2022年《DNA分子的结构》教案

学习必备欢迎下载第 2 节DNA 分子的结构一、学习目标1.概述 DNA 分子的结构的主要特点；2.制作 DNA 分子的双螺旋结构模型；3.讨论 DNA 双螺旋结构模型构建历程。二、教学重点和难点1.教学重点：制作 DNA 分子双螺旋结构模型。2.教学难点： DNA 分子结构的主要特点三、教学方法： 讨论法、演示法四、教学课时： 2 五、教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图问题探讨引导学生思考讨论回答，老师提示。思考讨论回答收集资料的能力。一、 DNA双螺旋结构模型的构建成引导学生阅读课文P4749。提示 1.（1）当时科学界已经发现的证据有： 组成 DNA 分子的单位是脱氧核苷酸；DNA 分子是由含 4 种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（ 2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的 DNA 的射线衍射图谱； （3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（ 1950年），即按照射线衍射分析的实验数据建立模型的方法 （因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构， 以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样， 用自制的硬纸板构建 DNA 结构模型；（ 4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶 （T） 的量，鸟嘌呤（G）阅读思考完成旁栏思考题目和思考与讨论培养学生的自学能力与自我探究能力。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载的量总是等于胞嘧啶（ C）的量这一碱基之间的数量关系。2.沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中， 他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。 在失败面前，沃森和克里克没有气馁， 他们又重新构建了一个将磷酸 核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即 A 与 A、T 与 T 配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息： 腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶 （）的量，鸟嘌呤（ G）的量总是等于胞嘧啶（ C）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让 A 与 T 配对，G 与 C 配对，最终，构建出了正确的 DNA 模型。提示 1.略。2.主要涉及物理学（主要是晶体学）、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。 涉及的方法主要有： X 射线衍射结构分析方法， 其中包括数学计算法； 建构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果； 反过来，多学科交叉的运用， 又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科， 如生物化学、 生物思考、讨论和合作能力名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载物理学等。3.要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通， 闪光的思想是在交流与撞击中获得的； 研究小组成员在知识背景上最好是互补的， 对所从事的研究要有兴趣和激情等。二、 DNA分子的结构出示 DNA 模型，学生阅书第50 页，指着模型进解说过归纳，结构的主要特点是：两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释 “ 反向” ，一条链是 53 ，另一条链是 3 5 ，不宜过深）。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA 分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键（教师对“ 氢键” 要进行必要的解释）连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：AT、GC（A一定与 T 配对， G 一定与 C 配对）。可见， 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， 另一条链上的碱基排列顺序也就确定了 （可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。教师设问，学生思考后，由教师回答：设问一：碱基配对时， 为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？这是由于嘌呤碱是双环化合物 （画出双环）， 占有空间大；嘧啶碱是单环化合物 （画出单环），占有空间小。而DNA 分子的两阅读理解记住拓展学生思维，更好理解新知识的应试能力名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载条链的距离是固定的， 只有双环化合物和单环化合物配对才合适。设问二：为什么只能是AT、GC，不能是 AC，GT 呢？这是由于 A 与 T 通过两个氢键相连，G与 C 通过三个氢键相连， 这样使 DNA 的结构更加稳定，所以， A 与 T 或 G 与 C 的摩尔数比例均为 1：1。某生物细胞 DNA 分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占 18，那么鸟嘌呤的分子数占（）A9B18C32% D36答案： C 学生训练三、 DNA的特性师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。稳定性： DNA 分子两条长链上的脱氧核糖与 Pi 交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的， 从而导致 DAN 分子的稳定性。多样性： DNA 分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA 分子大约有 4000 个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有种。实际上构成 DNA 分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA 分子的多样性。特异性：每个特定的DNA 分子都具有特定的碱基排列顺序， 这种特定的碱基排听讲配合老师回答知识拓展名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载列顺序就构成了 DNA 分子自身严格的特异性。小结本节课我们学习了DNA 的化学组成，DNA 的立体结构和 DNA 的特性。 组成 DNA的碱基共有 A、T、G、C 四种，构成 DNA的基本单位也有 4 种。每个 DNA 分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即 AT、GC，通过氢键连接成碱基对。 DNA 分子具有稳定性、多样性和特异性。 多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化， 4 种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个DNA分子能够贮存大量的遗传信息。小结培养学生的总结能力模型构建制作 DNA双螺旋结构模型让学生做 P50模型构建制作 DNA 双螺旋结构模型 ，实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范。提示 1.DNA 虽然只含有 4 种脱氧核苷酸，但是碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使DNA 储存了大量的遗传信息。2.（1）靠 DNA 分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；（2）在 DNA 双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求，教师可进行补充说明）。阅读思考动手动脑巩固知识加深理解名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -