DNA是生物遺傳物質教案設計
DNA是生物遺傳物質教案設計
生物遺傳物質是篇一：DNA是生物的遺傳物質
DNA是生物的遺傳物質（第二課時）教學目的：理解“T2噬菌體侵染細菌實驗”的設
計思路和原理，正確把握“DNA是主要遺傳物質”的含義。教學重點：T2噬菌體侵染細菌實驗的思路。
教學方式：主要採用問答式和啟發式。
教學過程
一、匯入：（教師）我們上一節課談了證明DNA是遺傳物質的經典實驗之一——肺炎雙球菌轉化實驗；在結尾，我們提到，那個實驗並沒有使人們普遍接受“DNA是遺傳物質”。而是等到Hershey和Chase（同時板書）做了另一個經典實驗——T2噬菌體侵染細菌實驗（同時板書）——之後，這一事實才被最終接受。那麼，今天，我們就來學習這個實驗。
二、(教師)在介紹實驗過程前的工作：我們先來認識一下這個實驗的兩個主角——T2噬菌體和大腸桿菌。
1．（教師）大腸桿菌(板書)，我們是否聽說過呢？它是一種什麼樣的生命呢，是否有細胞結構？是原核生物還是真核生物？
（學生）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型別應該是怎樣的呢？為什麼？（學生）應該是異養的。因為它生活在人的大腸中。
2．（教師）那麼病毒呢？病毒是是原核生物還是真核生物？
（學生）病毒既不是原核生物也不是真核生物，因為它沒有細胞結構。（這裡學生可能會答錯，教師則發問提示：病毒是細胞生命嗎？）
（教師）病毒不僅沒有細胞結構，而且不能自己產生能量和ATP，因此，我們說它是一種絕對寄生的生命，並且只有寄生在活細胞內才會表現為生命；一旦離開活細胞，不僅不能繁殖，而且很快就會死亡。按照其宿主的不同，我們將其分為植物病毒、動物病外殼
毒和細菌病毒。其中，噬菌體就是細
菌病毒，是專門寄生在細菌體內的蛋白質
一種病毒。T2噬菌體(板書)則是可
以侵染大腸桿菌的一種噬菌體，其尾絲
結構如圖（板書畫圖，同時對之進行說明）
三、介紹實驗過程
（教師）該實驗採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這種方法，在哪兒呢？
（學生）在光合作用鑑定水的來源是來自於HO2還是CO2。
（教師）我們這兒的實驗目的是什麼？
（學生）鑑定遺傳物質是DNA還是蛋白質？
（教師）那麼這兩種物質的組成元素分別是什麼？
（學生）DNA的組成元素是C、H、O、N、P；蛋白質的組成元素是C、H、O、N，大多含S。
（教師）那麼我們用什麼元素對這兩種物質進行標記呢？為什麼？
（學生）用P標記DNA，用S標記蛋白質。因為DNA含P但不含S，而蛋白3235
質含有S卻不含P。
（教師）那我們是否可以直接把它們分別注射到噬菌體體內呢？為什麼？（學生）不能。噬菌體太小了。
（教師）那麼，我們用如下方法來給它們作標記。（邊說邊板書畫圖如下①②）配製這兩種培養基之後，分別在上面接種大腸桿菌。（發問）結果如何？為什麼會這樣？
（學生）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。
（教師）是的。（同時板書畫圖③）但我是不是說錯了？不是要標記噬菌體嗎？怎麼去標記大腸桿菌了？
（學生）沒錯。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，然後才能去標記噬菌體。（如果學生一時不能答出，教師提示性發問：噬菌體的生活方式怎樣？）
（教師）對。所以，接下來我們用噬菌體分別去侵染這兩組已經作上標記的大腸桿菌。（同時板書畫圖④）結果會怎樣？
（學生）子代噬菌體分別被P和S標記上了。
（教師）以上4步就是給噬菌體作標記的過程。（同時板書畫圖⑤）
