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DNA的分子结构

一名优秀的教师就要对每一课堂负责,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?以下是小编为大家收集的“DNA的分子结构”仅供参考,希望能为您提供参考!

生物:3.1.2《DNA的分子结构》例题与探究(中图版必修2)
典题精讲
例1DNA分子多样性的原因是()
A.DNA是由4种脱氧核苷酸组成的
B.DNA的相对分子质量很大
C.DNA具有规则的双螺旋结构
D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
思路解析:组成DNA分子的碱基虽然只有4种,但是碱基对的排列顺序却是千变万化的,这就构成了DNA分子的多样性。
答案:D
绿色通道:DNA分子的多样性,同时也决定了DNA分子的特异性。
变式训练下图所示为DNA分子平面结构图,仔细读图后完成下列问题:
(1)写出图中各编号的中文名称:
①___________,②___________,③___________,④___________,⑤___________,⑥___________,⑦___________,⑧___________,⑨___________。
(2)图中共有脱氧核苷酸___________个,碱基___________对。
(3)图中部分由___________个脱氧核苷酸化合而成。一个脱氧核苷酸由一分子___________、一分子___________、一分子___________构成。
思路解析:该题考查学生对DNA双螺旋结构模型知识的理解。由于DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘绕成规则的双螺旋结构,脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变;DNA内部的碱基靠氢键连接起来形成碱基对,且严格遵循碱基互补配对原则。每个脱氧核苷酸是由一分子的磷酸、一分子的脱氧核糖和一分子的含氮碱基组成的。
答案:(1)①磷酸 ②脱氧核糖 ③胞嘧啶 ④胞嘧啶脱氧核苷酸 ⑤腺嘌呤 ⑥鸟嘌呤 ⑦胞嘧啶 ⑧胸腺嘧啶 ⑨氢键 (2)8 4 (3)8 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基
例2在DNA双螺旋链中,已查明某一脱氧核苷酸对中有一个胸腺嘧啶,则该脱氧核苷酸对中还有()
A.一个磷酸、一个脱氧核糖和一个鸟嘌呤
B.两个磷酸、两个脱氧核糖和两个腺嘌呤
C.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个腺嘌呤
D.三个磷酸、三个脱氧核糖和三个鸟嘌呤
思路解析:一个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成,因为组成脱氧核苷酸的含氮碱基只有A、T、C、G四种,所以脱氧核苷酸只有四种。在组成DNA的双螺旋结构时,两个脱氧核苷酸分子的碱基通过氢键,按照碱基互补配对原则(A与T配对,G与C配对)形成脱氧核苷酸时,依题意画出DNA双螺旋链的局部图:
不难得出正确答案。
答案:C
绿色通道:此题要求学生掌握脱氧核苷酸的化学组成和碱基互补配对原则,并用它分析DNA的双螺旋结构,考查应用能力。
变式训练DNA分子的基本骨架是()
A.磷脂双分子层B.规则双螺旋结构
C.脱氧核糖和磷酸交替连接D.碱基的连接
思路解析:组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,而每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成的。DNA分子是由两条具有反向平行关系的子链螺旋而成的,在链的外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的,构成DNA分子的基本骨架。
答案:C
例3某生物碱基的组成是嘌呤碱基占58%,嘧啶碱基占42%,此生物不可能是()
A.T4噬菌体B.细菌
C.烟草花叶病毒D.酵母菌和人
思路解析:细菌、酵母菌和人的细胞中既有DNA也有RNA,因为RNA是单链,所以不满足嘌呤碱基和嘧啶碱基之和相等。烟草花叶病毒只有RNA,符合条件。T4噬菌体只有DNA。
答案:A
黑色陷阱:对核酸中碱基组成的理解不够,对DNA双螺旋结构中碱基互补配对的原则未掌握,对不同生物含有的核酸种类不明确,都是错答此题的原因。
变式训练1所有病毒的遗传物质()
A.都是DNAB.都是RNA
C.是DNA和RNAD.是DNA或RNA
思路解析:病毒是由蛋白质和核酸组成的,核酸只有一种,要么是DNA,要么是RNA。
答案:D
变式训练2大豆根尖细胞所含的核酸中,含有碱基A、G、C、T的核苷酸种类数共有()
A.8种B.7种C.5种D.4种
思路解析:大豆根尖细胞中含有DNA、RNA,A、T、C、G参与4种脱氧核苷酸、3种核糖核苷酸的构成。
答案:B
问题探究
问题1DNA的空间结构是怎样的?
导思:从外观上看,DNA是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋成规则的双螺旋结构。外侧(像楼梯“扶手”)是脱氧核糖和磷酸交替连接,构成基本骨架,内侧由碱基对(像楼梯“台阶”或谓横档)将两条链连接起来。
探究:DNA分子的空间结构:(1)DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行的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,排列在外侧构成骨架;碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基,通过氢键连接成碱基对,A与T配对,G与C配对,碱基之间的这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
问题2碱基互补配对原则的意义是什么?
导思:DNA骨架之间的碱基连接是有一定规则的,只能是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对。换句话说,嘌呤与嘌呤之间,嘧啶与嘧啶之间均不能配对。具体是:腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对,这就是碱基互补配对原则。
探究:(1)由于碱基互补配对原则,使四种脱氧核苷酸组成的DNA分子在结构上具有稳定性。(2)由于碱基互补配对原则,确保了DNA的自我复制能够准确无误地完成。

