【文章內(nèi)容簡介】 ：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體感染大腸桿菌的實驗證明，作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下幾個條件：能夠精確地復(fù)制自己；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝；具有貯存遺傳信息的能力；結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)（一）問題探討提示：本節(jié)的問題探討主要是培養(yǎng)學(xué)生收集資料、討論交流的能力。（二）旁欄思考題1.（1）當(dāng)時科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有：組成ＤNＡ分子的單位是脫氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構(gòu)成的；（2）英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射線衍射圖譜；（3）美國生物化學(xué)家鮑林揭示生物大分子結(jié)構(gòu)的方法（1950年），即按照Ｘ射線衍射分析的實驗數(shù)據(jù)建立模型的方法（因為模型能使生物大分子非常復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，以完整的、簡明扼要的形象表示出來），為此，沃森和克里克像擺積木一樣，用自制的硬紙板構(gòu)建ＤNＡ結(jié)構(gòu)模型；（4）奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。，最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，在這些模型中，他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學(xué)家的幫助下，他們否定了最初建立的模型。在失敗面前，沃森和克里克沒有氣餒，他們又重新構(gòu)建了一個將磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。沃森和克里克最初構(gòu)建的模型，連接雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基之間是以相同堿基進行配對的，即A與A、T與T配對。但是，有化學(xué)家指出這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律。1952年，沃森和克里克從奧地利生物化學(xué)家查哥夫那里得到了一個重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克改變了堿基配對的方式，讓A與T配對，G與C配對，最終，構(gòu)建出了正確的DNA模型。（三）思考與討論：主要涉及物理學(xué)（主要是晶體學(xué)）、生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的知識。涉及的方法主要有：X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法，其中包括數(shù)學(xué)計算法；建構(gòu)模型的方法等?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中許多成果的取得，都是多學(xué)科交叉運用的結(jié)果；反過來，多學(xué)科交叉的運用，又會促進學(xué)科的發(fā)展，誕生新的邊緣學(xué)科，如生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。：要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗；要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的；研究小組成員在知識背景上最好是互補的，對所從事的研究要有興趣和激情等。（四）模型建構(gòu)，但是堿基對的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基對千變?nèi)f化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。：（1）靠 DNA分子堿基對之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián)；（2）在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，由于堿基對平面之間相互靠近，形成了與堿基對平面垂直方向的相互作用力（該點可不作為對學(xué)生的要求，教師可進行補充說明）。（五）練習(xí)基礎(chǔ)題1. （1）胞嘧啶；（2）腺嘌呤；（3）鳥嘌呤；（4）胸腺嘧啶；（5）脫氧核糖；（6）磷酸；（7）脫氧核苷酸；（8）堿基對；（9）氫鍵；（10）一條脫氧核苷酸鏈的片段。 。 。拓展題∵A＝TG＝C∴A＋G＝T＋C∴A＋G/（A＋G＋T＋C）＝T＋C/（A＋G＋T＋C）＝50%也可以寫成以下形式：A＋G／T＋C＝(T＋G )／(A＋C)＝(T＋C )／(A＋G)……＝1規(guī)律概括為：在DNA雙鏈中,任意兩個不互補堿基之和恒等，并為堿基總數(shù)的50%。第3節(jié) DNA的復(fù)制（一）問題探討提 示：兩個會徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材；應(yīng)先制造模型，并按模型制作會徽；應(yīng)使用電子控制的刻床；刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。（以 上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗推測回答，事實是原料確實選自一塊石材，但由于時間緊迫，兩個會徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的）。驗證的最簡單的方法是： 將兩個印章的圖形蓋在白紙上進行比較（學(xué)生也可能提出更科學(xué)、更現(xiàn)代化的方法）。（二）旁欄思考題提示：本實驗是根據(jù)半保留復(fù)制原理和DNA密度的變化來設(shè)計的。在本實驗中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA了。（三）練習(xí)基礎(chǔ)題，鳥嘌呤脫氧核苷酸，胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸。、原料、能量、酶，雙螺旋，堿基互補配對。拓展題提示：可能有6個堿基會發(fā)生錯誤。產(chǎn)生的影響可能很大，也可能沒有影響（這一問可由學(xué)生做開放式回答）。