高中生物必修1教案

第一篇：高中生物必修1教案

高中生物必修1教案

《分子与细胞》 元素 细胞膜 基质

化学成分 结构与功能 细胞质 化合物 细胞核 细胞器 细胞 生物膜系统 有丝分裂

无丝分裂 细胞分裂 细胞分化 细胞工程 减数分裂 高一生物内容构成

（一）走近细胞

一、比较原核与真核细胞（多样性）原核细胞 真核细胞

细胞 较小（1—10um）较大（10--100 um）

细胞核 无成形的细胞核，核物质集中在核区。无核膜，无核仁。DNA不和蛋白质结合 有成形的真正的细胞核。有核膜，有核仁。DNA不和蛋白质结合成染色体 细胞质 除核糖体外，无其他细胞器 有各种细胞器

细胞壁 有。但成分和真核不同，主要是肽聚糖 植物细胞、真菌细胞有，动物细胞无 代表 放线菌、细菌、蓝藻、支原体 真菌、植物、动物

二、生命系统的层次性

植：营养、保护、机械、输导 植：根、茎、叶 细胞 组织 分泌 器官 花、果、种

动：上皮、结缔、肌肉、神经 动：心、肝…… 运动、循环 消化、呼吸 病毒

系统（动）个体 单细胞 种群 群落 泌尿、生殖 多细胞 神经、内分泌 非生物因素 Ⅰ号 生态系统 生产者 生物圈 生物因素 消费者 Ⅱ号 分解者

三、细胞学说内容（统一性）

○从人体的解剖和观察入手：维萨里、比夏 ○显微镜下的重要发明：虎克、列文虎克 ○理论思维和科学实验的结合：施来登、施旺

1． 细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。

2． 细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。3． 新细胞可以从老细胞中产生。

○在修正中前进：细胞通过分裂产生新的细胞。注：现代生物学的三大基石

1.1838—1839年 细胞学说 2．1859年 达尔文 进化论 3.1866年 孟德尔 遗传学

四、结论 除病毒以外，细胞是生物体结构和功能的基本单位，也是地球上最基本的生命系统。

（二）组成细胞的分子 基本：C、H、O、N（90％）

大量：C、H、O、N、P、S、（97％）K、Ca、Mg 元素 微量：Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等

（20种）最基本：C，占干重的48.4%,生物大分子以碳链为骨架 物质 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。基础 水：主要组成成分；一切生命活动离不开水 无机物 无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用 化合物 蛋白质：生命活动（或性状）的主要承担者／体现者 核酸：携带遗传信息

有机物 糖类：主要的能源物质 脂质：主要的储能物质

一、蛋白质（占鲜重7－10％，干重50％）

结构 元素组成 C、H、O、N，有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等 单体 氨基酸（约20种，必需8种，非必需12种）

化学结构 由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽呈链状结构，叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。高级结构 多肽链形成不同的空间结构，分二、三、四级。

结构特点 由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，于是肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构是极其多样的。

功能 ○蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。

1． 构成细胞和生物体的重要物质：如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质； 2． 有些蛋白质有催化作用：如各种酶；

3． 有些蛋白质有运输作用：如血红蛋白、载体蛋白； 4． 有些蛋白质有调节作用：如胰岛素、生长激素等； 5． 有些蛋白质有免疫作用：如抗体。

备注 ○连接两个氨基酸分子的键（—NH—CO—）叫肽键。○各种蛋白质在结构上所具有的共同特点（通式）：

1． 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上； 2． 各种氨基酸的区别在于R基的不同。○ 变性（熟鸡蛋）＆盐析＆凝固（豆腐）

计算 ○由N个aa形成的一条肽链围成环状蛋白质时，产生水／肽键 N 个； ○N个aa形成一条肽链时，产生水／肽键 N－1 个； ○N个aa形成M条肽链时，产生水／肽键 N－M 个；

○N个aa形成M条肽链时，每个aa的平均分子量为α，那么由此形成的蛋白质 的分子量为 N×α－（N－M）×18 ；

二、核酸

一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体，是生命活动的控制者。元素组成 C、H、O、N、P等

分类 脱氧核糖核酸（DNA双链）核糖核酸（RNA单链）单体

成分 磷酸 H3PO4 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮

碱基 A、G、C、T A、G、C、U 功能 主要的遗传物质，编码、复制遗

传信息，并决定蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给 蛋白质。

存在 主要存在于细胞核，少量在线粒

体和叶绿体中。甲基绿 主要存在于细胞质中。吡罗红

△ 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。

三、糖类和脂质

元素 类别 存在 生理功能

糖类 C、H、O 单糖 核糖C5H10O5 主细胞质 核糖核酸的组成成分； 脱氧核糖C4H10O5 主细胞核 脱氧核糖核酸的组成成分； 六碳糖：葡萄糖

C6H12O6、果糖等 主细胞质 是生物体进行生命活动的重要能源物质（70％以上）； 二糖

C12H22O11 麦芽糖、蔗糖 植物 乳糖 动物

多糖 淀粉、纤维素 植物（细胞壁的组成成分），重要的储存能量的物质； 糖原（肝、肌）动物 脂质 C、H、O 有的 还有N、P 脂肪 动、植物 储存能量、维持体温恒定； 类脂/磷脂 脑、豆 构成生物膜的重要成分； 固醇 胆固醇 动物 动物的重要成分； 性激素 促性器官发育和第二性征； 维生素D 促进钙、磷的吸收和利用；

△ 组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动，而只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。

四、鉴别实验

试剂 成分 实验现象 常用材料

蛋白质 双缩脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆 鸡蛋

B: 0.01g/mL CuSO4 脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 花生

还原糖 班氏（加热）砖红色沉淀 苹果、梨、白萝卜 淀粉 碘液 I2 蓝色 马铃薯

○具有还原性的糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖

五、无机物 存在方式 生理作用 水

结合水4.5% 自由水95% 部分水和细胞中

其他物质结合。细胞结构的组成成分。绝大部分的水以 游离形式存在，可以自由流动。1．细胞内的良好溶剂； 2．参与细胞内许多生物化学反应； 3．水是细胞生活的液态环境；

4．水的流动，把营养物质运送到细胞，并把废物运送到排泄器官或直接排出； 无机盐 多数以离子状态存，如K+、Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1．细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分； 2．持生物体的生命活动，细胞的形态和功能； 3．维持细胞的渗透压和酸碱平衡；

六、小结

化合 有机组合 分化

化学元素 化合物 原生质 细胞

○原生质 1．泛指细胞内的全部生命物质，但并不包括细胞内的所有物质，如细胞壁； 2．包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分；其主要成分为核酸、蛋白质（和脂类）； 3．动物细胞可以看作一团原生质。

○细胞质 ： 指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。

○原生质层：成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，为一层半透膜。(三)细胞的基本结构

细胞壁（植物特有）： 纤维素+果胶，支持和保护作用 成分：脂质（主磷脂）50%、蛋白质约40%、糖类2%-10% 细胞膜

作用：隔开细胞和环境；控制物质进出；细胞间信息交流；

真核 基质： 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等 细胞 细胞质 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。分工：线、内、高、核、溶、中、叶、液、细胞器