延伸阅读

DNA分子的结构和复制


教学设计方案

1.教学重点
(1)DNA分子的结构。
(2)碱基互补配对原则及其重要性。
(3)DNA分子的多样性。
(4)DNA复制的过程及特点。
2.教学难点
(1)DNA分子的立体结构特点。
(2)DNA分子的复制过程。
3.教学疑点
DNA分子中只能是A—T、C-G配对吗?能不能A—C、G—T配对?为什么?
4.解决办法
(1)充分发挥多媒体计算机的独特功能,把DNA的化学组成、立体结构和DNA的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象,转化为易于吸收的知识。
(2)通过制作DNA双螺旋结构模型,加深对DNA分子结构特点的理解和认识。
(3)通过讨论交流、通过提高学生的识图能力、思维能力,通过配合适当的练习,将知识化难为易。
(4)通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的稳定性,来说明只能是A—T、C—G配对。
2课时。

第一课时
(一)引言:
我们经过学习,已经知道DNA是主要的遗传物质,它能使亲代的性状在子代表现出来。那么,DNA为什么能起遗传作用呢?我们来学习DNA的结构。
(二)教学过程
1.DNA的结构
1953年,沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋模型,为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了理解DNA的结构,先来学习DNA的化学组成。
(1)DNA的化学组成
学生阅读教材第7-8页,看懂图6-4及银幕上出现的结构平面图,基本单位图。学生回答下列问题:
①组成DNA的基本单位是什么?每个基本单位由哪三部分组成?
②组成DNA的碱基有哪几种?脱氧核苷酸呢?DNA的每一条链是如何组成的?
学生回答后,教师点拨:
①组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,它由一个脱氧苷糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。
②组成DNA的碱基有四种:腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G),胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T);有四种脱氧核苷酸: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。DNA的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成多脱氧核苷酸链。
(2)DNA分子的立体结构
出示DNA模型,学生阅书第8页,指着模型进解说过归纳,结构的主要特点是:
①两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55-35,另一条链是35-55,不宜过深)。
②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。
③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:A—T、G—C(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、G—C,不能是A—C,G—T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。
学生训练: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.9%B.18%C.32%D.36%
答案:C
(为巩固DNA立体结构的有关知识,加深对DNA分子结构特点的理解,此时应让学生做《实验十二、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,控制好上课的时间)。
(3)DNA的特性
师生共同活动,学生讨论和教师点拨相结合。
①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。
②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。
③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。
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。
(三)课堂练习
1.课本10-11页三、四题。
2.根据碱基互补配对原则,在A≠G时,双链DNA分子中,下列四个式子中正确的是()
A.B.
C.D.
答案:选B
3.分析一个DNA分子时,其一条链上那么它的另一条链和整个DNA分子中的比例分别是()
A.0.4和0.6B.2.5和0.4
C.0.6和1.0D.2.5和1.0
答案:D
(四)板书设计