（教師）然後我們用這些噬菌體去侵染普通大腸桿菌。（同時板書畫圖⑥⑦）之3235後，我們要用離心的分離方法。這種方法是利用不同物質的密度不同，在高速旋轉過程中，密度大的沉到下層，密度小的浮在上清夜中。那麼，我們進行離心後（同時板書畫圖⑧）大腸桿菌和沒有進入細菌的噬菌體，何者在上？何者位於沉澱中？為什麼？
（學生）大腸桿菌在沉澱中，因為它有細胞結構，密度較大。
（教師）那麼，進行分離後，我們選擇什麼指標觀察，以鑑定噬菌體的哪種物質進入了細菌？
（學生）放射性。因為用了放射性元素。
（教師）你們思考一下可能的結果（同時板書預期結果及A、B、A′、B′如⑨，然後提問）
（教師）（預計學生完全可以回答出正確的可能的結果學生）根據學生回答板書填空“有”或“無”。然後請學生分析結果。（教師此時可以進行適當提示）
（學生）若為A，則意味著DNA未進入細菌，當然應該不會是遺傳物質；若為B，則意味著DNA進入了細菌，就可能是遺傳物質。類似地若為A′，則意味著蛋白質未進入細菌，當然應該不會是遺傳物質；若為B′，則意味著蛋白質進入了細菌，就可能是遺傳物質。
（教師）請同學將A、B與A′、B′進行組合，分析全部可能的結果和結論。
預期結果（有無放射性）⑨⑩32P標記的大腸桿菌AB
獲得P標記的上清夜有無
噬菌體侵染⑥沉澱無有
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
⑤未標記的大腸桿菌
獲得35
S標記的A′B′
噬菌體侵染⑦
上清夜有無
沉澱無有
離心⑧
35S培養基②35S標記的大腸桿菌子代噬菌體無放射性
（學生）①A+B′：表明DNA沒有進入細胞而蛋白質進入了，因此蛋白質可能是遺傳物質而DNA不是；②B+A′：表明蛋白質沒有進入細胞而DNA進入了，因此DNA可能是遺傳物質而蛋白質不是；③B+B′：表明DNA和蛋白質均進入細胞，因此此種方法還無法判斷DNA和蛋白質誰是遺傳物質，需要另外設計實驗。
（可能還會有學生答出A+A′，則：教師）那麼這種情況會否發生呢？若是這樣，噬菌體怎麼遺傳呢？
（教師，待學生稍作理解）該實驗的實際結果如何？說明什麼？
（學生看書）是②B+A′。表明蛋白質沒有進入細胞而DNA進入了，因此DNA可能是遺傳物質而蛋白質不是。
（教師）但是這樣有無缺陷呢？水也會進入細菌，但是否也是遺傳物質呢？因此，我們還要進一步驗證，檢測看細菌裂解後，子代噬菌體有無放射性（板書畫圖⑩）。結果是什麼？
（學生）用DNA標記的子代噬菌體有放射性而標記蛋白質的沒有。
（教師）對，這就最終證明DNA是T2噬菌體的遺傳物質。
四、解釋實驗結果
（教師）事實上，若干年以後，隨著人類技術手段的進步，我們已經知道了T2噬菌體侵染大腸桿菌的詳細過程。原來，它首先是附著於細菌表面，而後將其
DNA注射進細菌，蛋白質外殼卻留在外面。DNA進去後，一方面進行復制，另一方面利用細菌指導合成病毒自己的蛋白質外殼，然後裝配成子代噬菌體。這就是為什麼我們的實驗會出現上述的結果。
五、總結結論和說明
（教師）但後來，人們發現某些病毒不含DNA，只有RNA，並且透過實驗證明它們的遺傳物質就是RNA。因此，我們將生物的遺傳物質歸結：DNA是主要的遺傳物質（同時大字板書）。
（教師）對這句話，應該正確理解。這裡的“主要”指的是生物的種類，即“絕大多數生物，其遺傳物質是DNA；但不排除少數生物的遺傳物質是其他物質如RNA。而不是說，某種生物，其主要遺傳物質是DNA，RNA則是它的次要遺傳物質。”實際上，只有在DNA不存在時，RNA才會作為遺傳物質。那麼，什麼樣的生命會以RNA作為遺傳物質呢？為什麼？
（學生）病毒，因為它沒有細胞結構，並且只有一種核酸。而細胞裡頭，既有DNA又有RNA。所以，細胞生命的遺傳物質就是DNA，只有某些病毒的遺傳物質才是RNA。
（教師總結）完全正確。我們這兩節課，透過兩個經典實驗，證明了DNA是遺傳物質。我們下去要繼續領會它們的設計思路，並且完整理解“DNA是主要的遺傳物質”這個結論。下課。
