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1、名校名 推荐第 2 节 DNA 分子的结构一、教学目标1.知识方面识记构成DNA 分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。 DNA 分子的平面结构和空间结构。碱基互补配对原则。2.情感态度与价值观方面认识到与人合作的在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程3.能力方面制作 DNA 双螺旋结构模型。就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的应用。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
2、四、教学课时：2五、教学过程教 学 内教师组织和引导学生活动教 学 意容图问 题 探引导学生思考讨论回答，老师提示。思考讨论收 集 资讨回答料 的 能力。一、DNA引导学生阅读课文 P47 49。阅读思考培 养 学双 螺 旋提示 1.（ 1）当时科学界已经发现的证据有：组成N完成旁栏生 的 自结 构 模分子的单位是脱氧核苷酸；N 分子是由含4 种碱基思考题目学 能 力型 的 构的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富和与 自 我建成兰克林提供的的射线衍射图谱；（ 3）美国生物化探 究 能学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950 年），即按照力。射线衍射分析的实验数据建立模型的方法
3、（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要旁 栏 思的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，考题目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。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1名校名 推荐架安排在螺旋外部，碱基安排
4、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（）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。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。涉及的方法主要思考与讨思考、讨有： X 射线衍射结构分析方法，
5、其中包括数学计算法；建论论 和 合构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是作能力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“思考 与和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组讨论 ”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出示 DNA 模型，学生阅书第50 页，指着模型进解说过归阅读理解分 子 的纳，结构的主要特点是：记住结构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，另一条链是，不宜过深）。脱氧
6、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：拓 展 学两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键 ”要进行必要生思维，的解释）连接成碱基对， 且碱基配对有一定的规律： A T、更 好 理G C（ A 一定与 T 配对， G 一定与 C 配对）。解 新 知可见， DNA 一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱识基互补配对原则，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
7、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A T 、GC，不能是 A C，G T 呢？2名校名 推荐3.DNA的特性这是由于A 与 T 通过两个氢键相连，G 与 C 通过三个学生训练氢键相连，这样使DNA 的结构更加稳定，所以，A 与 T应 试 能或 G 与 C 的摩尔数比例均为1： 1。力某生物细胞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（）A 9B 18C 32%D 36答案： C师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。听讲配合知 识 拓稳定性： DNA分子两条长链
8、上的脱氧核糖与Pi 交老师回答展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 的立体结构和小结培 养 学DNA
9、 的特性。组成DNA 的碱基共有 A 、 T、 G、 C 四种，生 的 总构成 DNA 的基本单位也有4 种。每个 DNA 分子由二条多结能力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A T、 G C，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。模 型 构让学生做 P50模型构建制作 DNA 双螺旋结构模型，阅读思考巩 固 知建制实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范。动手动脑识 加 深作 DNA提示 1.DNA 虽然只含有4 种脱氧核苷酸，但是碱基对理解双 螺 旋的排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序结 构 模使 DNA 储存了大量的遗传信息。型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）。3