第二课时
(一)引言:
通过上节课有关DNA结构的学习,理解DNA分子不仅能够储存大量的遗传信息,还能传递遗传信息,遗传信息的传递就是通过DNA分子的复制来完成的,怎样复制呢?
(二)教学过程:
2.DNA的复制
(1)复制的概念
在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期,以母细胞DNA分子为模板,合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
(2)“准确”复制的原理
①DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板;
②碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。
(3)DNA复制的过程
学生阅书第10页,看图6-6,银幕上也出现动态的DNA分子复制过程图解,待学生看懂图后,回答如下问题:
①什么叫解旋?解旋的目的是什么?
②什么叫“子链”?复制一次能形成几条子链?
③简述“子链”形成的过程。
让学生充分回答上述问题后,教师强调:
复制的过程大致可归纳为如下三点:
①解旋提供准确模板:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂,两条螺旋的双链解开,这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链(模板链)。
②合成互补子链:以上述解开的每一段母链为模板,以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。
③子、母链结合盘绕形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断地延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构,从而各自形成一个新的DNA分子,这样,1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。
(4)DNA复制的特点
讲述:
①DNA分子是边解旋边复制的,是一种半保留式复制,即在子代双链中,有一条是亲代原有的链,另一条(子链)则是新合成的。
②DNA复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制。从而保证了子代和亲代具有相同的遗传性状。
问:DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同?为什么?
通过设问,学生回答,进一步让学生理解和巩固DNA复制的全过程。
(5)DNA复制的必需条件
讲述:
DNA复制时必需条件是亲代DNA的两条母链提供准确模板、四种脱氧核苷酸为原料、能量(ATP)和一系列的酶,缺少其中任何一种,DNA复制都无法进行。
(6)DNA复制的生物学意义
DNA通过复制,使遗传信息从亲代传给了子代,从而保证了物种的相对稳定性,保持了遗传信息的连续性,使种族得以延续。
(三)小结:
1.通过学习DNA的结构和复制,必须掌握DNA的化学组成、立体结构、碱基互补配对原则以及DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。
2.目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面
(l)DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。
(2)把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据,与DNA有关。
(四)课堂练习:
1.某生物的双链DNA分子共有含氮碱基77对,其中一条链上(A+T):(C+G)=2.5,问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是()
A.1200个B.400个C.600个D.1500个
2.课本第10页复习题一、二。
(五)板书设计

《分子结构与性质》教学设计


古人云,工欲善其事,必先利其器。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。优秀有创意的高中教案要怎样写呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《《分子结构与性质》教学设计》,供您参考,希望能够帮助到大家。

《分子结构与性质》教学设计
一、教材分析
1、地位和作用
本节课位于人教版选修三第二章第三节,本章是继第一章原子结构与性质学习之后,进一步从分子角度让学生认识物质结构与性质的主要章节,同时也对高中阶段所学元素化合物和元素周期律知识进行拓展和提升,具有承前启后的作用。本节课则是在学生基本掌握常见分子结构的基础上,进一步研究分子结构与性质的关系,对发展学生的学科素养,引导学生有效地进行后续阶段的学习具有非常重要意义。
2、三维目标
(1)知识与技能
能辨识极性共价键和非极性共价键;
会判断共价键极性的相对强弱;
能辨识极性分子和非极性分子;
(2)过程与方法
引导学生通过个别实例归纳、概括出一般模型,体验从特殊到一般、由表及里地认识问题的科学方法;
通过分析、概括、建模活动,促进学生逻辑思维能力和模型认知能力的发展;
(3)情感态度与价值观
通过学习,在分析、推理、概括、建模过程中体会思维的乐趣、获得成功的喜悦。
3、重点和难点
教学重点:极性键、非极性键的理解和辨识;极性分子、非极性分子的辨识。
教学难点:极性分子、非极性分子的辨识。
二、学情分析
高二学生思维活跃,求知欲强,已具有较为完整的知识体系,逻辑思维能力较强,抽象思维能力仍有欠缺,对抽象内容的学习则需要老师加以引导;大班授课,同一个班级的学生客观上存在基础不一、程度不齐的问题,需尽量组织合作学习共同提高。
三、教法和学法
教法:创设情境、任务驱动、对比迁移、实例分析探究与模型整合相结合
学法:分析归纳、合作探究、思考交流、练习巩固
四、教学程序教学环节教师活动学生活动设计意图引入新课引出课题,激发调动学生产生学习兴趣实验探究、记录实验现象,思考激发学生的学习热情
判断极性键和非极性键