課後反思
對該實驗的介紹，是從2004年的春季才改編為現在的形式的。這樣改，我認為更符合科學史的本來面目，也更符合現代教育的目的和要求，有助於對學生創新精神的培養和科學素養的提高。而原來的教材，實質上是演繹性質的，確實非常系統、嚴密，但缺點是脫離了歷史的真實，正如我課堂上說到的，“是在若干年以後人們才研究清楚的”，而不是實驗本身。記得前些年教學時，就有學生問：“老師，既然已經知道噬菌體只有DNA進入了細菌而蛋白質沒有進去，不就可以說明其遺傳物質只能是DNA而不可能是蛋白質了嗎？那這個實驗還有必要嗎？”當時，我只能告訴他：“教材中的介紹是之後才知道的`，當時的實驗顯然不可能如此設計。但當時這個實驗確實讓人們信服了DNA是遺傳物質。”現在，教材作了如此改動，我們講起來應該說是更順手了，但在教學設計的側重點上，我們也必須相應改變，才能適應教育教學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，仍要採用，因此，我在介紹完實驗之後，用幾句話對此簡要說明了一下。從效果看，這樣設計是成功的。既適應了新教材的要求，又兼顧了學生的理解能力。另外，鑑於學生知識面限制，我認為對“噬菌體”、“離心”等進行簡要介紹，也是必需的，否則，學生不可能理解這個實驗的設計思路，從而也不可能真正完成教學任務。
生物遺傳物質是篇二：自然界為什麼選擇DNA作為遺傳物質
自然界為什麼選擇DNA作為遺傳物質？
當上遺傳物質需要什麼”真功夫”?
1.在細胞生長和繁殖的過程中能夠精確地複製自己，使得前後代具有一定的連續性。
2.能夠指導蛋白質合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程。
3.具有貯存大量遺傳資訊的潛在能力。
4.結構比較穩定，但在特殊情況下又能發生突變，而且突變以後還能繼續複製，並能遺傳給後代。
DNA的結構
DNA含脫氧核糖，有利於使分子結構更加穩定。在鹼性環境下，RNA分子中核糖的2號碳上的-OH會失一個氫原子而裸露出電子，這個電子對會攻擊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號碳上沒有遊離的-OH，不會經由鹼的作用而產生相同的反應，不會形成2，3-環形磷酸鹽的中間產物，因此，RNA分子一般較DNA分子短，且不如DNA分子穩定
DNA分子中書寫遺傳資訊的鹼基是A、T、C、G，為什麼不用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，其生物學意義十分重大。鹼基C在某種條件下容易氧化脫氨基而成U；如果DNA本來就有U，那麼新變過來的U和原有的U就無法區別，這樣會把遺傳資訊搞亂。DNA無U有T，新變過來的U一看就是“不速之客”，可以馬上清除，保持原有遺傳資訊的穩定性
2.DNA分子大而穩定，適於儲存大量資訊
假若由四種核苷酸組成的DNA分子的一條鏈由n個核苷酸組成，則組成的重複排列種數：N=4?（若n=1000，則N=10602，遠大於人類已經知道的宇宙中全部原子數的總和1073）。這說明DNA分子能夠儲存極其大量的資訊。實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有功能的基因。在這些沒有功能的基因中，仍然有極其大量的有利於突變的排列方式存在。可見，基因透過突變而產生新的排列方式的潛能幾乎是無限的；透過基因的突變，為生物
進化和人類改造生物的遺傳屬性提供了物質基礎。
