DNA分子的结构国家获奖教案

制作DNA双螺旋结构模型教案

【实验教学目标】

知识方面：概述DNA分子双螺旋结构的基本要点；

说明DNA分子的结构层次；

阐明DNA分子的稳定性、多样性和特异性。

能力方面：通过制作DNA分子双螺旋结构模型，培养学生的动手能力；

培养学生之间的合作交流精神。

情感态度价值观方面：体验“模型法”在生物学研究中的应用。

【教学重点】体验制作DNA分子双螺旋结构模型的过程。

【教学难点】制作DNA分子双螺旋结构模型。

【实验原理】

1、DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。

2、DNA分子中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按照互补配对原则两两配对，并且以氢键连接。

【实验方法】模型构建法

模型建构法是自然科学研究中一种常用的方法。当研究对象难以直接操作或研究时，可以考虑模型建构的方法。该方法用模型来模拟研究对象，被模拟的对象称做原型。模型的构建是否正确，还需要通过与原型的比较来确证。

沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型最终被认可，是因为这一模型与原型──DNA结晶的X射线衍射图相符，并能解释DNA作为遗传物质所具备的多种功能。

【实验材料】DNA双螺旋结构模型组件J3242型。

【教学过程】

同学们，请欣赏以下雕塑：北京中关村广场的DNA雕塑，西安交大医学院门口的DNA雕塑，英国伦敦街景，雅典奥运会经典场景和新西兰公园一角的DNA雕塑。想一想：上述图片有什么共同之处？为什么世界各地都喜欢用它做造型？同学们回答道：上述图片中的共同之处是雕塑都采用DNA分子模型。因为DNA双螺旋结构是一种科技的象征，它最能够体现一个国家科技的现状！想象着我们是分子生物学家沃森和克里克来制作DNA分子双螺旋结构模型。

同学们在制作模型前首先应进行设计，并考虑以下问题：

1．怎样将代表DNA分子的磷酸、脱氧核糖和碱基这几种材料正确地连接成脱氧核苷酸？

2．在模型中，DNA分子中相邻两个脱氧核苷酸是怎样连接起来的？

3．在模型中，如何体现DNA分子的两条链是反向平行的？又怎样体现两条链的碱基之间互补配对？

然后，按照下面的实验步骤制作DNA分子双螺旋结构模型：

1、制作脱氧核苷酸模型；

1

2、制作脱氧核苷酸长链模型；

3、制作DNA平面结构模型；

4、制作DNA立体结构模型。

同学们用DNA双螺旋结构模型组件制作模型，老师边走动边观看同学们的制作过程，并不时的指出同学们出现的错误，帮同学们纠正。制作完成后，每组学生推选一名同学到讲台上展示自己组所得DAN分子双螺旋结构模型，并交流制作模型时遇到的困难和解决方法。

这时老师提问各小组制作的模型与你自己的预期相吻合吗？如果不吻合，你认为是什么原因造成的？同学们思考后回答：答：吻合。如果不吻合，可能的原因有：

①

组装的脱氧核苷酸单体结构出现错误，没有及时发现；

②

将两条脱氧核苷酸长链互相连接时没有遵循碱基互补配对的原则，而是随意连接；

③

没有按照实验步骤进行操作等等。

告诉学生本节实验课制作DNA模型的材料是老师提供的，其实制作DNA双螺旋结构模型的材料和方法有很多种，鼓励学生课下自己选择材料制作DNA模型，进一步提高自己的动手能力。

接着同学们分组讨论以下问题：

1、找出不同小组用相同数量和种类的脱氧核苷酸制作的DNA模型的相同之处，这体现了DNA分子的什么特性？

2、不同小组用相同数量和种类的脱氧核苷酸制作的DNA模型千差万别，这体现了DNA分子的什么特性？

3、观察不同的DNA模型，每一个模型的碱基对都有着特定的排列顺序，这是DNA分子的什么特性？

分组讨论后，得出结论如下：

1、模型的相同之处体现了DNA分子的稳定性。

2、模型的千差万别体现了DNA分子的多样性。

3、模型的独一无二体现了DNA分子的特异性。

最后进行课堂小结结束本次实验课。

【结束语】

目前，DNA技术在医学

、遗传学、

基因学等领域得到了广泛的应用，比如我们所熟知的DNA亲子鉴定、转基因食品、基因诊断等等。

DNA技术的前景非常广阔，同学们，加油吧！期待着你们在该领域书写新的篇章！！！

2

附：【板书设计】

制作DNA双螺旋结构模型

一、

二、

三、

四、

五、

实验目的

实验原理

实验方法

实验材料

实验步骤

1、制作脱氧核苷酸模型；

2、制作脱氧核苷酸长链模型；

3、制作DNA平面结构模型；

4、制作DNA立体结构模型。

六、实验要点探究

【课堂练习】1.下图中，正确代表脱氧核苷酸的结构是（

）。

2.在制作DNA一条链时，将每个脱氧核苷酸的

和

相间排列依次连接起来。在制作另一条单链时，一是两条长链的脱氧核苷酸

必须相同；二是两条长链并排时必须保证

间互相配对；三是两条长链的方向是

。

3.若制作含100个碱基的一段DNA分子模型，现已有20个碱基A部件，还需准备T部件

个，C部件

个，G部件

个。

4、在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则（

）。

A．能搭出20个脱氧核苷酸

B．所搭建的DNA分子片段

最长为7个碱基对

C．能搭建410种不同的DNA分子模型

D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段

【答案：】

1、C 2、磷酸、脱氧核糖、数量、碱基、相反的

3、20、30、30

4、D

3