引导学生填写表格,复习极性共价键、非极性共价键概念、特征、判断方法,引导学生建立模型;
填写表格、
合作交流、
分析、归纳、
得到结论:共用电子对发生偏移,是极性键;共用电子对不发生偏移的共价键是非极性键;
建立模型:A-A型键为非极性键;A-B型键为极性键
在原有概念基础上进行拓展,从键合原子呈正负电性角度认识键的极性,建立模型增强学生对键的极性的认知能力。
共价键极性强弱分析
提出问题、引起思考;
对极性键极性强弱进行分析、引导学生进一步巩固对化学键极性的认识。通过对问题的思考研究,分析、归纳,用自己的语言简述对共价键极性本质和原因的认识;通过对共价键极性强弱的分析,进一步认识共价键极性产生的原因和本质;
极性分子、非极性分子的概念
引导学生对几种典型分子空间结构进行分析,对分子极性进行分析、判断;
引导学生感受分子极性的含义、通过合作交流提炼出极性分子和非极性分子的概念。
练习
交流
分析思考
概括
提炼概念
体会分子极性的本质和产生的原因
极性分子、非极性分子模型认知迁移、归类、合作交流、建立模型,引导学生对极性分子、非极性分子进行概括总结,形成方法;
练习
合作交流
建立模型
练习
建立模型,进一步深化对分子极性的理解;
增强学生模型认知能力。
小结引导学生回顾整节课,整理收获;
组织学生进行交流,评价
学生整理,归纳,交流回顾、反思、提升,提升学生整合归纳知识的能力;
布置作业布置作业、解释作业意图与要求:
1、完成学案作业题
2、阅读课文、查阅资料,了解分子极性在生产生活中的应用,准备下节课进行交流。
巩固概念,
拓展知识,为后继学习做好铺垫;
五、板书设计
2.3分子的性质
一、键的极性和分子的极性
1、键的极性2、分子的极性
1)产生原因:1)分类依据
共用电子对偏移正电中心和负电中心是否重合
2)模型:2)模型认知
A-A非极性键
A-B极性键
六、评价和反馈
1、关注学生的学习过程和课堂参与情况,及时予以肯定;
2、在师生互动环节及时给予学生激励;
3、利用作业对全体学生的学习情况进行评价检测,关注全体学生的发展。

《DNA分子的结构》教案及反思


《DNA分子的结构》教案及反思

1.概述DNA分子结构的主要特点;
2.制作DNA双螺旋结构模型;
3.讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。

1.DNA分子结构的主要特点;
2.制作DNA双螺旋结构模型。

DNA分子结构的主要特点。

PPT、板书、学生活动

1课时(40min)

