高中生物-《DNA分子的结构》-教学课件设计

1、第2节DNA分子的结构第2节DNA分子的结构1.体验DNA分子双螺旋结构模型的制作过程，学会制作DNA分子的模型。 （科学探究）2.掌握DNA分子的结构特点。 （理性思维）3.体验模型构建的研究方法及科学知识的综合运用 （科学思维）4感受合作学习和交流的重要性。 （社会责任）学习目标1.体验DNA分子双螺旋结构模型的制作过程，学习目标 探 究 一：构 建 DNA 分 子 的 基 本 单 位资 料 120世纪30年代一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖一分子含氮碱基（四种）组成。碱基都是通过C1连接到脱氧核糖上形成核苷，核苷中的脱氧核糖的 C5再与磷酸连接。 1.磷酸、脱氧核糖、含氮碱基

2、是怎样连接形成一分子 脱氧核苷酸的？2.若用圆代表磷酸、五边形代表脱氧核糖、长方形代表碱基 请画出三者的连接方式。 3.脱氧核苷酸有几种类型？时间科学界的认识 探 究 一：构 建 DNA 分 子 的 基 本 单 位资2脱氧核糖 探 究 一：构 建 DNA 分 子 的 基 本 单 位12345分 组 活 动 一：构建10个脱氧核苷酸腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶 （T）胞嘧啶（C）脱氧核糖 探 究 一：构 建 DNA 分 子 的 基 本 单 探 究 二：构 建 DNA 分 子 的 单 链 结 构资料 21951年春科学界的认识：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。根据资料2和3分

3、析：你认为脱氧核苷酸之间的连接方式有哪些可能性？资料 31951年11月富兰克林通过数据计算得知是一个脱氧核苷酸的脱氧核糖和另一个脱氧核苷酸的磷酸之间发生连接。 探 究 二：构 建 DNA 分 子 的 单 链 结 构资1 探 究 二：构 建 DNA 分 子 的 单 链 结 构资料 4化学分析表明，相邻的两个脱氧核苷酸之间的连接方式是一个脱氧核苷酸的5号碳原子位的磷酸基团和另一个脱氧核苷酸3号碳原子位的OH形成磷酸二酯键。根据以上资料，你认为脱氧核苷酸之间正确的连接方式是什么？分组活动 二：将制作好的10个脱氧核苷酸连接成两条单链 探 究 二：构 建 DNA 分 子 的 单 链 结 构资化 探

4、究三：构 建 DNA 分 子 的 平面结构资 料 5：1951年春人物：沃森、威尔金斯、富兰克林沃森通过英国著名生物物理学家威尔金斯看到了一张他的同事富兰克林拍摄DNA（A型）的X光衍射照片，并根据此图他断定DNA的结构是一个螺旋体。富兰克林DNA衍射图谱当X射线穿过晶体之后，会形成衍射图样一种特定的明暗交替的图形。解读DNA晶体X射线衍射图谱，要用到很复杂的数学计算。富兰克林精通此项技术。 探 究三：构 建 DNA 分 子 的 平面结构资 料 5： 探 究三：构 建 DNA 分 子 的 平 面 结 构资料6：（1）威尔金斯研究发现DNA分子的直径比一条脱氧核苷链的直径要大。（2）经显微镜测定

5、DNA直径，2条链、3条链的直径都是2nm，与实际测定相符。（3）1952年，美国化学家鲍林发表关于DNA三链模型的研究报告。（4）用3条链的DNA模型推测DNA含水量只是实际测得含水量 的1/10。（5）沃森将其与富兰克林的X光衍射照片对比后发现不符。 探 究三：构 建 DNA 分 子 的 平 面 结 构资料6 探 究三：构 建 DNA 分 子 的 平 面 结 构资料8 ：1952年春天，沃森和克里克从奥地利生物化学家“查哥夫”那里获得一个重要的信息：腺嘌呤（A）的量总是等于（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。资料9： 1952年2月28日沃森和克里克在构建过程中发现，只有

6、两条单链的走向相反时制作出的DNA模型才与X光衍射照片相符。资料7：沃森和克里克尝试构建了很多种碱基位于螺旋外部的模型。研究表明碱基疏水，脱氧核糖和磷酸亲水，而DNA在细胞内始终处于一个水环境中。沃森和克里克又重新构建了一个将磷酸脱氧核糖固件安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双螺旋。这个模型中相同的碱基进行配对。但是有化学家指出这种方式违反了化学规律。 探 究三：构 建 DNA 分 子 的 平 面 结 构资料8 思考并讨论：（1）沃森和克里克当年曾经构想了哪些模型？ 分别因为存在什么问题被否定？ （2）排在DNA分子外侧的是什么物质？ 排在内侧的是什么物质？理由是什么？ （3）DNA分子由几

7、条链组成？ 它们的方向是什么关系？分组活动三： 各小组同学相互合作画出DNA的平面结构，并完成合理的DNA平面结构。 思考并讨论：分组活动三： 探 究四：构 建 DNA 分 子 的 立 体 结 构 分 组 活 动 四 ：抓住DNA平面模型的两端，自然垂放，按逆时针方向缓缓旋转。资料10：1953年沃森和克里克提出著名的DNA双螺旋结构模型，他们构造出一个右手双螺旋结构。当碱基排列呈现这种结构时分子能量处于最低状态。 探 究四：构 建 DNA 分 子 的 立 体 结 构 分DNA双螺旋结构模型的主要内容：（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。（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。DNA双螺旋结构模型的主要内容：（1）DNA分子是由两条反向沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1要善于利用他人的研究成果和经验；要