3.DNA的介電常數是已知的介電常數最大的物質，且具有高度量子簡併的特徵控制論指出，許多儲存資訊的方法具有一個共同的重要物理要素，它們似乎都是振動方式很多且頻率相同的高度量子簡併性的系統。許多儲存資訊和能量的物質具有很高的介電常數，這種物質在微小擾動時就能產生顯著而穩定的結果，即出現量子簡併性。作為遺傳物質的DNA就具有這種高度量子簡併的特徵。DNA的介電常數高達120000以上，是已知的介電常數最大的物質，可見大自然選擇DNA作為遺傳物質並非偶然。生物機體的新陳代謝和生殖作用的許多問題都與量子簡併性物質有關。
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別原子的束縛，為整個分子的共軛系統所共有，電子的激發能也屬於整個共軛系統。DNA在複製和轉錄過程中作為模板而傳遞資訊。由於DNA分子為共軛雙鍵體系，對於實現重疊轉移、共振轉移、電荷絡合物轉移、半導效能帶的電子轉移等各式各樣電子激發能的轉移十分有利。
具有共軛結構的有機高分子化合物有很多特殊的效能，除了順磁性和導電性之外，還表現出催化活性和耐熱性。DNA在複製過程中的模板自身催化活性，以及在轉錄過程中對mRNA合成的異已催化活性都是共軛體系催化活性的表現。
DNA在介質分子的熱運動中得到保護，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一直保持在37°左右的恆溫條件下，幾千年來的分子熱運動未能破壞它的有序結構。這說明，外界因素要引起生物的遺傳物質發生突變，必須越過一量子化了的很高能壘，即生物體內的遺傳物質被一個“能障”保護著。
DNA的性質
之所以能夠作為遺傳資訊儲存庫，部分原因是由於它的化學穩定性。在沒有酶催化的情況下，DNA的化學變化非常緩慢。
癌變細胞
資訊穩定的長期儲存對細胞來說特別重要，細胞對遺傳資訊改變具有低耐受性。稍微改變DNA結構就會導致嚴重的生理後果。
為什麼RNA不能作為遺傳物質呢？
1.RNA分子量小，只有病毒，基因組小，遺傳資訊少，可以直接用RNA。
2.RNA不可以完成自我複製。
3.RNA多數是單鏈，結構不穩定。
蛋白質能不能翻身當上遺傳主宰者呢？
組成蛋白質的主要氨基酸約有20種。由於氨基酸的種類和數量不同，排列順序不同，可以組成無數種蛋白質，具有儲存大量資訊的潛力。蛋白質（特別是酶）能夠控制生物的性狀和代謝。但是蛋白質不能進行自我複製，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；它也不能遺傳給後代，所以蛋白質不可能是遺傳物質。
生物遺傳物質是篇三：
試卷緊扣教材和考試說明，從考生熟悉的基礎知識入手，多角度、多層次地考查了學生的數學理性思維能力及對數學本質的理解能力，立足基礎，先易後難，難易適中，強調應用，不偏不怪，達到了“考基礎、考能力、考素質”的目標。試卷所涉及的知識內容都在考試大綱的範圍內，幾乎覆蓋了高中所學知識的全部重要內容，體現了“重點知識重點考查”的原則。
1．迴歸教材，注重基礎
試卷遵循了考查基礎知識為主體的原則，尤其是考試說明中的大部分知識點均有涉及，其中應用題與抗戰勝利70週年為背景，把愛國主義教育滲透到試題當中，使學生感受到了數學的育才價值，所有這些題目的設計都回歸教材和中學教學實際，操作性強。
2．適當設定題目難度與區分度
選擇題第12題和填空題第16題以及解答題的第21題，都是綜合性問題，難度較大，學生不僅要有較強的分析問題和解決問題的能力，以及紮實深厚的數學基本功，而且還要掌握必須的數學思想與方法，否則在有限的時間內，很難完成。
3．佈局合理，考查全面，著重數學方法和數學思想的考察
在選擇題，填空題，解答題和三選一問題中，試卷均對高中數學中的重點內容進行了反覆考查。包括函式，三角函式，數列、立體幾何、機率統計、解析幾何、導數等幾大版塊問題。些問題都是以知識為載體，立意於能力，讓數學思想方法和數學思維方式貫穿於整個試題的解答過程之中。