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1、第二节DNA分子的结构一、课时目标1. 简单描述DNA双螺旋结构模型的构建历程。依据：1）课程性质：生物科学的研究经历了从现象到本质、从定量到定性的发展过程，在这个发 展过程中科学实验起到了举足轻重的地位，要了解某一物质则应首先了解这一物质的发展历 程，从古至今，这不仅是在提高学生的生物科学素养，也是对学生实验设计思维的培养：2）学生认知水平：人的认识本质是主体的建构过程，构建模型对这一阶段的学生而言难度 较大，让学生直接理解DNA分子的结构难度较大，因此从科学故事中逐步了解它的结构，利 于学生更好地吸收。3）本节内部联系：了解DNA双螺旋结构模型的构建历程为学生自己动手制作DNA双螺旋结 构
2、模型提供理论依据与设计思路，便于更好地开展学生活动。2. 能够说出DNA分子结构的主要特点及碱基互补配对原则。依据：1）课标：概述属于理解水平的范畴，要求学生与已有知识建立联系，即与DNA分子的基本 单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类等知识点建立联系，并在此基础上理解DNA分子结 构的主要特点。2）教材：本节内容是在学生学习了 “遗传因子的发现”和“基因和染色体上的关系”以后， 从分子水平上进一步阐明遗传的本质。关于DNA双螺旋结构的特点和碱基互补配对原则又是 学习“DNA分子的复制”以及“基因表达”等内容的重要基础。前两章从宏观即细胞水平） 介绍了遗传这一现象，而这一章则是从微观（即分子水
3、平）水平提出遗传物质，能帮助学生 从微观和宏观两个方面认识生物体的遗传。二、教学重、难点1. 教学重点：DNA分子结构的主要特点及碱基互补配对原则。依据：1）课标：课标中对本节的要求是“概述DNA分子结构的主要特点”，既要求学生理解DNA 分子的平面结构和空间结构，并由此总结出其特点；碱基互补配对原则作为DNA分子的一个 特点，学生需要在理解它的基础上与碱基数量相关的计算，且碱基互补配对原则为学习第四 章基因的表达打下了基础，因此应将其作为一个重点内容。2）教材：本节内容为第三章第二节，是在人们确定作为遗传物质的基础上进行的延伸，学 好这节课对于学生理解DNA的复制、基因的表达、基因突变、基因
4、工程等知识是非常重要的， 是学习遗传学的基础。3）考纲：这一部分内容是高考中的重要知识考点，几乎每年都有所涉及。突破： 设计问题串的形式，进行不断地质疑和解疑； 在“制作DNA分子双螺旋结构模型”的活动中，通过讨论和交流，建构以“基本单位一脱 氧核苷酸长链一平面脱氧核苷酸双链一立体双螺旋结构”的知识链，完成对DNA分子双螺旋 结构的初步认识。2. 教学难点：a、DNA分子双螺旋结构模型的建构依据：DNA分子是抽象的立体空间结构，学生的认知水平和空间想象能力相对较弱，且学生 长期的学习方式是动脑想，动手制作模型的机会相对较少，因此造就的现象是跟多的学生只 想不做，因此无法将比较抽象的东西具体化。
5、突破：将学生的动手实验分解成详细的很多步骤，同时融入科学家的科学研究过程，逐步探 究，让学生在认识脱氧核苷酸的基础上，逐步发现如何构建单链，进一步构建平面双链和立 体空间结构，同时总结出DNA分子结构的主要特点。探究活动和讨论均以生物小组为单位进 行，然后进行小组间的发言和交流。在边探究边动手制作模型的过程中，还使学生亲身体验 了模型构建这一科学研究方法。b、碱基互补配对原则的应用。依据：理解碱基互补配对原则，总结出与之有关的计算公式，并运用这些公式进行碱基的相 关计算，这不仅是在考查学生的观察概括能力，还有学以致用的能力。突破：以习题的变式求解和讨论逐步解决。三、教学过程创设情景导入新课教师
6、的组织和引导俗话说：种瓜得瓜，种豆得豆。这是生物的遗传 物质从亲代传给子代的结果。上节课我们了解到 生物的主要遗传物质是DNA。那么DNA为什么能够 行使这样的功能呢？物质的结构和功能是相适应学生活动学生观看遗传的几幅图片的。同样的，DNA的功能机理也都蕴藏在DNA的分 子结构之中。这节课，我们就一起来探讨一下DNA 分子的结构。【引导学生有序回忆】1、组成DNA的基本单位是什么？2、每个脱氧核苷酸的结构组成是什么？3、组成DNA的碱基有哪几种？【简要说明】用圆形硬纸片代表磷酸基团，五边 形代表脱氧核糖,4种不同颜色的长方形分别代表 A、T、G、C 4种碱基。【示范操作】脱氧核苷酸的结构示意图