一、导入
谈论一个社会热点话题:随着科学技术的发展,想要知道自己是否为父母亲生的,应该怎么做?(亲子鉴定)亲子鉴定实质上是鉴定什么物质?(DNA)为什么通过鉴定DNA就能做到?要想知道亲子鉴定的原理我们首先得了解DNA分子的结构。
导入新课:板书:3.2DNA分子的结构
二、回顾DNA分子相关的已有知识
引导学生一起回顾:
1.DNA的中文名称是?(脱氧核糖核酸)
2.DNA的基本组成元素?(有且只有C、H、O、N、P)
3.DNA的基本组成单位?(脱氧核糖核苷酸/脱氧核苷酸)
(1个脱氧核糖核苷酸由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成)板图:脱氧核苷酸的分子结构模式
4.含氮碱基有几种?(4)分别是?(AGCT)
5.4种碱基对应的脱氧核苷酸就有4种,分别是?(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)
6.多个脱氧核苷酸分子连接起来才能形成DNA分子,脱氧核苷酸分子之间的连接是:一个核苷酸分子的脱氧核糖与下一个核苷酸分子的磷酸连接形成一种化学键,叫磷酸二酯键。这样多个脱氧核苷酸就构成了一条脱氧核苷酸链。
以上关于DNA的化学组成,是科学家们在19世纪50年代对DNA分子的所有认识。
至于DNA分子的具体结构如何,还需要后来科学家的不断探索和研究。
三、DNA双螺旋结构模型的构建
(一)(采用课前发学案预习的方式,学案结合教材P49的《思考与讨论》问题,教师以问题串形式引导学生了解整个构建过程,学生回答检测其预习效果,幻灯片展示相关图片及信息)
1.构建此模型的科学家是?(两位当时很年轻的科学家:美国生物学家沃森和英国物理学家克里克)
2.DNA是由几条链组成?(两条链)空间结构?(双螺旋)科学家得出此结论的依据是?
(依据:1951年,英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱。)
3.DNA的基本骨架?(磷酸-脱氧核糖)位于?(双螺旋内侧)
4.碱基位于?(内侧)如何配对?(A-T,C-G)
刚开始的碱基配对是相同碱基配对,后来违反化学规律;为什么这样配对(依据)?
(依据:1952年,奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量(A=T);鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C))
5.至此构建了DNA双螺旋结构模型的平面结构,展示沃森和克里克的双螺旋的立体结构,并且他们于1953年4月25日,写论文发表在英国《自然》杂志上,今年正好是DNA模型构建60周年。
6.直到1962年,沃森、克里克和威尔金斯因此荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。
(二)模型构建过程中涉及的情感态度价值观教育(教师引导,学生思考)
1.整个过程中涉及的科学家有哪些?(沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林、查哥夫。)
科学研究需要科学家们的合作交流、相互借鉴
2.在发现DNA结构的过程中涉及哪些学科?(生物、物理、化学等)
科学研究需要学科之间的交叉、渗透
3.DNA分子结构模型的构建是一蹴而就吗?(不是,经历了构建被否定重建的反复过程)
科学研究是在不断探索、修正和完善中得以实现的
(三)DNA双螺旋结构模型构建的意义
DNA分子双螺旋结构模型的构建,被誉为20世纪最伟大的成就,标志着DNA的研究进入到分子水平,也是高科技的标志。(图片展示中关村的DNA雕塑)
四、DNA分子的结构特点
(从平面结构入手)
整个DNA分子:(1)由两条链组成,关系:平行,方向:一条链磷酸在头部,另一条链磷酸在尾部;所以为反向平行。(补充:一条DNA分子中有2个游离的磷酸基团)
DNA分子的一条链:(2)外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接,形成了楼梯的扶手,即基本骨架;内侧是碱基,形成了台阶。
DNA分子两条链之间:(3)两条链之间,碱基与碱基连接。G、C配对形成一个碱基对,碱基对之间通过一种化学键连接氢键,G、C之间三个氢键,A、T之间两个氢键(补充:氢键数目越多,DNA分子越稳定,所以GC含量高的DNA分子稳定性强)
(A只和T配对、C只和G配对,这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。)
五、学生活动:制作DNA双螺旋结构模型
6人一组,利用模型盒中的材料制作一个DNA双螺旋结构模型。
1.介绍模型盒里的材料(图片直观展示)
2.教师以问题形式提示学生构建模型的正确思路,建立点-线-面-体的构建原则
①何制作一个脱氧核苷酸?(点)
②脱氧核苷酸如何连接成一条链?(线)
③两条链之间如何正确连接?(面)
④如何体现双螺旋结构?(体)
3.学生以小组为单位,制作模型,教师巡视,及时发现问题,适当引导。
4.小组展示自己的模型
六、DNA分子的特性
(学生比较小组之间的模型,思考,教师引导学生,逐步引出DNA分子的特性)
1.比较小组之间的模型,DNA模型的共同点是什么?
(a.脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序b.碱基互补配对原则;c.稳定的双螺旋结构;)稳定性
2.碱基对的排列顺序一样吗?
(不一样,碱基对的排列顺序千变万化)多样性
(补充:对于一个碱基位置来说,可以有四种可能,那么对于一条DNA分子,如果有2000个碱基对,有多少种排列顺序?42000碱基对的排列顺序就代表了遗传信息。)
3.对于每个DNA分子,碱基对的排列顺序是特定的吗?
每一个DNA分子碱基对的特定排列顺序特异性
(亲子鉴定的原理:亲子鉴定鉴定DNA分子结构,孩子的同源染色体,一条来自父方,一条来自母方,由于DNA分子的特异性,所以一条DNA和父亲相同,一条DNA与母亲相同。)
七、课后作业
1.课后拓展题:DNA分子作为遗传物质,必须要复制,根据结构特点,大家设想一下复制方式。
2.动手作业:3-5人一组,利用生活中的材料制作DNA双螺旋结构模型。
八、课堂反馈
1.下列制作DNA螺旋模型中,连接正确的是()
2.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
A.1800个和800个B.1800个和l800个
C.3600个和800个D.3600个和3600个
3.20个碱基对组成的DNA分子片段,可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息,其种类最多可达()
A、120B、1204C、460D、4120
4.是DNA的分子结构模式图,说出图中1-10的名称。
1________________________
2________________________
3________________________
4________________________
5________________________
6________________________
7________________________
8________________________
9________________________
10_______________________