协调配合：分泌蛋白的合成与分泌；生物膜系统 核膜：双层膜，分开核内物质和细胞质

核孔：实现核质之间频繁的物质交流和信息交流 细胞核 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体

一、细胞器 差速离心：美国 克劳德

线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体 分布 动植物 植物 动植物 动植物 植物和某 些原生动物 动植物 动物 低等植物

形态 椭球形、棒形 扁平的球形或椭球形 大小囊泡、扁平囊 网状 椭球形粒状小体 结构 双层膜，有少量DNA 单层膜，形成囊泡状和管状，内有腔 没有膜结构

嵴（TP酶复合体）、基粒、基质 基粒（类体）、基质（片层结构）、酶 外连细胞膜，内连核膜 液泡膜、细胞液 蛋白质、RNA、和酶 两个互相垂直的中心粒 功能 有氧呼吸的主场所 进行光合作用的场所 细胞分泌，成细胞壁 提供合成、运输条件 贮存物质，调节内环境 蛋白质合成的场所 与有丝分裂有关 备注 在核仁 形成

△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位，三、协调配合 分泌蛋白 放射性同位素示踪法：罗马尼亚 帕拉德 有机物、O2 叶绿体 线粒体 能量、CO2 基因调控 初步合成 加工 修饰

细胞核 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 胞外 氨基酸 肽链 一定空间结构

○生物膜系统：细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系

四、细胞核 = 核膜（双层）+ 核仁 + 染色质 + 核液 美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验

细胞核是遗传信息储存和复制的场所，是代谢活动和遗传特性的控制中心。○ 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。DNA 螺旋

○ + = 核小体（串珠结构）染色质 30nm纤维 组蛋白 非组蛋白 螺旋化

0.4um超螺旋管（圆筒形）2－10um染色单体（圆柱状、杆状）

二、树立观点(基本思想)1．有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在； ○结构和功能相统一

2．任何功能都需要一定的结构来完成

1．各种细胞器既有形态结构和功能上的差异，又相互联系，相互依存； ○分工合作

2．细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。

○生物的整体性：整体大于各部分之和；只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。1．结构：细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜，外接细胞膜。2．功能：细胞的不同结构有不同的生理功能，但却是协调配合的。如分泌蛋白的合成与分泌。3．调控：细胞核是代谢的调控中心。其DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控生命活动。

4．与外界的关系上：每个细胞都要与相邻细胞、而与外界环境直接接触的细胞都要和外界环境进行物质交换和能量转换。

六、总结

细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。

（四）细胞物质的运输

○科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的，分析成分是了解结构的基础，现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说，又通过进一步的实验来修正假说，其中方法与技术的进步起到关键的作用 成分：磷脂和蛋白质和糖类

结构：单位膜（三明治）→ 流动镶嵌模型 细胞膜 特性 结构特点：具有相对的流动性

生理特性：选择透过性（对离子和小分子物质具选择性）保护作用

功能 控制细胞内外物质交换 细胞识别、分泌、排泄、免疫等

一、物质跨膜运输的实例 1.水分

条件 浓度 外液 > 细胞质/液 外液 < 细胞质/液 现象 动物 失水皱缩 吸水膨胀甚至涨破 植物 质壁分离 质壁分离复原 原理 外因 水分的渗透作用

内因 原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同 结论 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程 ○ 渗透现象发生的条件：半透膜、细胞内外浓度差

○ 渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。○ 半透膜：指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。○ 质壁分离与复原实验可拓展应用于：（指的是原生质层与细胞壁）①证明成熟植物细胞发生渗透作用； ②证明细胞是否是活的；

③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法； ④初步测定细胞液浓度的大小； 2.无机盐等其他物质

① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。

② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。3.选择透过性膜

可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。□ 生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。

二、流动镶嵌模型 1.要点

①磷脂双分子层 构成生物膜的基本支架，但这个支架不是静止的，它具有流动性。②蛋白质 镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上，大多数蛋白质也是可以流动的。③天然糖蛋白 蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白，形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等 2.与单位膜的异同

相同点：组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质

不同点：①流：蛋白质的分布有不均匀和不对称性；强调组成膜的分子是运动的。②单：蛋白质均匀分布在脂双层的两侧；认为生物膜是静止结构。

三、跨膜运输的方式

例子|方式| 浓度梯度| 载体| 能量| 作用

水、甘油、气体、乙醇、苯| 自由扩散| 顺 ×| ×| 被选择吸收的物质从高浓度的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运

葡萄糖进入红细胞| 协助扩散| 顺| √| ×

进入红细胞的钾离子 |主动运输| 逆| √| √| 能保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要 的物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质。○大分子或颗粒：胞吞、胞吐

四、小结 组成 决定

磷脂分子+蛋白质分子 结构 功能（物质交换）具有

导致 保证 体现

运动性 流动性 物质交换正常 选择透过性

成分组成结构，结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同，所以，当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同，即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见，流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而选择透过性是细胞膜生理特性的描述，这一特性，只有在流动性基础上，完成物质交换功能方能体现出来。(五)细胞的能量供应和利用 H2O 外界 水

H2O O2 矿质元素 [H] 光 ATP 原生质 ADP+PI 热能 ATP ADP+PI CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2

一、酶——降低反应活化能

◎ 新陈/细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。

◎ 活化能：分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。1． 发现

①巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。

②巴斯德（法、微生物学家）：发酵与活细胞有关；发酵是整个细胞。

③利比希（德、化学家）：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。

④比希纳（德、化学家）：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。

⑤萨姆纳（美、科学家）：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。⑥许多酶是蛋白质。

⑦切赫与奥特曼（美、科学家）：少数RNA具有生物催化功能。2．定义

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。注：

①由活细胞产生（与核糖体有关）

②催化性质：A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能，提高化学反应速度。B.反应前后酶的性质和数量没有变化。③成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。3．特性

① 高效性：催化效率很高，使反应速度很快，是一般无机催化集的107——1013倍。② 专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。→ 多样性。③ 需要合适的条件（温度和pH值）→ 温和性 → 易变性。

酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等，过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性，但不破坏酶的分子结构。图例

解析 在底物足够，其他因素固定的条件下，酶促反应的速度与酶浓度成正比。1.在S较低时，V随S增加而加快，近乎成正比；

2.在S较低时，V随S增加而加快，但不显著；

3.当S很大且达到一定限度时，V也达到一个最大值，此时即使再增加S，反应也几乎不再改变。1.在一定T内V随T的 升高而加快；

2.在一定条件下，每一种酶在某一T时活力最大，称最适温度； 3.当T升高到一定限度时，V反而随温度的升高而降低。◎动物T：35—40℃ PH ： 6.5—8.0 ◎ 酶工程

生产提取 制成 酶制剂 应用 治疗疾病；加工和生产一些产品； 和分离纯化 固定化酶 化验诊断和水质检测；其他分支。

二、ATP（三磷酸腺苷）

◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接 能源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。1．结构简式 A — P ～ P ～ P 腺苷 普通化学键13.8KJ/mol 高能磷酸键 30.54 KJ/mol 磷酸基团 2．ATP与ADP的转化 ATP 呼吸作用

