DNA分子的复制教学设计内容推荐

学校：江苏省清河中学

年级：高一

学科：生物

编号：08

第二节 DNA的结构和复制（1）

一、【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。

二、【教学重点和难点】

1.教学重点

⑴制作DNA分子双螺旋结构模型。

2.教学难点

（1））DNA分子结构的主要特点

三、【教学方法】

讨论法、

演示法、讲授法

四、【教学课时】

2 五、【教学过程】

教学内容

问题探讨

一、DNA双螺旋结构模型的构建成

旁栏思考题目

教师组织和引导

引导学生思考讨论回答，老师提示。

引导学生阅读课文P67—69。

〖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1 学生活动

思考讨论回答

阅读思考

完成旁栏思考题目和

教学意图

收集资料的能力。

培养学生的自学能力与自我探究能力。

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年级：高一

学科：生物

编号：08

“思考与讨论”

二、DNA分子的结构

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。

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”，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（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。

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。

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。

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 2

思考与讨论

思考、讨论和合作能力

阅读理解记住

学生训练

拓展学生思维，更好理解新知识

应试能力

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3.DNA的特性

师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。

听讲配合

①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排老师回答

列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DAN分子的稳定性。

②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式知识拓展

就有

种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。

③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。

小结

本节课我们学习了DNA的化学组成，DNA的立体结构和小结

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。DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化，4种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个DNA分子能够贮存大量的遗传信息。

让学生做P50《模型构建 制作DNA双螺旋结构模型》，阅读思考

模型构建 实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范。

动手动脑

制作DNA〖提示〗1.DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸，但是碱基对的双螺旋结排列顺序却是千变万化的。碱基对千变万化的排列顺序使构模型

DNA储存了大量的遗传信息。

2.（1）靠 DNA分子碱基对之间的氢键维系两条链的偶联；（2）在DNA双螺旋结构中，由于碱基对平面之间相互靠近，形成了与碱基对平面垂直方向的相互作用力（该点可不作为对学生的要求，教师可进行补充说明）。

六、【板书设计】

七、【教学反思】

培养学生的总结能力

巩固知识加深理解

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