3.2DNA分子的结构
一、DNA分子的化学组成
1.组成元素:C、H、O、N、P
2.基本组成单位:脱氧核苷酸
二、DNA双螺旋结构模型的构建
三、DNA的结构特点:
1.2条链:反向平行,双螺旋
2.外侧:磷酸-脱氧核糖;内侧:碱基
3.A=T,G=C(氢键)
四、DNA的结构特性:
1.稳定性
2.多样性
3.特异性

本节课在设计上有两个突破:
(1)为了节省课堂上阅读资料的时间,按照新课程理念,采用学案形式,让学生提前预习,熟悉DNA双螺旋结构模型的构建过程;在教学中,采用问题串的形式,按照模型构建的结论-依据模式,检测学生的预习效果,并且调动学生回答问题的积极性,加大学生的课堂参与度,提高课堂教学效率。
(2)为了增强学生对模型构建过程的印象,设计学生活动:体验制备DNA双螺旋模型构建过程,提高课堂教学的参与度和广度,增强小组合作能力,以问题串的形式提示学生模型构建过程中应注意的问题,让学生在进行活动时有条理、有思考,活动结束时,以小组为单位进行模型展示,激发学生的积极性,并且有效利用学生的展示,对比、提问进而引出DNA分子的三大特性。
本节课优点:
(1)在模型构建过程的科学史讲解过程中,注重对学生情感、态度、价值观的教育(如学科交叉渗透、团结合作、坚持不懈等科学精神的渗透教育)
(2)学生的课堂参与度广而深,注重学生思维的培养
(3)学生活动的成果展示,对于一位教师的课堂生成能力是一个很大的挑战
本节课不足之处:
(1)课堂时间把握不足,如模型构建过程讲解较快,而后面关于学生活动的处理有点拖,导致课堂拖堂、
(2)上课结束,未对本节课内容进行小结
(3)由于时间关系,未做课堂练习进行巩固
(4)关于学生活动《体验制备DNA双螺旋模型构建过程》,教师可先根据点-线-面-体思路,让学生对于模型构建有条理,确保达到教学效果;此活动中,教师可以刻意制作一个错的模型,让学生去寻找并发现问题,可以检测学生对DNA结构特点的理解,加深记忆;在学生的模型成果展示过程中,对于课堂的预设不足,自己显得紧张,课堂生成能力欠缺。
(5)在授课过程中,努力做到放开讲课,提高自身的课堂生成能力,做到扬长避短,逐步形成个人的教学风格

第2节DNA分子的结构


第2节DNA分子的结构

教学目的

1.理解DNA分子的结构特点。
2.理解DNA分子复制的过程和意义。
3.通过学习DNA分子的结构,培养学生的空间想象能力。
4.通过制作DNA双螺旋结构模型,培养学生的创新能力和动手操作能力。
5.通过“设同—议论—补充—结论”的教学模式,充分发挥学生的主体作用。