（线粒体）吸 Pi（细胞质基质）能 吸收分泌（渗透能）（叶绿体）放 肌肉收缩（机械能）光合作用 Pi 能 神经传导、生物电（电能）ADP(每个活细胞)合成代谢（化学能）体温（热能）萤火虫（光能）

◎ 糖类—主要能源物质 热能 散失 太阳光能 脂肪—主要储能物质 氧化

（直接能源）蛋白质—能源物质之一 分解 化学能 ATP 水解酶、放

◎ ATP ADP + Pi + 能量 合成酶、吸

3．能产生ATP： 线粒体、叶绿体、细胞质基质 能产生水： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核 能碱基互补配对： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核

三、ATP的主要来源——细胞呼吸

◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气，排出二氧化碳的过程。

◎细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。分为： 有氧呼吸 无氧呼吸

概念 指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。过程 ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP ② 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + [H]+ 2ATP ③ [H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP → 2C3H6O3 ② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2CO2 反应式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP 不同点 场所 ： ①②线粒体基质 ③内膜 始终在细胞质基质 条件 ： 除①外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶 产物 ： CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸

能量 ： 大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)相同点 联系 ： 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同，以后阶段不同 实质 ： 分解有机物，释放能量，合成ATP 意义 ： 为生物体的各项生命活动提供能量；为体内其他化合物合成提供原料 ◎比较

光合作用 呼吸作用

反应场所 绿色植物（在叶绿体中进行）所有生物（主要在线粒体中进行）反应条件 光、色素、酶 酶（时刻进行）

物质转变 把无机物CO2和H2O合成有机物（CH2O）分解有机物产生CO2和H2O 能量转变 把光能转变成化学能储存在有机物中 释放有机物的能量，部分转移ATP 实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生ATP 联系 有机物、氧气 光合作用 呼吸作用 能量、二氧化碳 ◎ 光合作用的实质

通过光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。

四、光和光合作用

◎光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的 有机物，并释放出氧气的过程。影响因素有：光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。1．发现

内容 时间 过程 结论

普里斯特 1771年 蜡烛、小鼠、绿色植物实验 植物可以更新空气 萨克斯 1864年 叶片遮光实验 绿色植物在光合作用中产生淀粉

恩格尔曼 1880年 水绵光合作用实验 叶绿体是光合作用的场所释放出氧。鲁宾与卡门 1939年 同位素标记法 光合作用释放的氧全来自水 2．场所 双层膜 叶绿体 基质

基粒 多个类囊体（片层）堆叠而成 胡萝卜素（橙黄色）1/3 类胡萝卜素 叶黄素（黄色）2/3 吸蓝紫光 色素（1/4）叶绿素A（蓝绿色）3/4 叶绿素（3/4）叶绿素B（黄绿色）1/4 吸红橙和蓝紫光 3．过程 光反应 暗反应

条件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶 时间 短促 较缓慢

场所 内囊体的薄膜 叶绿体的基质 过程 ① 水的光解 2H2O → 4[H] + O2 ② ATP的合成/光合磷酸化

ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定 CO2 + C5 → 2C3 ② C3/ CO2的还原 2C3 + [H] →（CH2O）

实质 光能 → 化学能，释放O2 同化CO2，形成（CH2O）总式 CO2 + H2O →（CH2O）+ O2 或 CO2 + 12H2O →（CH2O）6 + 6O2 + 6H2O 物变 无机物CO2、H2O → 有机物（CH2O）

能变 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 ◎ 同位素示踪

14C 光反应 2C 3 暗反应（14CH2O）3H2O 固定 [3H] 还原（C3H2O）H218O 光 18O2 ◎ 人为创设条件，看物质变化：

1． 光照 → [H]和ATP → 暗反应 →（CH2O）↓ 切断 → 不能生成 → 不能进行 → 不能生成 2． CO2 → C5 → C3 →（CH2O）↓ ↓ ↓ ↓

第二篇：高中生物必修1细胞中的无机物教案

第二章 组成细胞的分子

第5节 细胞中的无机物

一、教学目标

(1)知识目标

1、说出水在细胞中的存在形式及含量。

2、说出无机盐在细胞中的存在形式。

3、举例说出水的生理功能和无机盐在细胞中的主要作用。(2)技能目标

1、收集生活中与无机盐相关的广告语，获得自主学习、收集信息并分析整合信息的能力。通过对获得的资料相互交流，培养合作学习的能力。

2、分析细胞中水的含量，培养学生语言表达能力和听取他人意见，对自己的见解进行解释证明和修改的能力。

3、课后实践活动设计实验方案及进行试验操作，学会初步设计实验、增强实验操作技能。(3)情感态度价值观目标

1、积极参加讨论，列举自己的生活经验，发表自己的见解；

2、体验合作探究精神，在交流中建立自信；

3、形成自觉爱护水源的环保观念。

4、关注水和无机盐在生物体中的重要作用，关注人类健康。

二、教学重点和难点

1.教学重点

水和无机盐在细胞中的作用。2.教学难点

结合水的概念和无机盐的作用。

三、课时安排 1课时

四、教学过程

1、细胞中的水

首先PPT展示图片，说明水的重要性：水是生命之源。然后用表格列出不同生物的含水量，让学生明白不同生物含水量不同，水生生物>陆生生物。再列出人不同器官组织的含水量，使学生明白同一生物，在不同的组织，器官中，水含量也不相同。接着展示一张婴儿和一张老人的照片，让学生知道，同一生物中，幼年的含水量大于老年。俗话说：女人是水做的，图片展示婴儿和成年女性和男性的含水量，从中可以看出，婴儿的含水量最多，成年男性的含水量比成年女性多，从而可以看出男人更是水做的。

由不同器官组织的含水量那张表中，可以看到心脏和血液的含水量均为80%左右，但二者形态完全不同引出水的存在形式有两种：结合水（与细胞内的其他物质相结合的水）、自由水（以游离形式存在，可自由流动的水）。水的作用：细胞结构的重要组成成分（结合水）；细胞内的良好溶剂；参加许多生化反应；多细胞生物体的绝大多数细胞的生活环境；有助于物质运输。

