放射性）⑨⑩32P標記的大腸桿菌AB
獲得P標記的上清夜有無(wú)
噬菌體侵染⑥沉淀無(wú)有
離心⑧
子代噬菌體有放射性
3232P培養基①
用噬菌體侵染④
接種大腸桿菌③
�、菸礃擞浀拇竽c桿菌
獲得35
S標記的A′B′
噬菌體侵染⑦
上清夜有無(wú)
沉淀無(wú)有
離心⑧
35S培養基②35S標記的大腸桿菌子代噬菌體無(wú)放射性
�。▽W(xué)生）①A+B′：表明DNA沒(méi)有進(jìn)入細胞而蛋白質(zhì)進(jìn)入了，因此蛋白質(zhì)可能是遺傳物質(zhì)而DNA不是；②B+A′：表明蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入細胞而DNA進(jìn)入了，因此DNA可能是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是；③B+B′：表明DNA和蛋白質(zhì)均進(jìn)入細胞，因此此種方法還無(wú)法判斷DNA和蛋白質(zhì)誰(shuí)是遺傳物質(zhì)，需要另外設計實(shí)驗。
�。ǹ赡苓�會(huì )有學(xué)生答出A+A′，則：教師）那么這種情況會(huì )否發(fā)生呢？若是這樣，噬菌體怎么遺傳呢？
�。ń處�，待學(xué)生稍作理解）該實(shí)驗的實(shí)際結果如何？說(shuō)明什么？
�。▽W(xué)生看書(shū)）是②B+A′。表明蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入細胞而DNA進(jìn)入了，因此DNA可能是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是。
�。ń處煟┑沁@樣有無(wú)缺陷呢？水也會(huì )進(jìn)入細菌，但是否也是遺傳物質(zhì)呢？因此，我們還要進(jìn)一步驗證，檢測看細菌裂解后，子代噬菌體有無(wú)放射性（板書(shū)畫(huà)圖⑩）。結果是什么？
�。▽W(xué)生）用DNA標記的子代噬菌體有放射性而標記蛋白質(zhì)的沒(méi)有。
�。ń處煟⿲�，這就最終證明DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。
四、解釋實(shí)驗結果
�。ń處煟┦聦�(shí)上，若干年以后，隨著(zhù)人類(lèi)技術(shù)手段的進(jìn)步，我們已經(jīng)知道了T2噬菌體侵染大腸桿菌的詳細過(guò)程。原來(lái)，它首先是附著(zhù)于細菌表面，而后將其
DNA注射進(jìn)細菌，蛋白質(zhì)外殼卻留在外面。DNA進(jìn)去后，一方面進(jìn)行復制，另一方面利用細菌指導合成病毒自己的蛋白質(zhì)外殼，然后裝配成子代噬菌體。這就是為什么我們的實(shí)驗會(huì )出現上述的結果。
五、總結結論和說(shuō)明
�。ń處煟┑髞�(lái)，人們發(fā)現某些病毒不含DNA，只有RNA，并且通過(guò)實(shí)驗證明它們的遺傳物質(zhì)就是RNA。因此，我們將生物的遺傳物質(zhì)歸結：DNA是主要的遺傳物質(zhì)（同時(shí)大字板書(shū)）。
�。ń處煟⿲@句話(huà)，應該正確理解。這里的“主要”指的是生物的種類(lèi)，即“絕大多數生物，其遺傳物質(zhì)是DNA；但不排除少數生物的遺傳物質(zhì)是其他物質(zhì)如RNA。而不是說(shuō)，某種生物，其主要遺傳物質(zhì)是DNA，RNA則是它的次要遺傳物質(zhì)�！睂�(shí)際上，只有在DNA不存在時(shí)，RNA才會(huì )作為遺傳物質(zhì)。那么，什么樣的生命會(huì )以RNA作為遺傳物質(zhì)呢？為什么？
�。▽W(xué)生）病毒，因為它沒(méi)有細胞結構，并且只有一種核酸。而細胞里頭，既有DNA又有RNA。所以，細胞生命的遺傳物質(zhì)就是DNA，只有某些病毒的遺傳物質(zhì)才是RNA。
�。ń處熆偨Y）完全正確。我們這兩節課，通過(guò)兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。我們下去要繼續領(lǐng)會(huì )它們的設計思路，并且完整理解“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這個(gè)結論。下課。
課后反思