教学重点

DNA分子的结构和复制。
教学难点
DNA分子的结构特点和DNA分子的复制过程。

教学用具

1.DNA双螺旋结构模型。
2.DNA分子复制过程图解。
3.自制的幻灯胶片。

教学方法

探究与讲述相结合。

教材分析

本节内容用两课时。第一课时讲DNA分子的结构,第二课时讲DNA分子的复制。利用两课时之间的课余时间让学生自制DNA双螺旋结构模型。为了能使学生制作成功,在第一课时多用些时间,适当补充些有关DNA的生化知识,让学生很好地掌握DNA“双链、螺旋,平行,反向,配对”的空间结构,为第二节DNA分子的复制的学习打下基础。

板书

教学过程

二、DNA分子的结构和复制
 
核苷酸
含N碱基(CHON)
 |
戊糖(C、H、0)
 |
磷酸(H、0、P)
(一)DNA分子的结构
 
1.构成DNA分子的基本单元—脱氧核糖核酸
 
 
 
 
2.脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起形成多核苷酸链
A-脱氧核糖-磷酸

T-脱氧核糖-磷酸

C-脱氧核糖-磷酸

G-脱氧核糖-磷酸

|
脱—A



脱—T



脱—C



脱—G
3.DNA分子由两条平行且反向的多核苷酸链构成
 
A十G=T十C
4.DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构
①脱氧核苷酸的排列顺序千变万化(多样性)
②双链平行且反向
③碱基互补配对(特异性)
双链螺旋结构
极性反向平行
碱基互补配对
排列顺序无穷
(二)制作DNA双螺旋结构模型
 存在问题:
 1.碱基间距不一
 2.双键不平行
 3.外侧链不反向
 4.螺旋周期不足或多于10个核苷酸 
 