自由水与结合水的关系：自由水与结合水可相互转换。

细胞含水量与代谢的关系：代谢活动旺盛，细胞内自由水含量高；代谢活动下降，细胞中结合水含量高。

列出节水标志，让学生明白我们国家是个缺水国家，要在平常生活中注意节约水资源。

2、细胞中的无机盐

烘干的小麦种子燃烧成灰烬后剩下的就是无机盐，人和动物体内也有无机盐。说明无机盐的存在形式无机盐多数为离子状态，其含量在1%~1.5%。

列举生活中喝到的运动饮料，引出无机盐的作用：

1、细胞和生物体的重要组成成分。

2、维持细胞和生物体的生命活动。

3、维持细胞的渗透压和酸碱平衡。

通过列举各种例子让学生更加明白无机盐在细胞中的功能。让学生应注意平时要饮食均衡，注意补充各种必需的无机盐，使身体保持健康。

五、板书设计：

第5节 细胞中的无机物

一、细胞中的水

1、含量：60%—95%

2、形式： 自由水

结合水

3、作用：细胞结构的重要组成部分

良好的生物溶剂

参与化学反应

调节温度

运输作用

二、细胞中的无机盐

1、形式：离子

2、含量：1%-1.5%

3、作用： 构成细胞中的化合物

维持细胞的正常生命活动 维持酸碱平衡

维持细胞的正常形态和功能

第三篇：高中生物必修二全套教案

高中生物必修2--全套教案

《遗传与进化》

人类是怎样认识基因的存在的？ 遗传因子的发现 基因在哪里？ 基因与染色体的关系 基因是什么？ 基因的本质

基因是怎样行使功能的？ 基因的表达

基因在传递过程中怎样变化？ 基因突变与其他变异 人类如何利用生物的基因？ 从杂交育种到基因工程

生物进化历程中基因频率是如何变化的？ 现代生物进化理论

主线一：以基因的本质为重点的染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、性状间关系的综合；

主线二：以分离规律为重点的核基因传递规律及其应用的综合；

主线三：以基因突变、染色体变异和自然选择为重点的进化变异规律及其应用的综合。

第一章 遗传因子的发现

隐性遗传因子 隐性性状

性状分离 杂合子 相对性状 显性遗传因子 显性性状

一、孟德尔简介

二、杂交实验

（一）1956----1864------1872

1．选材：豌豆 自花传粉、闭花受粉 纯种

性状易区分且稳定 真实遗传

2．过程：人工异花传粉 一对相对性状的 正交

P（亲本）高茎 DD X 矮茎dd 互交 反交

F1（子一代）高茎 Dd 纯合子、杂合子

F2（子二代）高茎 DD ：高茎 Dd ：矮茎dd

： 2 ： 1 分离比为3：1

3．解释

①性状由遗传因子决定。（区分大小写）②因子成对存在。③配子只含每对因子中的一个。④配子的结合是随机的。

4．验证 测交（F1）Dd X dd F1是否产生两种

高 1 ： 1 矮 比例为1：1的配子

5．分离定律

在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。

三、杂交实验

（二）1． 黄圆 YYRR X 绿皱yyrr 黄圆YyRr 黄圆Y_R_ ：黄皱Y_rr ：绿圆yyR_ ：绿皱yyrr 亲组合 9 ： 3 ： 3 ： 1 重组合

2．自由组合定律

控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。

四、孟德尔遗传定律史记

①1866年发表 ②1900年再发现

③1909年约翰逊将遗传因子更名为“基因” 基因型、表现型、等位基因

△基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环境条件。

五、小结

后代性状分离比 说明： 1 杂合子 X 杂合子： 1 杂合子 X 隐性纯合子： 0 纯合子 X 纯合子 ；纯合子 X 显性杂合子

1．2．

n对基因杂交 F1形成配子数 F1配子可能的结合数 F2的基因型数 F2的表现型数 F2的表型分离比 1 2......2 4......4 16......3 9......2 4......3：1 9：3：3：1......2n 2n 4n 3n 2n（3+1）n

第二章 基因与染色体的关系

依据：基因与染色体行为的平行关系 减数分裂与受精作用

基因在染色体上 证据：果蝇杂交（白眼）伴性遗传：色盲与抗VD佝偻病 现代解释：遗传因子为一对同源染色体上的一对等位基因

一、减数分裂

1．进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。

2．过程

染色体 同源染色体联会成 着丝点分裂

精原 复制 初级四分体（交叉互换）次级 单体分开 精 变形 精 细胞 精母 分离（自由组合）精母 细胞 子

染色体 2N 2N N 2N N N DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C

3．同源染色体

A a Bb ① 形状（着丝点位置）和大小（长度）相同，分别来自父方与母方的②一对同源染色体是一个四分体，含有两条染色体，四条染色单体

③区别：同源与非同源染色体；姐妹与非姐妹染色单体 ④交叉互换

4．判断分裂图象

奇数 减Ⅱ或生殖细胞 散乱 中央 分极 染色体 不 有丝

有 配对 前 中 后

偶数 同源染色体 有 减Ⅰ 期 期 期

无 减Ⅱ

二、萨顿假说

1．内容：基因在染色体上（染色体是基因的载体）

2．依据：基因与染色体行为存在着明显的平行关系。

①在杂交中保持完整和独立性 ②成对存在 ③一个来自父方，一个来自母方 ④形成配子时自由组合 3．证据： 果蝇的限性遗传 红眼 XWXW X 白眼XwY XW Y 红眼 XWXw 红眼XWXW ：红眼XWXw：红眼XW Y：白眼XwY

①一条染色体上有许多个基因；②基因在染色体上呈线性排列。

4．现代解释孟德尔遗传定律

①分离定律：等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。②自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因自由组合。

三、伴性遗传的特点与判断

遗传病的遗传方式 遗传特点 实例 常染色体隐性遗传病 隔代遗传，患者为隐性纯合体 白化病、苯丙酮尿症、常染色体显性遗传病 代代相传，正常人为隐性纯合体 多/并指、软骨发育不全 伴X染色体隐性遗传病 隔代遗传，交叉遗传，患者男性多于女性 色盲、血友病 伴X染色体显性遗传病 代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性 抗VD佝偻病 伴Y染色体遗传病 传男不传女，只有男性患者没有女性患者 人类中的毛耳

四、遗传图的判断 致病基因检索表

A1 图中有隔代遗传现象.................................隐性基因

B1 与性别无关(男女发病几率相等)............常染色体

B2 与性别有关

C1男性都为患者.................................Y染色体

C2男多于女.......................................X染色体

A2 图中无隔代遗传现象(代代发生)..................显性基因

D1与性别无关.......................................常染色体

D2与性别有关

E1男性均为患者.................................Y染色体 E2女多于男(约为男患者2倍)...............X染色体 第三章 基因的本质

肺炎双球菌转化实验 证据

噬菌体侵染细菌实验 基因是有遗传效应的DNA片段； 基因的 是控制生物性状的最基本单位；

双螺旋 DNA的结构 本质 其中四种脱氧核苷酸的排列顺 序代表的遗传信息。

半保留 DNA的复制

一、DNA是主要的遗传物质

1．肺炎双球菌转化实验

（1）体内转化 1928年 英国 格里菲思

① 活R，无毒 活小鼠

② 活S，有毒 小鼠 死小鼠；分离出活S

③ △杀死的S，无毒 活小鼠

④ 活R + △杀死的S，无毒 死小鼠；分离出活S 转化因子是什么？

（2）体外转化 1944年 美国 艾弗里 多糖或蛋白质 R型

活S DNA + R型 培养基 R型 + S型 DNA水解物 R型 转化因子是DNA。

2．噬菌体侵染细菌实验 1952年赫尔希、蔡明 电镜观察和同位素示踪 32P标记DNA

35S标记蛋白质 DNA具有连续性，是遗传物质。

3．烟草花叶病毒实验 RNA也是遗传物质。

二、DNA的分子结构

1．核酸 核苷酸 核苷 含氮碱基：A、T、G、C、U

磷酸 戊糖：核糖、脱氧核糖

2．1950年鲍林 1951年威尔金斯 + 富兰克林 1952年查哥夫

3．DNA的结构

①（右手）双螺旋 ② 骨架

③ 配对：A = T/U G = C

4．特点

①稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变 ②多样性：碱基对的排列顺序各异

③特异性：每个DNA都有自己特点的碱基对排列顺序

5．计算

1．在两条互补链中的比例互为倒数关系。2．在整个DNA分子中，嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。3．整个DNA分子中，与分子内每一条链上的该比例相同。

