DNA分子的结构多媒体教学设计及其点评

《DNA分子的结构》教学设计

教学准备

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制作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。

教学重难点

1.教学重点：

制作DNA分子双螺旋结构模型。

2.教学难点：

DNA分子结构的主要特点

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教学工具

多媒体、物理模型

教学过程

复习旧知：引导学生建构模型：

模型建构1：脱氧核糖核苷酸

新课导入：

20世纪40年代末和50年代初，在DNA被确认为遗传物质之后，生物学家们不得不面临着一个难题：DNA应该有什么样的结构，才能担当遗传的重任？它必须能够携带遗传信息，能够自我复制传递遗传信息，能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动，并且能够突变并保留突变。这4点，缺一不可，如何建构一个DNA分子模型解释这一切？当时主要有三个实验室几乎同时在研究DNA分子模型。

一、DNA双螺旋结构模型的构建

引导学生阅读课文P47—49。

〖提示〗1.（1）当时科学界已经发现的证据有：组成ＤNＡ分子的单位是脱氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照Ｘ射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要

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的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建ＤNＡ结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量这一碱基之间的数量关系。

2.沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。

沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终，构建出了正确的DNA模型。

〖提示〗1.略。2.主要涉及物理学（主要是晶体学）、生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；建构模型的方法等。现代科学技术中许多成果的取得，都是多学科交叉运用的结果；反过来，多

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学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。

3.要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。

二、DNA分子的结构

引导学生进行模型建构：

模型建构2：脱氧核苷酸长链（片段）

模型建构3：DNA双链（平面结构）

出示DNA模型，学生阅书第50页，指着模型进解说过归纳，结构的主要特点是：

①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，不宜过深）。

②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。

③碱基互补配对原则：

两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）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）。

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可见，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（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。

课后小结

本节课我们学习了DNA的化学组成，DNA的立体结构和DNA的特性。组成DNA的碱基共有A、T、G、C四种，构成DNA的基本单位也有4种。每个DNA分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即A—T、G—C，通过氢键连接成碱基对。

课后习题

1．某双链DNA分子一条链上的（A+T）/（G+C）碱基比值为0.3，那么，在整个DNA分子中A：T：G：C的比值（

）

A．1：1：1：1

B．2：2：3：3

C．3：3：10：10

D．10：10：3：3 2．若在一双链DNA分子中鸟嘌呤和胞嘧啶之和占碱基总和的44%，在其中的一条链中A和C分别占该链碱基数的22%和30%，那么在另一条链中腺嘌呤和胞嘧啶分别占该链碱基数的比例为（

）

A．34%、14%

B．22%、30%

C．14%、34%

D．20%、28%

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3．某双链DNA分子中，G占总数的38%，其中一条链中的T占该DNA分子全部总数的5%，那么另一条链中T在该DNA分子中的碱基比例为（

）

A．5%

B．7%

C．24%

D．38% 4．根据碱基互补配对原则，且A≠C时，下列四个式子中，正确的应该是（

）

A．（A+T）/（G+C）=1

B．（A+C）/（G+T）=1 C．（A+G）/（T+C）=1

D．（G+C）/（A+T）=1 5．下列那一组物质是DNA的组成成分（

）

A．脱氧核糖、核酸和磷酸

B．脱氧核糖、碱基和磷酸

C．核酸、碱基和磷酸

D．核酸、嘧啶、嘌呤和磷酸

板书

DNA分子的结构

一．DNA平面结构

二．DNA空间结构

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