应该注意:
 1.选材适宜
 2.嘌呤碱基AG和嘧啶碱基CT的区别。
 3.外侧脱—磷—脱—磷链的平行和反向。
 4.螺旋周期。
 5.氢键的连接。第一课时
引言:我们已经学习了DNA是主要的遗传物质及DNA作为遗传物质的证据。同学们已经知道:DNA在生物传种接代、生命延续中的重要作用。不知有没有想过:
提问:为什么DNA在生命活动中的作用如此重要?
(生甲:与DNA结构严谨有关;生乙:与DNA可以复制有关。)
教师小结:同学们回答得很好!DNA能在遗传中起重要作用与它的结构和功能特点有密切的关系。那么,DNA结构如何?怎样进行复制呢?在学习之前,我们还是来回忆一下“生命的物质基础”中的有关知识。
提问:核酸有几种?
回答:核酸有两种:核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA。
提问:核酸是由哪些元素组成的?
回答:核酸是由C、H、0、N、P五种元素组成的。
提问:构成核酸的基本单位是什么?
回答:是核苷酸。
讲述:核苷酸有两大类:一类是构成RNA的基本单位:核核苷酸;另一类是构成DNA的基本单位:脱氧核糖核苷酸。
提问:在粗提取DNA的实验中,DNA哪一个重要特性是在实验中应引起注意的?
(回答:极易吸附于玻璃上因而不能用玻璃试管。)
提问:RNA与DNA有何区别?(学生讨论:略)
教师小结:出示幻灯片,附表于后。
讲述:1953年英国科学家克里克和美国科学家沃森共同提出了DNA的双螺旋结构。
1.构成DNA分子的基本单位——脱氧核糖核苷酸。
(出示幻灯片)
讲述:戊糖的第二号碳原子脱去了一个氧原子,故为脱氧核糖;含N碱基与脱氧核糖的第一号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子核苷;磷酸分子与脱氧核糖的第五号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子脱氧核糖核苷酸;构成脱氧核苷酸的含N碱基共有4种:嘌呤:腺嘌呤A、鸟嘌呤G;嘧啶:胞嘧啶C、胸腺嘧啶T。
由此:四种含N碱基分别构成了四种脱氧核苷酸:腺嘌呤(A)脱氧核苷酸。鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸。胞嘧啶(C)脱氧核苷酸、胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸。
2.脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起成为多核苷酸链。
(出示幻灯片)
讲述:上一分子脱氧核苷酸的第3号碳原子脱去(-OH),下一分子脱氧核苷酸的磷酸分子脱去(-H),这样脱去一分子水使两个脱氧核苷酸连在一起。多个脱氧核苷酸通过脱水缩合便形成了脱氧核苷酸链(多核苷酸链):外侧链“磷酸—脱氧核糖”交替排列,含N碱基连在链的脱氧核糖上。
3.DNA分子是由两条平行且反向的多核苷酸链构成。
讲述:在双核苷酸链的外侧骨架一条为:磷—脱—磷—脱;另一条为:脱—磷—脱—磷;两条链上的脱氧核苷酸数目相等,长度一样,排列反向;内部的碱基间严格遵循碱基互补配对原则:一条链上有碱基A,另一条链必有碱基T与其配对,一条链上有碱基C,另一条链上必有碱基G与其配对;碱基间通过氢键连在一起:A与T有两个氢键,G与C有三个氢键。由此,在双链DNA分子中:嘧啶碱基的总数与嘌呤碱基的总数相等。A+G=C+T。这可作为判断单、双链DNA的唯一依据。但不同生物的DNA分子中AT对和GC对的比例不同:
(A+T)/(G+C)=a(不同生物a值不同)。
4.DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构。
(出示DNA双螺旋结构模型)
讲述:在DNA分子的双链螺旋结构中:①共有四种碱基对:AT对、TA对、GC对、CG对。②每螺旋一周一条链由10个脱氧核苷酸构成,也就是有10对碱基可螺旋为一周,这样的螺旋结构对链上的脱氧核苷酸顺序无任何限制。因此,DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。从四种碱基中任选三种在一条链上作全排列的形式就有43=64种。假设一条链上有4000个碱基,按全排列的公式推算则有多少种排列顺序呢?
(让学生通过对数计算可以得出44000=102408种)
这样千变万化的顺序决定了生物界的多样性。人类中找不到两个人的指纹完全相同就在于此。但是,每一DNA都有其特异的脱氧核苷酸的排列顺序。由此,我们完全可以通过对DNA中脱氧核苷酸序列的测定建立人的DNA档案,鉴别人的血缘关系,为刑事案的侦破提供可靠依据,是人类基因组计划研究的重要组成部分。
由上1、2、3、4可知:DNA的结构为:(见板书)
这样严谨的结构,使DNA分子的结构具有相对的稳定性,从而使生命能种族延续、代代相传——遗传。

二、制作DNA双螺旋结构模型

(让学生结合上课时及教材上所讲有关DNA结构的内容,自己动手制作DNA双螺旋结构模型,进一步加深对DNA分子结构特点的理解,选择适当的材料,利用课余时间,每四人分成二组进行制作。)
(经收回后检查,有些小组制作效果不太好,存在下列问题
1.碱基间距不一
2.双链不平行
3.没有体现出“反向”。
4.每螺旋一周不足10个脱氧核苷酸或多于10个。
但在选材上,同学们费了心思:有硬纸片,有玉米杆,有橡皮泥,还有用泥土捏制等。)
(各小组就制作过程进行充分讨论,略。)

教师小结:同学们讨论的很好,在制作时应该:

1.选材要适当,易取,易制为好。
2.把嘌呤和嘧啶两类碱基从形状上区别开。
3.外侧骨架“脱—磷—脱—磷……”链的平行和反向。
4.螺旋一周必须为10个核苷酸。
5.氢键数目:AT对两个,CG对三个。
制作不好的各小组的同学,下课以后,不妨重新制作。能制
好吗?
生:能!
师:好!我和同学们一起等你们满意而归。
提问:在制过程中,有没有同学想到DNA是左旋,还是右旋呢?
生:这个没想过,我们认为是左旋。
师:好!DNA到底是左旋,还是右旋,我在这里就不详述了,等同学们上了大学后再学习。

文章来源:http://m.jab88.com/j/19854.html

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