遗传与变异有什么特点?

第五章 遗传和变异 第一节 生物的遗传

一 遗传的物质基础

一、素质教育目标
（一）知识教学点

1．理解染色体是遗传物质的主要载体；

2．了解细胞质遗传和细胞核遗传的概念；

3．理解遗传物质必须具备的特点；

4．理解噬菌体侵染细菌的实验及示意图，明确DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；

5．了解RNA也是遗传物质，明确DNA是主要的遗传物质。

（二）能力训练点

1．从生殖过程、染色体化学组成以及遗传物质存在部位划分来分析染色体是遗传物质的主要载体，训练学生逻辑思维的能力。

2．以噬菌体侵染细菌的实验为例说明DNA是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。

（三）德育渗透点

遗传、变异是生命最重要的特征，且遗传的物质主要是DNA，也有RNA，这就从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辩证唯物主义世界观的树立。

（四）学科方法训练点

了解实验研究的方法是自然科学研究的主要方法。　

二、教学重点、难点、疑点及解决办法　

1．教学重点及解决办法

（1）遗传物质必须具备的特点；

（2）噬菌体侵染细菌的实验过程与实验结论。

[解决方法]

（1）作为遗传物质必须具备的特点的内容，先让学生用阅读的方法去感知，再用讲解的方法去强调遗传物质必须具有的特点中“相对稳定性”中的相对，“自我复制”中的 自我，“指导蛋白质合成”中的指导，“可遗传变异”中的可遗传。目的是让学生充分的理解。最后，通过布置作业的方法去让学生巩固这部分内容。

（2）噬菌体侵染细菌的实验过程与实验结论的内容，先让学生用目标学习的方法，边看图、边看书去感知，再用反馈点拨的方法让学生充分理解，最后通过例题和作业布置的方法让学生掌握这部分内容。

2．教学难点及解决办法

噬菌体侵染细菌的实验过程与结果。

[解决方法]

（1）采用先行组织者的方法讲清噬菌体的结构和细菌的结构。

（2）让学生用目标学习的方法，边看书，边看图去感知，再用反馈点拨的方法让学生充分理解。

3．教学疑点及解决办法

如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质。

[解决方法]列表展示

　

三、课时安排　

1课时。　

四、教学方法　

谈话法为主。　

五、教具准备　

噬菌体模式图、噬菌体侵染细菌的实验图、哺乳动物产生子代的染色体变化图和多媒体教学器材。　

六、学生活动设计　

1．通过对哺乳动物产生子代的染色体变化图的观察和思考，让学生感知染色体在遗传上起的重要作用。

2．让学生看书后，思考性回答作为遗传物质必须具备的特点及内涵是什么？

3．让学生看书看图回答噬菌体是怎样侵染细菌的？并让学生粘剪贴图。

4．让学生做课文后面的复习题。　

七、教学步骤　

（一）明确目标

多媒体教学的银幕上显示本堂课的教学目标，见《一、素质教育目标》。

（二）重点、难点的学习与目标完成过程

引言：前面我们已学过了新陈代谢、生殖和发育。都是生物的基本特征。在新陈代谢和生殖发育的基础上，生物还表现出遗传和变异的特性，这也是生命现象的重要特征之一。现在我们就来学习这方面知识。

提问：举例说明什么是遗传？什么是变异？

在学生回答的基础上进一步点拨，必须明确：①遗传和变异是生物体最重要的特征；②生物遗传的特性，使生物界的物种能保持相对稳定。生物的变异特性，使生物个体能产生新的形状，以至形成新的物种。遗传和变异是对立统一的关系，是生物进化的重要因素。

接着讲，第一节生物的遗传（板书）。本节从分子水平上探讨三个大问题：一是遗传的物质基础；二是遗传的基本规律；三是性别决定和伴性遗传。我们首先学习“一、遗传的物质基础（板书）。”