對該實(shí)驗的介紹，是從2004年的春季才改編為現在的形式的。這樣改，我認為更符合科學(xué)史的本來(lái)面目，也更符合現代教育的目的和要求，有助于對學(xué)生創(chuàng )新精神的培養和科學(xué)素養的提高。而原來(lái)的教材，實(shí)質(zhì)上是演繹性質(zhì)的，確實(shí)非常系統、嚴密，但缺點(diǎn)是脫離了歷史的真實(shí)，正如我課堂上說(shuō)到的，“是在若干年以后人們才研究清楚的”，而不是實(shí)驗本身。記得前些年教學(xué)時(shí)，就有學(xué)生問(wèn)：“老師，既然已經(jīng)知道噬菌體只有DNA進(jìn)入了細菌而蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)去，不就可以說(shuō)明其遺傳物質(zhì)只能是DNA而不可能是蛋白質(zhì)了嗎？那這個(gè)實(shí)驗還有必要嗎？”當時(shí)，我只能告訴他：“教材中的介紹是之后才知道的，當時(shí)的實(shí)驗顯然不可能如此設計。但當時(shí)這個(gè)實(shí)驗確實(shí)讓人們信服了DNA是遺傳物質(zhì)�！爆F在，教材作了如此改動(dòng)，我們講起來(lái)應該說(shuō)是更順手了，但在教學(xué)設計的側重點(diǎn)上，我們也必須相應改變，才能適應教育教學(xué)改革的要求及教材編纂者的初衷。當然，對原教材中的有益之處，仍要采用，因此，我在介紹完實(shí)驗之后，用幾句話(huà)對此簡(jiǎn)要說(shuō)明了一下。從效果看，這樣設計是成功的。既適應了新教材的要求，又兼顧了學(xué)生的理解能力。另外，鑒于學(xué)生知識面限制，我認為對“噬菌體”、“離心”等進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，也是必需的，否則，學(xué)生不可能理解這個(gè)實(shí)驗的設計思路，從而也不可能真正完成教學(xué)任務(wù)。
生物遺傳物質(zhì)是篇二：自然界為什么選擇DNA作為遺傳物質(zhì)
自然界為什么選擇DNA作為遺傳物質(zhì)？
當上遺傳物質(zhì)需要什么”真功夫”?
1.在細胞生長(cháng)和繁殖的過(guò)程中能夠精確地復制自己，使得前后代具有一定的連續性。
2.能夠指導蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過(guò)程。
3.具有貯存大量遺傳信息的潛在能力。
4.結構比較穩定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續復制，并能遺傳給后代。
DNA的結構
DNA含脫氧核糖，有利于使分子結構更加穩定。在堿性環(huán)境下，RNA分子中核糖的2號碳上的-OH會(huì )失一個(gè)氫原子而裸露出電子，這個(gè)電子對會(huì )攻擊RNA鏈上鄰近的磷酸二酯鍵，使得磷酸二酯鍵斷裂，導致RNA分子斷裂；而DNA分子脫氧核糖的2號碳上沒(méi)有游離的-OH，不會(huì )經(jīng)由堿的作用而產(chǎn)生相同的反應，不會(huì )形成2，3-環(huán)形磷酸鹽的中間產(chǎn)物，因此，RNA分子一般較DNA分子短，且不如DNA分子穩定
DNA分子中書(shū)寫(xiě)遺傳信息的堿基是A、T、C、G，為什么不用U。比較三種嘧啶分子的結構可以看出，C和U的結構很相近，C與T差異較大。DNA以T代U，其生物學(xué)意義十分重大。堿基C在某種條件下容易氧化脫氨基而成U；如果DNA本來(lái)就有U，那么新變過(guò)來(lái)的U和原有的U就無(wú)法區別，這樣會(huì )把遺傳信息搞亂。DNA無(wú)U有T，新變過(guò)來(lái)的U一看就是“不速之客”，可以馬上清除，保持原有遺傳信息的穩定性
2.DNA分子大而穩定，適于儲存大量信息
假若由四種核苷酸組成的DNA分子的一條鏈由n個(gè)核苷酸組成，則組成的`重復排列種數：N=4?（若n=1000，則N=10602，遠大于人類(lèi)已經(jīng)知道的宇宙中全部原子數的總和1073）。這說(shuō)明DNA分子能夠儲存極其大量的信息。實(shí)際上生物只利用了這些可能排列種數中的一部分，有相當一部分排列方式成為沒(méi)有功能的基因。在這些沒(méi)有功能的基因中，仍然有極其大量的有利于突變的排列方式存在�？梢�(jiàn)，基因通過(guò)突變而產(chǎn)生新的排列方式的潛能幾乎是無(wú)限的；通過(guò)基因的突變，為生物
進(jìn)化和人類(lèi)改造生物的遺傳屬性提供了物質(zhì)基礎。
