生物教案：第三章DNA分子的结构第课时

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第2课时●教学过程［课前准备］教师准备制作DNA双螺旋结构模型的实验材料；学生预习模型建构的原理及方法。［情境创设］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？它有哪些结构特点能使其表现出这样的作用？［师生互动]1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋结构模型，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的化学组成问:组成DNA的基本单位是什么？这样的共识在双螺旋结构建立以前有的还是建立之后才有的？答:组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧核糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。这样的共识在1950年前后就有了，所以是在双螺旋结构建立之前就有的。问:每个基本单位由哪三部分组成？答:每个脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成。问: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？答: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。观察模型，分析问题：问：DNA分子是这几种脱氧核苷酸连接在一起就可以了吗？答:不可以。DNA分子具有特定的空间结构。问：是由几条链构成的？答：由两条链构成。且这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。问：每条链的连接有什么特点？答: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。问：两条链之间的连接方式是怎样的？答:两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，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）。问：如果知道一条链上碱基的排列顺序，能不能判断出整条DNA的碱基顺序？答：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。同样也就是知道整条DNA的碱基顺序。学生动手：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,此时应让学生做模型建构。一、实验原理DNA分子具有特殊空间结构-—规则的双螺旋结构。这一结构的主要特点是：1.DNA分子由两条反向平行的脱氧核酸长链盘旋而成,每条长链是由脱氧核糖与磷酸交替连接形成，排列在外侧，构成基本骨架；2.DNA分子两条链上碱基以氢键连接成对，碱基对位于螺旋结构内侧，每螺距有10对碱基。二、目的要求1.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；培养学生团结合作的精神。2.通过集体创作DNA分子模型，能使学生体会到成功的喜悦，培养学生克服困难的勇气。三、制作过程1.材料准备（教师组织学生课前完成)每小组准备硬塑方框2个(长约10cm)，细铁丝2根（长约0.5m)，球形塑料片（代表磷酸)若干,双层五边形塑料片(代表脱氧核糖）若干，4种不同颜色的长方形塑料片（代表4种不同碱基）若干，粗铁丝2根（长约10cm），订书钉。熟悉制作DNA分子模型用的各种零件所代表的物质.其中：球形塑料片——代表磷酸；双层五边形塑料片—-代表脱氧核糖；4种不同颜色的长方形塑料片——代表4种不同碱基。2。具体制作过程教师板书制作模型顺序:制作脱氧核苷酸模型→制作多核苷酸长链模型→制作DNA分子平面结构模型→制作DNA分子的立体结构（双螺旋结构）。指导学生制作：从基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过订书针连接成“基本单位-—脱氧核苷酸”模型，然后把脱氧核苷酸模型按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条DNA链，同样方法制作另一条，再按碱基互补配对方式用订书针连成两条链,将连好的两条链固定在硬塑方框上，最后旋转.3.实验效果检查与评定由每小组选一个代表介绍本小组的作品并说明DNA分子结构特点：（1）DNA分子是由两条链组成的,这两条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。并且碱基配对有一定规律：A(腺嘌呤）一定与T(胸腺嘧啶）配对;G（鸟嘌呤)一定与C（胞嘧啶)配对。老师与其他同学给予评价。参考评选条件：1。2.艺术性要美观大方。3。实用性便于拆卸，便于保存，能够反复使用。4.超前性利用该模型还可以作为DNA分子复制的适宜模型.［教师精讲］（1）DNA分子是由两条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;（3)碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对,A与T之间以双键相连，C与G之间以三键相连。这些连接特点使得DNA在结构上具有以下的特点:（1）稳定性（从两个角度看它的相对稳定性：①DNA都是［评价反馈］1.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％解析：腺嘌呤占18％,那么胸腺嘧啶也占18%,鸟嘌呤和胞嘧啶共占有100%－2×18%=64％，且两者含量相等，所以各占32％。答案：C2.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。≠1 B.=1 C。=1 D.=1解析：DNA中，A=T,G=C，所以A+G=T+C.答案：B3。分析一个DNA分子时，其一条链上=0。4，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。6 B。2。5和0.4 C。0.6和1.0 D.2。5和1.0解析：一条链上A的个数等于对应链上的T的个数，一条链上G的个数等于对应链上C的个数，所以一条链＝0。4时,对应链上的关系为该链的比值的倒数，即2.5。整条链上A+C=T+G，所以它的比值为1。答案：D4.下列不是DNA结构特征的是A.DNA双链极性反向平行B.碱基按嘌呤与嘧啶，嘧啶与嘌呤互补配对C。DNA分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸排列千变万化D.DNA螺旋沿中心轴旋移解析:DNA两条链上脱氧核糖与磷酸的排列是交替排列、固定不变的。答案：C5。若DNA分子中一条链的碱基物质的量比为A︰C︰G︰T＝1︰1。5︰2︰2.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的物质的量比为A。5︰4 B.4︰3 C。3︰2 D。5︰2解析：一条链的A︰C︰G︰T＝1︰1。5︰2︰2.5，则对应链上嘌呤数为C+T=4，对应链上嘧啶数为A+G=3，所以比值为4︰3.答案:B6。关于DNA的描述错误的是A。两条链是平行排列的B。DNA双链的互补碱基对之间以氢键相连C。每一个DNA分子由一条多核苷酸链缠绕形成D.两条链的碱基以严格的互补关系配对解析:每一个DNA分子是由两条链按双螺旋方式盘旋而成的，而不是一条链缠绕而成。答案：C［课堂小结］这节课在学习DNA结构的基础上来制作它的模型。从知识结构角度来说，一要加深对DNA分子化学组成的理解，二要掌握DNA分子结构的立体构型及特点。从实验过程角度来说，一要理解各组成物质如何形成脱氧核苷酸长链；二要理解掌握碱基互补配对原则如何进行;三要掌握一种常见的科学研究方法——模型建构法。[布置作业］P51一、基础题1；二、拓展题。[课后拓展］查资料找答案：1.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。2.为什么只能是A—T，G—C,不能是A—C，G—T