遗传物质的载体是什么？遗传物质是什么？现代细胞学和遗传学已研究得知。本节课就此问题跟同学们探讨一下。

1．遗传物质的主要载体是染色体（板书）

多媒体教学的银幕上显示哺乳动物产生子代的染色体变化图，并展示下列问题：

问：①亲代与子代之间要保持染色体数目的恒定，必须经过哪些过程？

②染色体数目是如何的变化，其特点如何？

③染色体的化学成分主要有哪些？

待学生观察上图并思考后，抽学生反馈性的回答，并在此基础上，老师点拨：

亲代与子代以生殖细胞作为“桥梁”，通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究，人们了解到染色体在生物的传种接代过程中能保持一定的稳定性和连续性。所谓稳定性是子代和亲代染色体形状和数目相同，所谓连续性是子代的染色体来源于亲代。故人们认为染色体在遗传上有重要的作用。

染色体为什么在遗传上起作用呢？通过对染色体的化学成分分析，得知染色体主要是由DNA和蛋白质组成的，其中DNA在染色体里含量稳定，是主要的遗传物质。由于细胞里的DNA大部分在染色体上，因此，染色体是遗传物质的主要载体。

老师问：除了染色体上有DNA外，根据以前学过的知识，大家想一想，还有哪些地方有DNA呢？

学生答：细胞质中的线粒体、叶绿体上也有DNA。

老师强调：在细胞质中，线粒体和叶绿体含有DNA。故线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体。（板书）

通过师生共同小结，引导出细胞核遗传和细胞质遗传的概念。让学生必须明确：

染色体是主要的遗传物质载体，且染色体在细胞核内，受细胞核内遗传物质控制的遗传现象，叫做细胞核遗传。

线粒体和叶绿体也是遗传物质的载体，且在细胞质内，受细胞质内遗传物质控制的遗传现象，叫做细胞质遗传。

2．DNA是遗传物质的证据

（1）作为遗传物质必须具备的特点：（板书）

引导学生看书，并抽学生回答4个特点及每一特点的内涵是什么？学生回答后，老师强调作为遗传物质必须具有的特点中的“相对稳定性”中的相对、“自我复制”中的自我、“指导蛋白质合成”中的指导、“可遗传变异”中的可遗传。作为物质必须具备这4个特点，才可作为遗传物质。

目前，科学上有很多证据证明DNA具备以上4个特点，为遗传物质。其中，噬菌体侵染细菌的实验是有力的证据之一。

（2）噬菌体侵染细菌的实验：（板书）

用多媒体教学在银幕上出示噬菌体模式图，让学生指出各部分结构名称后，教师点拨：

噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。它的头部和尾部都具蛋白质的外壳，头内部含有DNA（图46）。

再在多媒体教学的银幕上出示细菌的模式图，让学生指出结构名称后教师点拨：

细菌是单细胞的原核生物。

老师让学生思考：噬菌体是怎样侵染细菌的？

用多媒体教学展示图47，噬菌体侵染细菌过程的动画示意图。并展示下列问题：

①噬菌体侵染细菌有哪几个步骤？

②此实验说明什么？根据是什么？

③此实验过程中DNA明显表现出了遗传物质的什么特性？

要求：让学生边看图，边看书（P·135倒数第一自然段至P·136页），边思考展示的问题。待学生将书看完，图看懂后，抽学生反馈银幕上展示的问题。

老师根据学生实际一一点拨。必须明确：

①噬菌体侵染细菌的过程：

吸附→注入→复制DNA和合成蛋白质→“组装”阶段→再次侵染

②这个实验证明：进入细菌的物质，只有DNA，并没有蛋白质，就能形成新的噬菌体。新的噬菌体中的蛋白质不是从亲代连续下来的，而是在噬菌体DNA的作用下合成的。说明了遗传物质是DNA，不是蛋白质。

③此实验还证明了DNA能够自我复制，在亲子代之间能够保持一定的连续性，也证明了DNA能够控制蛋白质的合成。

最后，老师必须讲清楚：遗传物质除了DNA以外，还有核糖核酸（RNA）。例如，有些病毒，它们不含有DNA，只含有RNA。在这种情况下，RNA就起着遗传物质的作用。因此，我们说DNA是“主要”的遗传物质，而不是“唯一”的遗传物质。

（三）总结、扩展

让学生总结，老师通过多媒体投影在银幕上。

再通过多媒体投影在银幕上显示练习题，让学生自主练习（此题练习的目的是强化、巩固本节课的重点。）

【例】：某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时分别用同位素32P和35S作了标记（下表）

（1）此实验所得结果是：子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是31P和32P，原因是____。子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素35S，原因是____。

