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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,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”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
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