3.DNA的介電常數是已知的介電常數最大的物質(zhì)，且具有高度量子簡(jiǎn)并的特征控制論指出，許多儲存信息的方法具有一個(gè)共同的重要物理要素，它們似乎都是振動(dòng)方式很多且頻率相同的高度量子簡(jiǎn)并性的系統。許多儲存信息和能量的物質(zhì)具有很高的介電常數，這種物質(zhì)在微小擾動(dòng)時(shí)就能產(chǎn)生顯著(zhù)而穩定的結果，即出現量子簡(jiǎn)并性。作為遺傳物質(zhì)的DNA就具有這種高度量子簡(jiǎn)并的特征。DNA的介電常數高達120000以上，是已知的介電常數最大的物質(zhì)，可見(jiàn)大自然選擇DNA作為遺傳物質(zhì)并非偶然。生物機體的新陳代謝和生殖作用的許多問(wèn)題都與量子簡(jiǎn)并性物質(zhì)有關(guān)。
4.DNA分子為共軛雙鍵體系
DNA的組成部分----------嘌呤和嘧啶基團中都具有共軛雙鍵，它們都有自己的非偶電子。這些非偶電子不受任何個(gè)別原子的束縛，為整個(gè)分子的共軛系統所共有，電子的激發(fā)能也屬于整個(gè)共軛系統。DNA在復制和轉錄過(guò)程中作為模板而傳遞信息。由于DNA分子為共軛雙鍵體系，對于實(shí)現重疊轉移、共振轉移、電荷絡(luò )合物轉移、半導性能帶的電子轉移等各式各樣電子激發(fā)能的轉移十分有利。
具有共軛結構的有機高分子化合物有很多特殊的性能，除了順磁性和導電性之外，還表現出催化活性和耐熱性。DNA在復制過(guò)程中的模板自身催化活性，以及在轉錄過(guò)程中對mRNA合成的異已催化活性都是共軛體系催化活性的表現。
DNA在介質(zhì)分子的熱運動(dòng)中得到保護，使遺傳特性相對穩定，這是共軛體系耐熱性的表現。若具有遺傳特性的物質(zhì)一直保持在37°左右的恒溫條件下，幾千年來(lái)的分子熱運動(dòng)未能破壞它的有序結構。這說(shuō)明，外界因素要引起生物的遺傳物質(zhì)發(fā)生突變，必須越過(guò)一量子化了的很高能壘，即生物體內的遺傳物質(zhì)被一個(gè)“能障”保護著(zhù)。
DNA的性質(zhì)
之所以能夠作為遺傳信息儲存庫，部分原因是由于它的化學(xué)穩定性。在沒(méi)有酶催化的情況下，DNA的化學(xué)變化非常緩慢。
癌變細胞
信息穩定的長(cháng)期儲存對細胞來(lái)說(shuō)特別重要，細胞對遺傳信息改變具有低耐受性。稍微改變DNA結構就會(huì )導致嚴重的生理后果。
為什么RNA不能作為遺傳物質(zhì)呢？
1.RNA分子量小，只有病毒，基因組小，遺傳信息少，可以直接用RNA。
2.RNA不可以完成自我復制。
3.RNA多數是單鏈，結構不穩定。
蛋白質(zhì)能不能翻身當上遺傳主宰者呢？
組成蛋白質(zhì)的主要氨基酸約有20種。由于氨基酸的種類(lèi)和數量不同，排列順序不同，可以組成無(wú)數種蛋白質(zhì)，具有儲存大量信息的潛力。蛋白質(zhì)（特別是酶）能夠控制生物的性狀和代謝。但是蛋白質(zhì)不能進(jìn)行自我復制，而且它在染色體中的含量往往是不固定的，分子結構也不穩定；它也不能遺傳給后代，所以蛋白質(zhì)不可能是遺傳物質(zhì)。
生物遺傳物質(zhì)是篇三：
試卷緊扣教材和考試說(shuō)明，從考生熟悉的基礎知識入手，多角度、多層次地考查了學(xué)生的數學(xué)理性思維能力及對數學(xué)本質(zhì)的理解能力，立足基礎，先易后難，難易適中，強調應用，不偏不怪，達到了“考基礎、考能力、考素質(zhì)”的目標。試卷所涉及的知識內容都在考試大綱的范圍內，幾乎覆蓋了高中所學(xué)知識的全部重要內容，體現了“重點(diǎn)知識重點(diǎn)考查”的原則。
1．回歸教材，注重基礎
試卷遵循了考查基礎知識為主體的原則，尤其是考試說(shuō)明中的大部分知識點(diǎn)均有涉及，其中應用題與抗戰勝利70周年為背景，把愛(ài)國主義教育滲透到試題當中，使學(xué)生感受到了數學(xué)的育才價(jià)值，所有這些題目的設計都回歸教材和中學(xué)教學(xué)實(shí)際，操作性強。
2．適當設置題目難度與區分度
選擇題第12題和填空題第16題以及解答題的第21題，都是綜合性問(wèn)題，難度較大，學(xué)生不僅要有較強的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及扎實(shí)深厚的數學(xué)基本功，而且還要掌握必須的數學(xué)思想與方法，否則在有限的時(shí)間內，很難完成。
3．布局合理，考查全面，著(zhù)重數學(xué)方法和數學(xué)思想的考察
在選擇題，填空題，解答題和三選一問(wèn)題中，試卷均對高中數學(xué)中的重點(diǎn)內容進(jìn)行了反復考查。包括函數，三角函數，數列、立體幾何、概率統計、解析幾何、導數等幾大版塊問(wèn)題。些問(wèn)題都是以知識為載體，立意于能力，讓數學(xué)思想方法和數學(xué)思維方式貫穿于整個(gè)試題的解答過(guò)程之中。
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