DNA分子的结构优秀教案内容

DNA分子的结构教案

扬州市江都区第一中学

刘春年

●教学目标

1.知识方面

⑴识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。

⑵DNA分子的平面结构和空间结构。

⑶碱基互补配对原则。

2.情感态度与价值观方面

⑴认识到与人合作的在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。

⑵认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程

3.能力方面

⑴构建DNA双螺旋结构模型。

⑵就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的应用。

●教学重点和难点

1.教学重点：DNA分子双螺旋结构模型的建构

2.教学难点：DNA分子结构的主要特点

●教学方法：讨论法、多媒体演示法，模型构建法

●教学准备：powerpoint课件

●课时安排：1课时

●教学过程

创设情境：

PPT展示被拐儿童解救后和父母认亲的画面，师提问：公安机关是如何确定被拐儿童的身份的？通过比对儿童和父母的什么物质？生答：DNA,. 师讲述：因为人的遗传物质是DNA。DNA是绝大多数生物的遗传物质。

【过渡导入】

DNA作为遗传物质，必然携带着遗传信息，那么DNA是如何储存遗传信息的？又是如何控制生物的性状的？要回答以上问题必须了解DNA的结构。（板书：DNA结构）

【新知探究】

PPT呈现：克里克和沃森构建模型的照片

师讲述：2004年7月28日，“分子生物学之父”克里克在圣地亚哥加州大学医院与世长辞，享年88岁。1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现，更宣告了分子生物学的诞生。也正是因为这一研究成果，1962年他们共同获得了诺贝尔学奖。那么，克里克与沃森提出了双螺旋结构到底是怎样的呢，下面我们一起跟随科学家的研究足迹尝试着构建出这个著名的双螺旋结构。

一、DNA分子双螺旋结构的构建

复习提问：DNA的中文全称是什么？DNA的元素组成是什么？DNA的基本组成单位是什么？

1．学生活动一：模型建构------脱氧核苷酸

前面学过20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是

脱氧核苷酸

1分子脱氧核苷酸

=

磷酸

+

脱氧核糖

+

含氮碱基

多媒体展示：脱氧核苷酸的结构和碱基种类

请学生回答4种脱氧核苷酸的名称。

【承上启下】蛋白质是大分子，是由许多的氨基酸经过脱水缩合结合而成的具有一定空间结构的物质，那么脱氧核苷酸又是如何连接成脱氧核苷酸链的呢？

2．学生活动二：建构-----脱氧核苷酸单链

PPT展示脱氧核苷酸间的连接过程。

基本单位找到了，科学家们进一步发现DNA就是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。

教师指导学生如何将脱氧核苷酸连接成单链，每组学生利用模型构建两条含四个脱氧核苷酸的单链。

【过渡】那么脱氧核苷酸长链是如何构成具有独特双螺旋结构的DNA分子的呢？

当时很多科学家都积极参与了对DNA分子结构的研究，只有沃森和克里克以锲而不舍的追求和分工合作的科学探索，最终提出了DNA分子的结构模型。

师

讲述：1951年春天，在意大利举行了一次生物大分子结构的会议。会上，英国科学家富兰克林和她同事威尔金斯展示了采用X射线衍射技术拍摄到的DＮＡ晶体照片，而这张照片让来参加会议的沃森激动地话也说不出来了，心怦怦直跳。为什么？因为从这张照片上完全可以断定DNA的结构是一个螺旋体。所以，资料3为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。

但可惜的是没等到分享研究成果的喜悦，7年之后，这位才华横溢的女科学家因为癌症而英年早逝。按照惯例，诺贝尔奖不授予已经去世的人。因而，在1962年是富兰克林的同事威尔金斯和沃森、克里克共同分享了当年的诺贝尔奖。

多媒体展示：衍射照片

师讲述：那么到底是什么样的螺旋结构呢？在1951年的秋天，沃森在英国剑桥大学碰到了对DNA结构同样着迷的克里克。虽然克里克比沃森大12岁，却有一见如故的感觉。物理学家出身的克里克对衍射图谱的分析十分熟悉，而沃森可以帮助克里克理解生物学内容。他们尝试了很多螺旋模型，但都以失败告终。

师讲述：在失败面前他们没有气馁。最终，根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析，沃森和克里克得出一个共识：DNA是一种双链螺旋结构。于是沃森和克里克立即行动，马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。奥地利著名生物化学家查哥夫对碱基对组成的研究对沃森和克里克的启迪：腺嘌呤（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。从1953年2月22日起开始奋战，他们夜以继日，废寝忘食，终于在3月7日，将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。

3．学生活动三：建构----DNA的双螺旋结构

多媒体展示：DNA双螺旋结构模型

二、DNA分子双螺旋结构的分析

1.引导学生观察模型，思考如下问题，与教师一同归纳DNA分子双螺旋结构的特点。

(1)DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？

(2) DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？碱基位于DNA的什么部位？

(3) DNA中的碱基是如何配对的？

2. DNA分子双螺旋结构的特点：

(1)DNA分子是由两条链组成的，按反向平行方式盘绕成双螺旋结构。

(2)DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替排列，排列在外侧，构成基本骨架；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，且A一定与T配对，C一定与G配对。

【承上启下】

请同学们比较不同组学生构建的DNA模型，分析不同组的DNA模型有什么不同？（学生回答：碱基对排列顺序不同）教师总结补充。

请四位同学将各自组的碱基对排列顺序写在黑板上，其他组同学写在纸上。学生通过观察会发现碱基对排列顺序确实不同。

四、DNA的结构特性：

1、稳定性

2、多样性

3、特异性：每个DNA中都含有特定的碱基排列顺序（遗传信息）

【课堂小结】

5种化学元素，4种碱基，3种化学组成，2条链，1种独特的双螺旋结构

独特表现在：反向平行，磷糖交替，碱基互补

【及时训练】;PPT呈现（学案）

●板书设计

第二节

DNA分子的结构

一、DNA分子双螺旋结构的构建

模型建构一：脱氧核苷酸

模型建构二：脱氧核苷酸单链

模型建构三：双螺旋

二、DNA分子双螺旋结构特点

结构特点：反向平行，磷脱交替，碱基互补

三、DNA分子的特性：

1、稳定性

2、多样性

3、特异性