三、DNA的复制

1．场所：细胞核； 时间：细胞分裂间期。2．特点：① 边解旋边复制 ②半保留复制

3．基本条件：① 模板：开始解旋的DNA分子的两条单链；

② 原料：是游离在核液中的脱氧核苷酸；

③ 能量：是通过水解ATP提供；

④ 酶：酶是指一个酶系统，不仅仅是指一种解旋酶。4．意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。

四、基因是有遗传效应的DNA片段

基因是DNA片段，是不连续分布在DNA上，是由碱基序列将其分隔开；

它能控制性状，具有特定的遗传效应。

△原核细胞和真核细胞基因结构 ①联系：编码区+非编码区

②区别 原核：编码区是连续的、不间隔的。

真核：编码区可分为外显子和内含子，故是间隔的、不连续的。第四章 基因的表达

有遗传效应 控制 mRNA 蛋白质 的DNA片段 基 蛋白质结构 性状 影响 环境 是控制生物 因 酶的合成 控制代谢 的基本单位 中心法则

一、基因指导蛋白质的合成

1．转录

（1）在细胞核中，以DNA双链中的一条为摸板合成mRNA的过程。

（2）① 信使（mRN A），将基因中的遗传信息传递到蛋白质上，是链状的； RNA ② 转运RNA（tRNA），三叶草结构，识别遗传密码和运载特定的氨基酸；（单链）③ 核糖体RNA（rRNA），是核糖体中的RNA。（3）过程（场所、摸板、条件、原料、产物、去向等）

2．翻译

（1）在细胞质的核糖体上，氨基酸以mRNA为摸板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。

（2）实质：将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。

（3）（64个）密码子：mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。

其中AUG，这是起始密码；UAG、UAA、AGA为终止密码。

（4）遗传信息

① 狭：基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序。

②广：子代从亲代获得的控制遗传性状的讯号，以染色体上DNA的脱氧核苷酸顺序为代表。③ 中心法则：

（5）翻译过程

三、基因对性状的控制 1．

DNA RNA 蛋白质（性状）

脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列 遗传信息 遗传密码

2．基因、蛋白质和性状的关系

（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状，如白化病等。（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。

第五章 基因突变及其他变异 不可遗传的

变异 基因突变 物、化、生 诱变育种 可遗传的 基因重组 杂交育种 染色体变异 多倍体、单倍体育种

一、基因突变

1．定义：DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。

2.时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的DNA复制时

3．外因：物理、化学、生物因素 内因：可变性

4．特点：①普遍性 ②随机，无方向性 ③频率低 ④有害性

5．意义：①产生新基因 ②变异的根本来源 ③进化的原始材料

6．实例：镰刀型细胞贫血

二、基因重组

1．在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

2.时间：减数第一次分裂前期或后期

2．意义：①产生新的基因型 ②生物变异的来源之一 ③对进化有意义

三、染色体变异

1． 缺失 1917年 猫叫综合症 果蝇的缺刻翅

结构的变异 重复 1919年 果蝇的棒状翅

易位 1923年 慢性粒细胞白血病

倒位

数目结构的变异 ： 个别染色体；染色体组的增加与减少

2．染色体组

细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息的染色体。如：人的为22常+X或22常+Y

△染色体组型（核型），是指某一种生物体细胞种全部染色体的数目、大小和形态特征；如：人的核型：

46、XX或XY

3．一倍体 雌性配子 二倍体

单倍体 直接发育 合子 生物体

多单倍体 雄性配子 多倍体（秋水仙素）

四、人类遗传病 1． 常染色体 性染色体

隐性基因 镰刀型贫血、白化病、先天聋哑 红绿色盲

单基因遗传病 显性基因 多指、并指、软骨发育不全 抗VD佝偻病

多基因遗传病 ： 原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年糖尿病

染色体异常 ：21三体综合症 2． 危害 婚前检测与预防 遗传咨询

监测与预防 产前诊断 ：羊水、B超、孕妇血细胞检查、基因诊断

3．人类基因组计划（HGP）：人体DNA所携带的全部遗传信息

①提出：1986年美国的生物学家杜尔贝利

②主要内容：绘制人类基因组四张图：遗传图、物理图、序列图、转录图

③1990年10月启动

④1999年7月中国参与，解读3号染色体短臂上3000万个碱基，占1%。

⑤2000年6月20日，初步完成工作草图

⑥2001年2月，草图公开发表 ⑥2003年圆满完成 △直系血亲是指从自己算起向上推数三代和向下推数三代；，△旁系血亲是指与（外）祖父母同源而生的、除直系亲属以外的其他亲属。

△基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。

△基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。

第六章 育种方法

单倍体

选择育种 杂交育种 诱变育种 多倍体 转基因

一、比较四中育种

常规育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 处理 P F1 F2 在F2中选育 用射线、激光、化学药物处理 用秋水仙素处理

萌发后的种子或幼苗 花药离体培养 原理 基因重组，组合优良性状 人工诱发基因 突变 破坏纺锤体的形成，使染色体数目加倍 诱导花粉直接发育，再用秋水仙素 优 缺

点 方法简单，可预见强，但周期长 加速育种，改良性状，但有利个体不多，需大量处理 器官大，营养物质 含量高，但发育延迟，结实率低 缩短育种年限，但方法复杂，成活率较低 例子 水稻的育种 高产量青霉素菌株 无籽西瓜 抗病植株的育成

二、基因工程 提取目的基因 剪刀：限制性内切酶

目的基因与运载体结合 ：质粒、噬菌体、病毒

将目的基因导入受体细胞 ：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和细胞等

目的基因的检测与表达 ：受体细胞表现出特定的性状

第七章 进化论

拉马克 ： 用进废退、获得性遗传

达尔文 ： 适者生存，不适者淘汰（自然选择学说）基本单位：种群 实质：基因频率的改变 原材料：突变与重组

现代进化理论 形成物种 决定方向：自然选择 必要条件：隔离

生物多样性：基因、物种、生态系统

协同论（残酷竞争VS协同进化）中性学说（偶然VS必然）补充 间断平衡（渐进VS突进）灾变论（渐灭VS突灭）

一、生物进化

研究生物界历史发展的一般规律，如 ① 生物界的产生与发展：生命、物种、人类起源 ② 进化机制与理论：遗传、变异、方向、速率 ③ 进化与环境的关系 ④ 进化论的历史：流派与论点