（2）此实验说明了____。

参考答案：（1）子噬菌体的DNA是以侵入的母噬菌体DNA（含32P）为模板，利用细菌的化学成份（含31P的核苷酸）合成出来的。（2）噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳（含32S）没有进入细菌内，而是在噬菌体DNA的控制下，利用细菌的化学成份（含32S的氨基酸）合成新的蛋白质外壳。（3）DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

（四）布置作业

P·137中复习题。

（五）板书设计

第一节 遗传的物质基础

一、遗传的物质基础

（一）DNA是主要的遗传物质

1．遗传物质的主要载体是染色体

2．DNA是遗传物质的证据

（1）作为遗传物质必须具备的特点

（2）噬菌体侵染细菌的实验过程和结论

小结：

　

八、参考资料　

1．细胞质遗传　生物的大多数性状是受染色体上的DNA控制的，染色体上的DNA存在于细胞核内，受核内DNA控制的遗传叫做细胞核遗传。但是，生物也有一些性状不是由细胞核内的DNA所控制，而是由细胞质里的DNA所控制，这样的遗传叫做细胞质遗传。

细胞质遗传的主要特点：细胞质遗传的主要特点一是细胞质遗传都表现为母系遗传；二是杂交后代都不出现一定的分离比例。其原因是：细胞进行分裂时，细胞质中的遗传物质不像细胞核中染色体和DNA分子那样进行有规律的分离，而是随机地分配到子细胞中去。

2．细胞质和细胞核的互作　细胞质的线粒体是一个半自主的细胞器，它有自己的基因组，能进行DNA的复制、转录和翻译，可以编码自身的rRNA、tRNA以及少量蛋白质。但这些过程并不是线粒体完全独立地进行的，它离不开核基因的指导与调控。线粒体基因表达所必需的一些蛋白质，如RNA聚合酶、核糖体大亚单位以及许多调控因子都是由核基因编码，在细胞质的核糖体上合成后，运输进线粒体后再起作用。线粒体功能的正常发挥需要线粒体基因组和核基因组的互作。组成呼吸链的一系列结构蛋白是线粒体和细胞核共同编码的，这些蛋白质的正确组装，受核基因控制。同时，研究发现，细胞质的线粒体也可以以不同的方式影响核基因的表达。

3．细菌转化的实验　课本里只讲了噬菌体侵染细菌的实验，这里再补充介绍一下细菌转化的实验。

多年来，世界各国进行了许多细菌的转化实验，进一步确定遗传物质是DNA。所谓转化是指从甲种细菌提取出转化因素（即遗传物质）来处理乙种细菌，使乙种细菌获得甲种细菌的某些遗传特性。例如，人和动物的一种肺炎是由肺炎双球菌引起的。肺炎双球菌有许多种，像农作物的品种一样，各有其遗传的特异性。有人从一种有荚膜的肺炎双球菌中提取出DNA和蛋白质，再用这种DNA培养无荚膜的肺炎双球菌。结果，这种细菌转化成为有荚膜的了，而且这一有荚膜的新特性还可以一代一代地遗传下去。如果用提取出的蛋白质培养细菌，就不能产生转化的效果。实验的结果可以确定，遗传物质是DNA，而不是蛋白质。

　 （二）DNA的结构和复制　

一、素质教育目标　

（一）知识教学点

1．了解DNA的化学结构。

2．理解DNA的空间结构和DNA的双螺旋模式图。

3．理解DNA分子的碱基互补配对原则。

4．理解DNA分子结构的稳定性、多样性、特异性与丰富多采的生物界的关系。

5．理解DNA复制的全过程及其复制图解。

6．DNA复制的必需条件、复制时期和复制的生物学意义。

（二）能力训练点

1．培养自学能力：在自学中去领悟知识，去发现问题和解决问题。

2．培养观察能力、分析理解能力：通过计算机多媒体软件和DNA结构模型观察来提高观察能力、分析和理解能力。

3．通过讨论交流培养学生口头表达能力和逻辑思维能力。

4．培养创造性思维的能力：通过探索求知、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。

（三）德育渗透点

通过DNA的结构和复制的学习，探索生物界丰富多彩的奥秘，从而激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲望。从小树立敢于攀登，勇于拼搏的精神。　