第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段（一）問題探討提示：本節(jié)“問題探討”的目的主要是讓學(xué)生體會堿基排列順序的多樣性。（二）資料分析。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段，基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生理解遺傳效應(yīng)的含義，并不要求惟一答案?？梢越Y(jié)合提供的資料來理解，如能使生物體發(fā)出綠色熒光、控制人和動物體的胖瘦，等等。（三）探究，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。：在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。：可以從進化的角度來分析基因為什么不能是堿基的隨機排列。（四）練習(xí)基礎(chǔ)題1.（1）；（2）。：從遺傳物質(zhì)必須具備的條件來分析：（1）在細胞增殖過程中能夠精確地進行復(fù)制；（2）能夠控制生物體的性狀；（3）能夠貯存足夠量的遺傳信息；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。拓展題：并非任何一個DNA片段都是基因，只有具有遺傳效應(yīng)的DNA片段才是基因。：DNA包括基因與非基因的堿基序列。：這一觀點是有道理的。但在日常生活中，如報刊、雜志、廣播等傳播媒體常將基因與DNA這兩個概念等同使用，因此在具體情況中，要留意區(qū)分。自我檢測的答案和提示一、概念檢測判斷題1.。2.。3.。4.。選擇題A。識圖作答題1. 2；4；2。2. 反向平行；互補3. 磷酸基團；脫氧核糖；堿基；脫氧核糖。二、知識遷移A。三、思維拓展提示：形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，DNA堿基序列的一致性越高，說明在生物進化過程中，DNA堿基序列發(fā)生的變化越小，因此親緣關(guān)系越近。第四章 基因的表達第1節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（一）問題探討提示：此節(jié)問題探討意在引導(dǎo)學(xué)生思考DNA在生物體內(nèi)有哪些作用，又是如何發(fā)揮作用的。一種生物的整套DNA分子中貯存著該種生物生長、發(fā)育等生命活動所需的全部遺傳信息，也可以說是構(gòu)建生物體的藍圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要通過極其復(fù)雜的基因表達及其調(diào)控過程才能實現(xiàn)，因此，在可預(yù)見的將來，利用DNA分子來使滅絕的生物復(fù)活仍是難以做到的。（二）思考與討論一：可以從所需條件、過程中的具體步驟和過程中所表現(xiàn)出的規(guī)律等角度來分析。例如，轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都需要模板、都遵循堿基互補配對規(guī)律，等等。堿基互補配對規(guī)律能夠保證遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列之間的堿基是互補配對關(guān)系，與DNA雙鏈間堿基互補配對不同的是，RNA鏈中與DNA鏈的A配對的是U，不是T；與DNA另一條鏈的堿基序列基本相同，只是DNA鏈上T的位置，RNA鏈上是U。（三）思考與討論二。（四）思考與討論三：甲硫氨酸—谷氨酸—丙氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—絲氨酸—賴氨酸—脯氨酸。：這是一道開放性較強的題，答案并不惟一，旨在培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和發(fā)散性思維。通過這一事實可以想到生物都具有相同的遺傳語言，所有生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，等等。3. 提 示：此題具有一定的開放性，旨在促進學(xué)生積極思考，不必對答案作統(tǒng)一要求?？梢詮脑鰪娒艽a容錯性的角度來解釋，當(dāng)密碼子中有一個堿基改變時，由于密碼的簡 并性，可能并不會改變其對應(yīng)的氨基酸；也可以從密碼子使用頻率來考慮，當(dāng)某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼一種氨基酸可以保證翻譯的速度。（五）思考與討論四：此題旨在檢查對蛋白質(zhì)合成過程的理解?？梢詤⒄战滩闹袌D46的表示方法來繪制。：根據(jù)mRNA的堿基序列和密碼子表就可以寫出肽鏈的氨基酸序列。（六）想像空間DNA相當(dāng)于總司令。在戰(zhàn)爭中，如果總司令總是深入前沿陣地直接指揮，就會影響他指揮全局。DNA被核膜限制在細胞核內(nèi)，使轉(zhuǎn)錄和翻譯過程分隔在細胞的不同區(qū)域進行，有利于這兩項重要生命活動的高效、準(zhǔn)確。（七）練習(xí)基礎(chǔ)題；UGCCUAGAA；3；3；半胱氨酸、亮氨酸和谷氨酸。拓展題：可以將變化后的密碼子分別寫出，然后查密碼子表，看看變化了的密碼子分別對應(yīng)哪種氨基酸。這個實例說明密碼的簡并性在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。：因為幾個密碼子可能編碼同一種氨基酸，有些堿基序列并不編碼氨基酸，如終止密碼等，所以只能根據(jù)堿基序列寫出確定的氨基酸序列，而不能根據(jù)氨基酸序列寫出確定的堿基序列。遺傳信息的傳遞就是在這一過程中損失的。第2節(jié) 基因?qū)π誀畹目刂疲ㄒ唬﹩栴}探討。，其細胞的基因組成應(yīng)是一樣的。：為什么葉片細胞的基因組成相同，而葉片卻表現(xiàn)出明顯不同的形態(tài)？（二）資料分析。實驗證據(jù)指出了原有的中心法則所沒有包含的遺傳信息的可能傳遞途徑，是對原有中心法則的補充而非否定。、從RNA流向RNA的結(jié)論是確信無疑的，而從蛋白質(zhì)流向蛋白質(zhì)的途徑是有可能存在的。（三）旁欄思考題提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識基因與生物的性狀并非簡單的一一對應(yīng)關(guān)系。（四）批判性思維提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生客觀全面地評價基因決定論的觀點，認(rèn)識到性狀的形成往往是內(nèi)因（基因）與外因（環(huán)境因素等）相互作用的結(jié)果。（五）技能訓(xùn)練：翅的發(fā)育需要經(jīng)過酶催化的反應(yīng)，而酶是在基因指導(dǎo)下合成的，酶的活性受溫度、pH等條件的影響。，而性狀的形成同時還受到環(huán)境的影響。（六）練習(xí)基礎(chǔ)題。2.（1）；（2）；（3）√。拓展題。紅眼基因正常，并且其他涉及紅眼形成的基因也正常時，果蠅的