DNA分子的结构优秀教案案例

《DNA的结构》教学设计

【教学目标

】

1．知识目标

（1）掌握DNA分子的基本单位、核苷酸种类和碱基种类

（2）理解DNA分子的结构特点。

（2）掌握DNA碱基配对原则，并学会有关计算

2．能力目标

（2）通过观察DNA结构模型及制作DNA双螺旋结构模型来提高观察能力、分析和理解能力。

（3）培养创造性思维的能力：通过探索求知、制作模型、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。

3．情感目标

通过DNA的结构模型的制作，激发学生的求知欲望

【教学重点、难点、疑点及解决办法】

【教学重点】

（1）DNA分子的结构特点

（2）碱基互补配对原则及其计算

【教学难点】

（1）对DNA分子两条链反向平行的理解

（2）制作DNA模型，加深对DNA分子结构特点的认识和理解

【教学疑点】

DNA分子中只能是A—T、C－G配对吗？能不能A—C、G—T配对？为什么？

【解决办法】

（1）把DNA的基本组成单位、平面结构和立体结构等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。

（2）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。

【课时安排】

2课时

【教学过程】

（一）引言：

多媒体展示北京中关村高科技园区的雕塑图片。问：此标志是什么图案？那么为什么中关村高科技园区要以此作为标志呢？

由此导入新课

（二）教学过程

1．DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸

1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。

知识回顾，请学生回答下列问题：

①DNA是人体的遗传物质，中文全称是 ，主要存在人体细胞的 中。②DNA也是一种大分子物质，是由 五种元素组成，DNA的基本组成单位是 ，每个基本单位又是由 三部分组成？

学生回答后，教师点拨：

①中文全称是脱氧核糖核酸，主要存在细胞的细胞核中。

②是由C、H、O、N、P五种元素组成，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，它又是由一个脱氧核糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。

用多媒体展示：

磷酸

脱氧核苷酸 脱氧核糖

含氮碱基

教师讲解：其中组成DNA的碱基有两类四种：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；因此形成的脱氧核苷酸也有四种分别是：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。

2. DNA分子的平面和立体结构

蛋白质是一种大分子物质，组成人体蛋白质的基本单位是氨基酸，各种氨基酸可以通过 方式形成大分子的蛋白质的（提问）。那么，一个个的脱氧核苷酸又是如何形成DNA大分子的呢？

教师讲解：DNA分子双螺旋结构是由美国的生物学家沃森和英国的物理学家克里克于1953年共同提出的。他们两者在研究过程中既分工有合作，其中克里克能够帮助沃森分析DNA衍射图谱，而沃森可以帮助克里克理解生物学的内容。同时两人的成功又是建立在许多其他科学家多年努力研究的基础上的。

沃森和克里克提出DNA分子双螺旋结构主要依据：（用多媒体展示）

①阿斯特伯里等人的研究已经表明了DNA分子是由4种脱氧核苷酸连接而成的脱氧核苷酸长链。

②利用威尔金斯、弗兰克林提供的DNA衍射图谱推算出DNA分子的结构是呈双螺旋结构。

根据以上两个依据，沃森和克里克在实验室设计了许多的DNA模型，都是把碱基放在外侧，均以失败而告终。

③在1952年的春天，从奥地利的生物学家查哥夫那里得到一个重要信息：DNA分子的碱基数总是“A=T、G=C”。

沃森和克里克尝试让A—T、G—C配对，构建出新的DNA模型与弗兰克林提供的DNA衍射图谱完全相符，并且能够解释一系列的生物学问题。因此沃森、克里克和威尔金斯三人于1962年获得了诺贝尔奖。

用八分钟左右时间让学生制作活动：分发DNA模型盒，让学生之间分工合作《制作DNA双螺旋结构模型》。

八分钟过后，再用多媒体演示DNADNA双螺旋结构的构建过程和方法。

3.DNA分子的结构特点

可以利用同学们自作的DNA模型进行解说，对学生提问，归纳出DNA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”，一条链是5－3，

，，另一条链是3－5，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）。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。

教师设问，学生思考后，由教师回答：

设问一：碱基配对时，为什么嘌呤碱基不与嘌呤碱基或嘧啶碱基不与嘧啶碱基配对呢？

这是由于嘌呤碱是双环化合物（多媒体展示），占有空间大；嘧啶碱是单环化合物（多媒体展示），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。

设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？

这是由于A与T通过两个氢键相连，G与C通过三个氢键相连，这样使DNA的结构更加稳定，所以，A与T或G与C的摩尔数比例均为1：1。

同时教师拿出同学们作好的DNA模型进行比较，指出一些错误，并更正。并要求同学之间比较DNA碱基的排列顺序，看看有没有完全一样的。再回应导课时的情景。这样有前后回应之功效。

学生训练：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％

答案：C 【课堂小结】

本节课我们学习了DNA的化学组成，DNA的平面、立体结构和DNA的结构特点。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。

【迁移训练】

1．在DNA分子

中，两条链之间的两个脱氧核苷酸，相互连接的部位是

（ ）

A. 碱基 B. 磷酸 C .脱氧核糖 D. 任一部位

答案：A 【板书设计】

1、DNA分子的基本组成单位——脱氧核苷酸

磷酸

脱氧核苷酸 脱氧核糖

含氮碱基（4种，A、T、G、C）

2、DNA的平面和立体结构

3、DNA的结构特点

①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构

②脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架，排列在外侧，碱基成对排列在内侧。

③碱基互补配对原则：

碱基配对有一定的规律：A—T、G—C 【教学反思】

1.在教学中我把DNA结构模型的制作实验穿插在教学过程中，这对学生理解脱氧核苷酸的结构和DNA的结构非常有益。这样可以使DNA分子结构的主要特点、碱基互补配对的原则等教学重难点轻松突破，同时情感态度也得以升华。

2.但学生的动手能力及时间较紧等因素会对教学效果起一定的限制。

3.互动的教学模式比较形象生动，学生也很感兴趣，但要注意：课堂调控引导能力是对教师是一大考验，课堂对学生知识的梳理和课后知识巩固是相当重要的，否则很容易造成课堂气氛虽然活跃，但课后知识没有掌握牢固的情况。