二、现代进化理论的由来

1．神创论 + 物种不变论（上帝造物说）

2． 法国 拉马克 1809年《动物哲学》

①生物由古老生物进化而来的 ②由低等到高等逐渐进化的 ③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。

3．英国 达尔文 1859年《物种起源》自然选择学说 过度繁殖与群体的恒定性 + 有限的生活条件 生存斗争 + 遗传和变异

自然选择即适者生存 + 获得性遗传 新类型生物

4．现代进化理论：以自然选择学说为核心内容

三、现代进化理论的内容

突变 等位基因 有性生殖 基因重组 不定向变异 选择 微小有利变异 多次选择、遗传积累 显著有利变异 基因频率的改变 新物种 定向进化

基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。

4．物种：能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物。

种群 小种群(产生许多变异）新物种

全书小结

一、从亚显微结构水平到分子水平

细胞核→染色体→DNA→基因→遗传信息→mRNA→蛋白质(性状)

[例] 间要论述染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、蛋白质(性状)和生物多样性之间的关系。

简

染色体由DNA和蛋白质组成，是DNA的主要载体，而不是全部载体，因其还存在于真核细胞的叶绿体和线粒体，原核生物和病毒中的DNA不位于染色体上，DNA是染色体的主要组成成分。

DNA分子上具有遗传效应的、控制生物性状的片段叫基因，DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区，DNA上有成百上千个基因。基因位于DNA分子上，也位于染色体上，并在染色体上呈线性排列，占据一定的“座位”(位点)，在减数分裂和有丝分裂过程中，随染色体的移动而移动，减数分裂过程中染色体互换，同源染色体的分离，非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。

DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息，并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息)，基因所在的DNA片段有两条链，只有一条链携带遗传信息叫有义链，另一条配对链叫无义链，DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链，而对另一个基因来说，可能是无义链。

遗传密码是指在DNA的转录过程中，以DNA(基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板，按照碱基互补配对原则(A-U，G-C)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序，遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫“密码子”，也叫“三联体密码子”，和遗传密码的含义是一致的，应当注意，20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的碱基排序是指定位在信使RNA上的，并不是位于DNA或转运RNA(叫反密码子)上碱基排列顺序。

性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征，是遗传和环境相互作用的结果，主要由蛋白质体现出来。生物的性状受基因控制，是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。

DNA分子中碱基的排列顺序千变万化，一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基，它们的可能排列方式是4100种。而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万，其可能的排列方式几乎是无限的。DNA分子的多样性，可以从分子水平上说明生物的多样性和个体之间的差异的原因。

二、以人类遗传病为例分析遗传的三个基本规律和伴性遗传之间的区别和联系

[例] 下图是六个家族的遗传图谱，请据图回答：

(1)可判断为 X 染色体的显性遗传的是图 ；

(2)可判断为 X 染色体的隐性遗传的是图 ；

(3)可判断为 Y 染色体遗传的是图 ；

(4)可判断为常染色体遗传的是图。

[解析] 按Y染色体遗传→X染色体显性遗传→X染色体隐性遗传→常染色体显性遗传→常染色体隐性遗传的顺序进行假设求证。

D图属Y染色体遗传，因为其病症是由父传子，子传孙，只要男性有病，所有的儿子都患病。

B图为X染色体显性遗传，因为只要父亲有病，所有的女儿都是患病者。C和E图是X染色体隐性遗传，因为C图中，母亲患病，所有的儿子患病，而父亲正常，所有的女儿都正常；E图中，男性将病症通过女儿传给他的外孙。

A和F图是常染色体遗传，首先通过父母无病而子女有患病者判断出是隐性遗传，再根据父母无病，而两个家系中都有女儿患病而判断出是常染色体遗传。

[例] 下图为某家族性疾病的遗传图谱。请据图回答：若Ⅲ1与Ⅲ5近亲婚配，他们的孩子患此病的概率为(基因符号用A、a)表示。

[解析] 本题主要考查对系谱图的分析判断和简单概率计算能力，解题关键为运用多种遗传病的遗传特点去分析人手。

(1)在该遗传系谱中，发病率比较高，占子代的1/2，且子代之中有患者，则双亲之中必定有患者，儿子是患者则其母必定是患者，且患者中女性多于男性。所以该病的遗传为显性伴性遗传。

(2)Ⅲ1个体的父亲表现型正常，是隐性个体，基因型为XaY，他的X染色体上的基因必定遗传给他女儿Ⅲ1个体，Ⅲ1个体又表现为患者，所以Ⅲ1个体的基因为XAXa，Ⅲ5个体为隐性个体，基因型XaY。(3)画遗传图解(略)，Ⅲl与Ⅲ5婚配，他们孩子患病的概率为1/2。

三、以染色体概念系统为例，分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系

[例] 下图是我国育种专家鲍文奎等培育出的异源八倍体小黑麦的过程图。

(1)A、B、D、R四个字母代表。

(2)Fl之所以不育，是因为。

(3)F1人工诱变成多倍体的常用方法是。

(4)八倍体小黑麦的优点是。

(5)试从进化角度，谈谈培育成功的重要生物学意义。

[解析] 解答本题的关键是运用染色体组整倍性变异的原理，联系减数分裂、受精作用、远缘杂交、秋水仙素作用机制，自然选择和人工选择等众多相应知识点综合分析解答。阐明有利变异为进化提供原材料，通过人工选择加快培育新物种的进程这一观点。

答案(1)4个染色体组(2)F1产生配子时，染色体不能两两配对形成四分体(3)秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗生长点，使其染色体加倍(4)耐土地贫瘠、耐寒冷、面粉白、蛋白含量高(5)我国育种专家鲍文奎教授培育成功的小黑麦品种，是人工创造异源多倍体很成功的实例。小黑麦本来是自然界没有的物种，科学家利用远缘杂交，通过人工选择在短短的十几年就创造出这个新物种。若靠大自然的恩赐，通过自然选择形成高等植物的一个新物种需要漫长的时间。由此可见，人工选择大大地加快了物种的进化。