二、教学重点、难点、疑点及解决办法　

1．教学重点

（1）DNA的双螺旋结构。

（2）碱基互补配对原则及其重要性。

（3）DNA分子的多样性。

（4）DNA复制的过程及特点。

2．教学难点

（1）DNA的空间结构特点及其结构与功能的关系。

（2）DNA复制的过程及子代DNA的分配。

3．教学疑点

DNA分子中只能是A—T、C—G配对吗？为什么？

4．解决办法

（1）充分发挥多媒体的独特功能，把DNA的化学结构、空间结构和DNA的复制过程等重难点知识编制成多媒体课件。将这些很难理解掌握的重点、难点知识变静为动，变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。

（2）培养提高学生的识图能力、思维能力，使其善于分析问题，解决问题，能够通过讨论交流将知识化难为易。

（3）DNA分子中只能是A—T、C—G吗？根据互补配对原则将这个疑点知识编制成形象逼真的课件展示，使学生一目了然。　

三、课时安排　

2课时。　

四、教学法　

多媒体教学组合模式，采用自学、讨论与讲述法。　

五、教具准备　

1．武大华软光盘和自制的DNA结构与复制课件。

2．DNA空间结构模型。　

六、学生活动设计　

1．自学DNA的结构和DNA复制的全部内容。

2．质疑讨论、分组讨论和全班讨论相结合。

3．采取提问查漏补缺，作业练习和归纳总结等方法，巩固所学的新知识。　

七、教学步骤　

第1课时　

（一）明确目标

1．使学生了解DNA的化学结构中，组成它的化学元素、化合物以及基本单位是什么？

2．理解并掌握DNA的空间结构及其结构特点。

3．掌握碱基互补配对原则和各碱基在DNA分子中所占的比例关系。

4．理解DNA分子的稳定性、多样性和特异性与丰富多采的生物界的关系。

（二）重点、难点的学习与目标完成过程

引言：已知DNA是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。那么，DNA为什么能起遗传作用呢？首先我们来学习DNA的结构。

1．DNA的结构

讲述：介绍DNA双螺旋模型的提出，沃森和克里克于1953年提出了著名的DNA双螺旋模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了掌握DNA结构的全部知识，我们必须先掌握DNA的化学组成。

（1）DNA的化学结构

学生活动：自学、讨论DNA化学结构的部分知识。

多媒体导入DNA的化学结构知识点，分组讨论以下问题。

①DNA是高分子化合物：组成它的基本元素是C、H、O、N、P等，每个DNA都是由成百上千个四种脱氧核苷酸连接而成的双链。

②组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。

每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个脱氧核糖（C5糖）、一个含氮碱基和一个磷酸。见课本P139中图48

③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。

DNA在水解酶的作用下，可以得到四种不同的核苷酸，即腺嘌呤（A）脱氧核苷酸；鸟嘌呤（G）脱氧核苷酸；胞嘧啶（C）脱氧核苷酸；胸腺嘧啶（T）脱氧核苷酸；组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和Pi都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。

④DNA是多脱氧核苷酸链。

DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的多脱氧核苷酸链（见DNA模型）。

综上所述，DNA是一个高分子有机化合物，它的基本单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸由三部分组成的含氮碱基、脱氧核糖、磷酸。DNA分子是由很多不同的脱氧核苷酸组成的多脱氧核苷酸链。

DNA分子不仅具有一定的化学结构，还具有其特殊的空间结构。

（2）DNA的空间结构

学生探索求新知：

①DNA具有规则的双螺旋结构（出示DNA模型、见课本P140图49）。

DNA的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条主链，构成DNA的基本骨架。两条主链之间的横档是碱基对，排列在内侧。相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对，把两条主链连接起来。碱基配对比较复杂，但是它具有一定规律：A与T配对，G与C配对。

②碱基互补配对原则（播放多媒体课件。）：

学生活动：找出碱基互补配对原则的规律性。

DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。

什么是遗传和变异

遗传具有连续性，是遗传信息在亲子代之间的传递过程，而在遗传过程中可能出现各种变异，可遗传的变异包括基因突变、基因重组、染色体变异。因此说到变异一般具有随机性、不定向性。

简单就是，，，上代传给下代的，，相同是遗传，，不同是变异！