7、（先展示 一个脱氧核苷的分子结构，再连接一个磷酸分子）【构建模型1】4种碱基的结构示意图，比较嘌吟（双环）和嘧啶（单环）分子结构的差异。（略长些的代表嘌吟， 短的代表嘧啶；可以用订书针模拟化学键。）安排学生4人一组每人完成1种脱氧核苷酸模型（2个）的制作。【演示引导】教师用多媒体展示正确的链接方法。（重点讲解 碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系）学生思考，同桌简单交流，回答问 题1、核苷酸2、一份子磷酸、一分子五碳糖以 及以分子含氮碱基。3、A一腺嘌吟，T 一胸腺嘧啶，C-胞嘧啶，G-鸟嘌吟学生思考，并从已准备的实验材料 中，找出对应的纸板模型。学生分组制作DNA分子的基本单 位模型。学生
8、相互交流和自我评价构建模型一：DNA的基本单 位一-脱氧 核苷酸构建模型二:脱氧核苷酸单链【提出问题、指导阅读】4种脱氧核苷酸又是怎样构成脱氧核苷酸单链的 呢？在幻灯片上从上到下依次放出6个游离的脱氧核 苷酸（涵盖4个种类，且碱基排序与课本平面图 不同，为探究DNA结构的多样性做铺垫，如图：设问：幻灯片上画有6个游离的脱氧核苷酸，应 怎样将它们连接成一条脱氧核苷酸链？是把这个 脱氧核苷酸的碱基和下一个脱氧核苷酸的碱基连 接，还是把磷酸基团连接，再或者是连接五碳糖？（边指图中相应部位，边提出疑问）【构建模型2】多媒体演示：由4种脱氧核苷酸连接成长链的方 法；要求学生两人合作完成4个脱氧核苷酸组成
9、 长链的模型制作。组织学生比较各自制作的“脱氧核苷酸链”的模 型，浅议长链中碱基的排列顺序有什么差异？师生共同阅读课本P. 48第2-7行）学生阅读课文中黑体字的内容并研读课本后展开讨论；将板图正确连接，如图：学生动手连接脱氧核苷酸单链，并注意和教师演示的课件比较构建模型三找出沃森和克里克构建模型中出现那些错误？学生阅读教科书P. 48第二自然DNA平面结构模型又是怎么对待和纠正这些错误的?【资料分析】奥地利著名生物化学家查哥夫对碱基对组成的研段，回答问题:出现的问题有1、碱基和磷酸哪个在双链内部哪个在外部2、碱基应究对沃森和克里克的启迪：如何配对 腺嘌吟（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌
10、 吟（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。简单提出两 碱基间存在拉扯力，即氢键，AT间两个氢键，CG 间三个氢键，CG较AT稳定。在板图已有脱氧核苷酸链的右边，画一条相同的链，如图:）。不能学生完成DNA分子平面结构模型（4个碱基对）的制作。设问：黑板上这两条链，可否构成DNA分子?构建模型四脱氧核苷酸【提问】那么脱氧核苷酸长链是如何构成具有独特双螺旋结构的DNA分子的呢?学生尝试用已制作好的双链旋转成双螺旋结构的DNA分子长链怎样构【构建模型4】成双螺旋结同步演示动态课件从DNA分子的平面结构到独特的双螺旋结构。观察、交流，总结出DNA分子的双螺旋结构的要点【思考问题】DNA分子的双螺旋结构的特点
11、有哪 些？(1)DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结 构？(2) DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们 分别位于DNA的什么部位呢？碱基位于DNA的什 么部位？(3) DNA中的碱基是如何配对的？【模型展示】DNA的双螺旋结构示模型师生共同回顾整理知识要点，【引导讨论】初步认识碱基互补配对原则的含义及意义：A与T配对；C与G配对学生通过观察制作的模型归纳DNA 分子双螺旋结构的特点。(1) DNA分子是由两条反向平 行的脱氧核苷酸长链盘旋 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 在内侧。(3) 两条链上的碱基通过氢键 连结起来，形成碱基对， 且遵循碱基互补配对原 则。学生讨论并交流，初步形成DNA分 子结构的知识链简要小结师生共同归纳出DNA分子的结构要点，并小结出DNA分子的结构具有稳定性、多样性 和特异性。四、板书设计第二节DNA分子的结构一、DNA分子双螺旋结构的构建模型建构一：脱氧核苷酸模型建构二：脱氧核苷酸单链模型建构三：脱氧核苷酸双链模型建构四：双螺旋二、DNA分子双螺旋结构的分析结构特点：反向平行；磷糖交替；碱基互补。