☆生物的遗传是细胞核与细胞质共同作用的结果。

1．细胞质遗传

①主要特点：母系遗传；后代不出现一定的分离比。

②原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞；减数分裂时，细胞质中的遗传物质

随机地、不均等地分配到卵细胞中。

③物质基础：叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA。

2．从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。

①是指由常染色体上基因控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。

②如绵羊的有角和无角。这种影响是通过性激素起作用。

第四篇：高中生物必修二示范教案

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第2节

DNA分子的结构

●从容说课

本节内容首先是以讲故事的形式介绍DNA分子的双螺旋结构模型的建立过程。故事首先出场的是英国伦敦皇家学院的晶体衍射专家维尔金斯和年轻的女科学家弗兰克林。他们拍摄出来非常清晰的DNA分子的X射线衍射照片，为分析DNA结构提供了重要的依据和证据。这些证据的展示，就是要学生总结这两位科学家所应用的多种研究方法，明白一个道理：科学研究不但要有深厚的专业知识，还要有广博的知识面。对于沃森和克里克来说，两人的组合就是一个黄金搭档。物理学家克里克是毕业于伦敦大学，他曾参加过用X射线研究血红蛋白的分子结构，在研究X射线衍射照片方面有很高的造诣。沃森是年轻有为的分子生物学家，他对生物学中的大分子非常熟悉。两人的合作就是一个强强联手。在借鉴了许多科学家研究成果的基础上，沃森和克里克建立了很多种双螺旋和三螺旋模型，但很快就知道是错误的。奥地利生物化学家查哥夫的研究成果再一次给了他们成功的启示。查哥夫发现：（1）在DNA样本中，A的数目总是和T的数目相等，C的数目总是和G的数目相等。即：（A＋G）∶（T＋C）=1。（2）（A＋T）∶（C＋G）的值具有物种特异性。沃森和克里克吸收了美国生物化学家查哥夫的研究成果，经过深入的思考，终于建立了DNA的双螺旋结构模型，并把这个模型用金属材料制成之后与拍摄的X射线衍射照片比较，发现二者完全相符。这个成果的探究历史，蕴含着科学思想和科学精神，让学生从中吸取营养，对培养他们科学研究方法的掌握及与人合作的能力大有好处。

DNA分子的结构部分是本节知识的重点和难点，学习这部分要利用现成的模型教具，让学生有一个直观的印象，然后分步解剖这些结构的组成，就形成了从空间结构→平面结构→单链结构→基本单位的教学顺序，这样使学生对DNA的认识层层细化，培养学生对事物的认知能力。

为了更形象地说明DNA是如何由四种基本组成单位构成，以及碱基、磷酸分别与脱氧核糖的相连，让学生动手来制作DNA模型，让学生在动手中对前面的知识得以巩固和提高。同时掌握一种重要的科学方法——模型建构。

●三维目标 1.知识与技能

（1）理解DNA分子的结构特点。（2）制作DNA分子双螺旋结构模型。2.过程与方法

（1）培养观察能力、分析理解能力：通过观察DNA结构模型及制作DNA双螺旋结构模型来提高观察能力、分析和理解能力。

（2）通过分析DNA结构模型的建立过程，培养学生发现问题、解决问题、应用最新研究成果以及与人合作的能力。

3.情感态度与价值观

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。

●教学重点

1.理解DNA分子的结构特点； 2.制作DNA分子双螺旋结构模型。

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●教学难点

理解DNA分子的结构特点。●教具准备

DNA双螺旋结构模型。●课时安排

本节内容需安排两个课时进行教学： 第1课时

DNA双螺旋结构模型的构建 第2课时

DNA的结构及模型的制作

第1课时

●教学过程 ［课前准备］

学生收集沃森、克里克、威尔金斯的简介；收集有关DNA研究过程的资料。［情境创设］

有同学去过北京中关村高科技园吗？那里有个独特形状的雕塑，那是以何为蓝本制作的呢？（展示雕塑图）那是一个DNA雕塑。DNA结构模型的创立是许多科学家智慧的结晶。它的结构创立过程就是一个科学方法和科学精神的完美结合过程。

［师生互动］

DNA作为遗传物质已经不容置疑，但是它怎样决定生物的性状，要回答这些问题，必须要弄清DNA的结构。

在DNA结构的研究过程中，沃森和克里克的研究成果，让世人终于认清了这个生命现象决定者的真面目——DNA双螺旋结构。

请1～2位同学根据自己找的资料来介绍一下这两位科学家的重要成果。如不全面可补充，主要介绍的内容应包括：1953年4月25日，英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森（J.Watson，1928～）和英国的克里克（F.H.C.Crick，1916～2004）在英国剑桥大学合作的成果，DNA双螺旋结构的分子模型，这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志。1962年，沃森、克里克和维尔金斯（伦敦皇家学院）三人共同获得了诺贝尔生物医学奖。

问：这一成果为何在当时引起了极大的关注？ 答：它第一次揭示了生命本质的决定者的真面目——双螺旋结构，使人们对遗传物质的认识水平步入了分子水平。

问：它的研究是不是一帆风顺的？ 答：不是。

介绍研究过程：DNA双螺旋结构模型的建立过程中，威尔金斯和弗兰克林这两位科学家却比沃森和克里克研究得还要早。1951年，威尔金斯在DNA结构的研究中，采用了Ｘ射线衍射法，得到了一张非常清楚的DNA的Ｘ射线衍射图谱。

问：沃森和克里克从DNA的衍射图谱中受到了什么启示？

答：从这个图谱中，这两位科学家和其他科学家一起分析有关数据得出结论：DNA是螺旋的。

问：从方法上有何变化？

答：开辟了一种新的研究DNA的方法，就是从研究组成为主，转为研究结构为主。问：是不是从此一切问题迎刃而解了呢？

答：没有。做了不同的螺旋模型，但结果很快被否定了。

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介绍查哥夫的研究成果

1952年，查哥夫（E.Chargaff）在已进行多年的对各种DNA样品的组分研究中发现，DNA中四种核苷酸的量并不一定是相等的。但是，在各种DNA中嘌呤的量和嘧啶的量总相等，而且腺嘌呤的量和胸嘧啶的量相等；鸟嘌呤的量和胞嘧啶的量相等。沃森在开始研究碱基之间连接的方式时，先将同样的碱基成对地安排在两条链上。例如，使腺嘌呤和腺嘌呤配对，胸腺嘧啶和胸腺嘧啶配对等。他认为这样还可以说明DNA的模板作用。这个模型被晶体学家J·多诺休（Donohue）否定。多诺休根据他对类似的小分子化合物所作的晶体衍射研究，主张碱基是以酮式结构存在的，而不是沃森在建立模型时所用的烯醇式。于是沃森只好继续寻找各种配对的可能性。就在这时，沃森发现腺嘌呤和胸腺嘧啶，以及鸟嘌呤和胞嘧啶各自成对后，两类碱基对具有相似的形状，而且发现这样的配对恰恰可以解释查哥夫测定的DNA碱基比例的数据。

问：通过吸取查哥夫的成果，两位科学家做出了模型，是不是就能说明模型是正确的？ 答：不能。只能从化学成分上说明正确。问：如何证明这个模型的正确性？

答：做出的模型与X射线衍射照片相比较，完全相符。不但从成分上证明正确，还从结构上证明模型的正确性。

问：从沃森和克里克建立DNA模型的过程中，你觉得他们和其他科学家是一种什么关系？

答：相互配合。沃森和克里克的合作本身就意味着不同学科之间的交叉和结合。问：从他们的研究历程看对你有何启示？

答：研究的过程就是不断纠正自己的错误的过程，取对方之长，补自己之短的过程。问：从这个研究过程你能不能得出科学研究的一般过程？

答：发现问题（DNA的结构是怎样的？）→解决问题（提出自己的模型）→验证（可以的模型不正确）→吸取最新知识，再解决问题（提出双螺旋模型）→验证（和X射线衍射图比较）→结论（DNA是双螺旋结构）。

