第三章-第2节--DNA分子的结构教案-2课时(共5页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第2节 DNA分子的结构【教学目标】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 4、制作DNA双螺旋结构模型，锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力 5、对科学探索基因的本质的过程进行分析和讨论，领悟假说演绎和模型方法在这些研究中的应用 6、认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用 7、认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程【教学重点】1、DNA分子结构的主要特点2、制作DNA分子双螺旋结构模型【教学难点】DNA分子结构的主要特点【教学方法】讨论法、 演示法【课时安排】2课时【教学过程】课前准备：前一周就要求学生收集有关DNA的信息（主要是关于DNA的结构和DNA 的应用）学生上台讲解：引入：十年前还鲜为人知的DNA，现在已经达到家喻户晓的程度，现在DNA的双螺旋结构模型已经成为分子生物学的象征，甚至成为高科技的象征。但是DNA是由什么构成？他们是如何连接？以及有什么样的特点？这是我们今天要探讨的话题。二、DNA双螺旋模型的构建阅读思考完成旁栏思考题目和思考与讨论（1）当时科学界已经发现的证据有：组成N分子的单位是脱氧核苷酸；N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N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（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量这一碱基之间的数量关系。为了掌握DNA分子结构的全部知识，必须先掌握DNA分子的化学组成。1、DNA分子的化学组成（结构）学生活动：阅读教材P89DNA分子的化学组成部分并讨论DNA分子化学组成的部分知识。教师出示DNA分子化学结构的多媒体课件，让学生分组讨论以下问题：a、DNA分子为什么属于高分子化合物（从元素组成和分子量上考虑分析）?b、组成DNA分子的基本单位是什么?c、构成DNA分子的基本单位有几种?分别是什么?d、DNA分子是由几条脱氧核苷酸长链组成的?在学生讨论回答的基础上，教师进行综述：DNA分子是种高分子化合物，它的基本单位是脱氧核苷酸，总共有四种，分别叫腺嘌呤脱氧核苷酸（A），鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）；每种脱氧核苷酸都是由三部分组成：即一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸。DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链组成的。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。【模型建构1】： 脱氧核苷酸【模型建构2】： 一条脱氧核苷酸链【模型建构3】： DNA平面结构【模型建构4】： DNA双螺旋三、DNA分子的空间结构学生活动：阅读教材P9DNA分子的空间结构部分，对照自己制作的DNA的分子结构（在教师指导下制作）对教材进行理解探索新知识。模型制作教师出示DNA分子结构挂图和模型并设疑：a、DNA分子的空间结构具有什么特点?b、DNA分子结构中的碱基互补配对原则是什么?c、为什么碱基互补配对必须是A与T配对，G与C配对?学生在阅读教材、讨论的基础上回答上述问题。教师对学生的回答给予肯定并作点拨。1、DNA分子的结构特点是：（1）DNA分子是由两条链组成的，这两链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。（3）DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对原则是：碱基A与T、G与C之间的一一对应关系，叫碱基互补配对原则。为加深学生的记忆，教师编一顺口溜：“A配T，T配A，G配C，C配G，少了一个配不齐”。A与T、G与C配对的原因：（1）嘌呤碱是双环化合物，占的空间大；嘧啶碱是单环的、占的空间小，而DNA分子的两条链距离是固定的，因此，只能是嘌呤碱与嘧啶碱配对。（2）由于A与T通过两个氢键连结，G与C之间通过三个氢键连结，这样使DNA的结构更加稳定。2、DNA分子的结构特性学生活动：阅读教材P9并思考讨论如下问题：（1）从你自己制作的DNA双螺旋结构模型来思考，DNA分子的基本单位只有四种。它的排列顺序如何?说明了什么问题?（2）再观察和思考你自己制作的DNA双螺旋结构模型中四种基本单位的排列顺序又如何呢?这又说明了什么问题?教师在学生思考讨论的基础上进行点拨：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DNA分子的一条链中有150个四种不同的碱基，它的排列方式有4150种。实际上构成了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（取决于碱基对的排列顺序）。每个特定的DNA分子（如你自己制作的DNA）都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性（特定的碱基排列顺序）。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。总结：从DNA分子的多样性和特异性说明了世界上的各种生物之间、同种生物不同个体之间表现出干差万别的根本原因。因此，用DNA分子可以起到鉴定生物个体的作用（为了加深对这部分知识的理解和应用,可给学生简介用DNA分子在亲子鉴定和案件的侦破中的作用的例子，这样既活跃了课堂，又激起学生学习的兴趣）。再没疑：在细胞有丝分裂学习中，我们知道，通过细胞有丝分裂使生物的亲代与子代之间保持遗传性状的稳定性，为什么?学生回忆回答：是遗传物质DNA分子复制（间期）和平均分配（后期）的结果。教师给予肯定并鼓励。再问，那么DNA分子是怎样进行复制的呢?四、DNA碱基量的计算整个DNA分子中： A=T ； G=CA+ G = T + C；A + G = T + C = A + C =T + G = 1/2（A+G+C+T） （A+ G） /（T + C）=（A + C ）/（T + G） =1即：DNA分子中任一非互补碱基之和恒等，=1/2 DNA碱基总数推论一：在双链DNA分子中不配对的两碱基之和的比值=1一条链中的A1=T2（另一条链）T1=A2，G1=C2，C1=G2一条链与另一条链(AG)/( TC)的比值互为倒数。互补碱基之和在一条链上，在互补链上，在整个DNA分子中所占比例相同。 A总%1/2（A1%A2%） T总%1/2（T1%T2%） G总%1/2（G1%G2%） C总%1/2（C1%C2%）A总%：A在整个DNA分子全部碱基中所占的比例（包括两条链）A1%：A1在DNA这一条链的碱基中所占的比例例1：已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是：（ C ）A1800个和800个 B1800个和l800个C3600个和800个 D3600个和3600个例2：若DNA分子中一条链的碱基A：C：T：Gl：2：3：4，则另一条链上A：C：T：G的值为（ B ）Al：2：3：4 B3：4：l：2C4：3：2：1 D1：3：2：4例3：一个DNA分子中，G和C之和占全部碱基数的46，该DNA分子的一条单链中，A 和C分别占该单链的28和22，则该DNA分子的另一条单链中，A和C分别占这一单链的百分比是多少？五、课堂小结（一）、DNA双螺旋模型的构建组成 脱氧核苷酸 单链 双链 双螺旋（二）、DNA 分子的立体结构（1）2条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构主要特点 （2）外侧基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替连接 内侧碱基对（3）碱基互补配对原则 课外模型构建 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）。五、课堂习题一个DNA分子的一条链上，腺嘌呤比鸟嘌呤多40%，两者之和占DNA分子碱基总数的24%，则该DNA分子的另一条链上，胸腺嘧啶占该链碱基数目的 D A44% B24% C14% D28%专心-专注-专业