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3.2 DNA分子的结构 教案


3.2

DNA 分子的结构

教学重点

(1)DNA 分子的结构。 (2)DNA 分子的复制。 (1)DNA 分子的结构特点。 (2)DNA 分子的复制过程。 (1)DNA 分子基本单位的化学组成(识记)

教学难点

知识 目标 教 学 目 标

(2)D

NA 分子的结构特点(理解) (3)DNA 分子的复制过程和复制意义(理解) (1)培养观察能力、分析理解能力:通过计算机多媒体软件和 DNA 结构模型

能力 目标

观察来提高观察能力、分析和理解能力。 (2)培养创造性思维的能力:通过探索求知、讨论交流激发独立思考、主动 获取新知识的能力。

情感 目标 教学媒体 课时安排 教学内容

通过对 DNA 的结构和复制的学习,探索生物界丰富多彩的奥秘,从而激发 学生科学、用科学、爱科学的求知欲。 多媒体课件 2 课时 教师的组织和引导 导课 前面我们通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体 侵染细菌实验”的学习,知道DNA分子是主要的遗传物 质,它能使亲代的性状在子代表现出来。 那么DNA分子为什么能起遗传作用呢? 这需要从它的结构谈起。 一、DNA分子的结构 备注

一、DNA分子的 结构

教师讲述: 介绍DNA分子双螺旋结构模型的提出。1953年,美 国科学家沃森和英国科学家克里克提出了著名的 DNA分 子双螺旋结构模型(简介沃森和克里克的发现过程,激 起学生学习的兴趣和实事求是的科学态度,培养不断探 求新知识和合作的精神)。这为合理地解释遗传物质的 各种功能奠定了基础 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P47~48DNA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
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1.DNA 分 子 的 化学组成(结 构)

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。 2.DNA分子的空间结构 2.DNA 分 子 的 空间结构 学生活动:阅读教材P49DNA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。 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。 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 应试能力 知识拓展 拓展学生思维, 更好理解新知识 思考、讨论和合 作能力

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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 3.DNA 分 子 的 结构特性 个氢键连结,这样使DNA的结构更加稳定。 3.DNA分子的结构特性 学生活动:阅读教材P49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 4 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)。 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?下节课我 们将来学习《DNA的复制》 巩固知识加深理 解
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培养学生的总结 能力

第 2 课时
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碱基互补配对原则, 进行双链 DNA 中有关含 N 的碱基数 目、比例的计算;根据 DNA 中碱基种类及配对方式,理 解 DNA 分子的特性。 在双链 中(注意:单链 DNA 或 DNA 单链中不符 ..DNA . . . 合)最基本的公式:A=T G=C。 有下列规律: 规律一:DNA 双链中两互补链的碱基数相等,任意 两不互补的碱基之和恒等, 占 DNA 中碱基数的 50%。 即: A+G=T+C=A+C=T+G=50% , (A+G)/(T+C)=(A+C)/ (G+T)=1 规律二:DNA 双链中的一条单链上(A+G)/(T+C) 的值与另一条互补链上(A+G)/(T+C) 的值互为倒数关系,在 DNA 双链中此比值为 1。 (A+C)/ (T+G)的值亦如此。 规律三:DNA 双链中,一条单链上(A+T)/(G+C) 的值与另一条互补链上(A+T)/(G+C) 的值相等,与 DNA 双链中(A+T)/(G+C)的值相等。 规律四: 一条链中任意两互补碱基之和占该单链的 比例等于 DNA 双链中该两种碱基之和占碱基总数的比 例。 (G1+C1)/(G1+C1+A1+T1)=(G2+C2)/(G2+C2+A2+T2)= (G+C)/(G+C+A+T) 例1 从某生物中提取出 DNA 进行化学分析,发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和

占全部碱基数的 46%,又知该 DNA 的一条链(H 链)所含的碱基中 28%是 腺嘌呤,问与 H 链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( ) A.26% B.24% C.14% D.11% 【解析】 解此题目时,应先绘出两条链碱基符号,并注明含量,这样非 常直观,便于推导和分析来理清解题思路,寻求解决方法。明确 DNA 的两 条链中含碱基数目相同,且 A=T,G=C,一条链中的 A、T、G、C 数量等 于另一条链中的 T、A、C、G 数量,由此可对方程组解出答案。

课堂巩固 方法一:假定每条链中有 100 个碱基,则双链 DNA 中(G+C)=100×2 ×46%= 92(个) (个) , (个) 即:A 对占该链全部碱基的 26% 方法二: 54% (A+T)=2 G+C=2 (G+C)占双链的 DNA 的 46% (A+T)占双链 DNA 的 (个)

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占该链的百分数为:

即:双链中(A+ T)的百分数等于每条单链的百分数。 【答案】 A 板书设计: 第二节 DNA 分子的结构 一、 DNA 结构模型建构过程中的主要事件 二、 DNA 分子的结构 1. 化学组成 2. 基本单位 3. 双螺旋结构 4. 碱基互补配对原则 教学反思: 本节课内容少,但是涉及的计算方面的知识比较多,还需要学生学会总结规律,所以总的来 说还是一节比较难掌握的课,所以,上第 1 课时时注重要学生当堂把该记忆的部分记忆好, 以便在第 2 课时寻找规律时学生能跟上老师的思维。 讲规律时,在 56 两个班是通过推导讲出公式,在 78 两个班是先直接写出公式,再推导该公 式怎么来的,觉得后者效果会更好,因为毕竟我们只要达到让学生当堂记忆的目的就可以, 所以没必要像数学那样严密的推导,并且还浪费时间还达不到目的。而直接把公式呈现出来, 学生一开始就有印象,推导的过程中一直都想着这个公式,这样才能更好的记忆。最后在黑 板上留下的都是公式,好在最后的时候帮助学生总结归类,将 4 个公式分为两类:①非配对 碱基之和比例关系;②配对的碱基之和比例关系。且①中又分双链和单链。

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