［教师精讲］

DNA双螺旋结构模型的阐明是生物学发展过程中一个具有历史意义的里程碑，它的出现标志着分子生物学这门新学科的诞生。1962年，颁发诺贝尔生理学或医学奖时，同时授予沃森、克里克和维尔金斯。因弗兰克林已于1958年逝世而未被授予，但弗兰克林功不可没。

［评价反馈］

1.组成DNA分子的基本单位是___________，每个基本单位由__________、_________、_______________三部分组成。

答案：脱氧核苷酸

一分子脱氧核糖

一分子含氮碱基

一分子磷酸

2.组成DNA的碱基有__________种，分别是____________________________。脱氧核苷酸有_________种,分别是______________________________________________________。

答案：4 A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸

［课堂小结］

DNA结构模型的建立过程，实际上就是科学家密切合作的过程。沃森和克里克吸取了许多科学家当时最新的科研成果，所以可以说它是科学家精诚合作探究自然奥秘的典范。同时在这个过程中，可以看出科学家在研究中应用了多种研究方法，它应用了化学方法、物理方法以及生物学方法，这也反映出现代科学的发展方向——多学科交叉，相互作用，共同发展。

［布置作业］ 根据提供的资料，从下列五个方面选取一个作为主题，来介绍遗传物质研究的过程及成中鸿智业信息技术有限公司

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果。（1）DNA是遗传物质的实验研究；（2）DNA双螺旋结构的发现及模型的制作；（3）基因结构及基因表达调控；（4）基因工程技术；（5）应用。

可以以两人或三人为一个小组进行资料组织，再以班级大组为单位，把五方面的内容组成一个整体，整理出最后的报告。

［课后拓展］

推荐书籍，供学生阅读。

《双螺旋——发现DNA结构的故事》刘望夷等译。

此书是沃森写的一本作者自己亲身经历的重大事件印象记。书中不仅有科学知识，亦有科学工作方法。此书最早分期在《大西洋月刊》上发表，后出单行本。1980年出版的英文新版本中，作者又加进了一些新内容。另外，在附录中收进了四篇文章，即沃森和克里克的两篇原始论文，以及斯坦特写的介绍DNA双螺旋与分子生物学的崛起和《双螺旋》一书作者及出版概况的两篇文章。

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和内侧的碱基相连，磷酸只和脱氧核糖相连。脱氧核糖和磷酸位于DNA分子的外侧。

（3）DNA中的碱基配对是通过碱基互补配对原则进行的，即A和T，G和C配对。它们位于分子的内侧。

2.主要涉及物理学（如衍射图谱）、生物化学（碱基数目的对应相等关系）等。涉及的方法有X射线衍射结构分析方法；建构模型的方法等。通过对这些资料的分析使人们更加清楚地认识到现代生物学的发展是在应用多学科成果的基础上取得的，多学科的交叉运用，诞生了新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。

3.要善于利用他人的研究成果，要善于与他人交流沟通，要善于与人合作。

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第五篇：高中生物必修1必背知识点归纳

高中生物必修Ⅰ必背内容

1.细胞是地球上最基本的生命系统。

2.生命系统的由小到大排列：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈

3.科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。

4.氨基酸是组成蛋白质的基本单位；一切生命活动都离不开蛋白质蛋白质是生命活动的主要承担者。

5.核酸是细胞内携带遗传信息的物质在生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。

6.糖类是主要的能源物质脂肪是细胞内良好的储能物质。7.生物大分子以碳链为骨架组成大分子的基本单位称为单体每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架由许多单体连接成多聚体。例：组成核酸的单体是核苷酸；组成多糖的单体是单糖。

8.水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合叫做结合水。细胞中绝大部分水以游离的形式存在可以自由流动叫自由水。

9.细胞学说主要由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺共同建立其主要内容为：

（1）细胞是一个有机体一切动植物都由细胞发育而来并由细胞和细胞产物所构成。

（2）细胞是一个相对独立的单位既有它自己的生命又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。

（3）新细胞可以从老细胞中产生。（注意其修正过程――课本阅读内容）

10.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。

11.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成脂质中的磷脂和胆固醇是构成细胞膜的重要成分。

12.细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。

13.生物的膜系统：这些细胞器膜和细胞膜.核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似在结构和功能上紧密联系进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。

14.细胞核控制着细胞的代谢和遗传。细胞作为基本的生命系统细胞既是生物体结构的基本单位也是生物体代谢和遗传的基本单位。

15.细胞核是遗传信息库是细胞代谢和遗传的控制中心。

16.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。这种膜可以让水分子自由通过一些离子和小分子也可以通过而其他的离子.小分子和大分子则不能通过。

17.细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。当细胞液浓度小于外界溶液的浓度时细胞失水使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩由于原生质层比细胞壁的伸缩性大原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来即发生质壁分离。

18.物质通过简单的扩散作用进出细胞叫做自由扩散；进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散叫做协助扩散（这种顺浓度梯度的扩散统称为被动运输）。

19.从低浓度一侧运输到高浓度一侧需要载体蛋白的协助同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量这种方式叫做主动运输。20.细胞中每时每刻都进行着许多化学反应统称为细胞代谢。21.分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量统称为活化能。

22.同无机催化剂相比酶降低活化能的作用更显著因此催化效率更高。

23.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物其中绝大多数酶是蛋白质少数是RNA。

24.酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。25.ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。

26.细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解生成二氧化碳或其他产物释放出能量并生成ATP的过程。

27.有氧呼吸是指细胞在氧的参与下通过多种酶的催化作用把葡萄糖等有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水释放能量生成许多ATP的过程。

28.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。

29.叶绿体中的囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素就分布在类囊体的薄膜上。

30.叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜面积上不仅分布着许多吸收.传递.转化（少数叶绿素a）光能的色素分子还有许多进行光合作用所必需的酶。

31.光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物并且释放出氧气的过程。

32.光反应阶段：光合作用第一阶段中的化学反应必须有光才能进行这个阶段叫做光反应阶段。

33.暗反应阶段：光合作用第二阶段中的化学反应有没有光都可以进行这个阶段叫做暗反应阶段。

34.细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大细胞大小还受细胞核的控制范围限制。通过模拟探究实验看出：细胞体积越大其相对表面积越小细胞的物质运输效率就越低。

35.细胞在分裂之前必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续过程。

36.连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止为一个细胞周期。

37.在个体发育中由一个或一种细胞增殖产生的后代在形态.结构和生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。38.细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

39.由基因所决定的细胞自动结束生命的过程就叫细胞凋亡。40.有的细胞受到致癌因子的作用细胞中遗传物质发生变化就变成不受机体控制的.连续进行分裂的恶性增殖细胞这种细胞就是癌细胞。

41.细胞的衰老是指细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程最终表现为细胞的形态.结构和功能发生变化。

42.衰老细胞的特征：细胞内水分减少.新陈代谢的速率减慢；多种酶的活性降低；色素积累；呼吸速率减缓；细胞核的体积增大.核膜内折染色质收缩.染色加深；细胞膜的通透性改变使物质运输功能降低。