陜西省南鄭縣高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 3.2 DNA分子的結(jié)構(gòu)B教案 新人教版必修2.doc

第三章 基因的本質(zhì) 3.2 dna分子的結(jié)構(gòu)b教學(xué)目標(biāo)一、知識與技能1能說出dna分子的化學(xué)組成。2dna分子的結(jié)構(gòu)。課時(shí)安排1課時(shí)。教學(xué)設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入新課前面我們通過“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”的學(xué)習(xí)，知道dna分子是主要的遺傳物質(zhì)，它能使親代的性狀在子代表現(xiàn)出來。那么dna分子為什么能起遺傳作用呢？這需要從它的結(jié)構(gòu)談起。二、新課教學(xué)（一）dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 1課件顯示沃森和克里克在自然上發(fā)表的文章核酸的分子結(jié)構(gòu)以及他們的dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。1953年4月25日，美國的生物學(xué)家沃森和英國的物理學(xué)家克里克在英國的頂級雜志nature上發(fā)表了一篇短小而精悍的文章核酸的分子結(jié)構(gòu)dna的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型。文章一發(fā)表，立即引起了極大的轟動(dòng)。因?yàn)檫@意味著生命科學(xué)史上一個(gè)新紀(jì)元的開始，促使生物學(xué)研究進(jìn)入了分子水平。沃森和克里克在文章中提出了dna的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，而這一成果的發(fā)表卻是幾經(jīng)波折，接下來就讓我們來一起了解dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程。2學(xué)生閱讀請大家閱讀課本p4748兩位科學(xué)家構(gòu)建dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的故事（閱讀3分鐘），并思考：（1）dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程給你什么啟示？（2）嘗試總結(jié)dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)。3學(xué)生發(fā)言閱讀了科學(xué)家們構(gòu)建dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的過程，同學(xué)們一定有許多啟發(fā)，哪位同學(xué)主動(dòng)來談?wù)勛约旱母惺芑蛘呦敕ǎ吭诋?dāng)今社會專業(yè)化程度極高的情況下，不同學(xué)科之間的交叉和結(jié)合更體現(xiàn)了現(xiàn)代科技發(fā)展的特點(diǎn)。沃森和克里克的合作就體現(xiàn)了不同學(xué)科之間的交叉和結(jié)合。既具有精湛的專業(yè)技能，又具有廣博的知識面，這對于一個(gè)人的成功非常重要。善于利用他人的科研成果對于自身的發(fā)展和成功是非常關(guān)鍵的。沃森和克里克所利用的成果有：威爾金斯和富蘭克林的dna衍射圖譜；查哥夫關(guān)于堿基的信息?？蒲械倪^程是不斷嘗試不斷修正的艱辛歷程，是曲折而又充滿挑戰(zhàn)的過程。4學(xué)生總結(jié)我們已經(jīng)了解了dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建所需的信息，我們請一位同學(xué)來嘗試總結(jié)出dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)。哪位同學(xué)來試一試？dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)：dna分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有a、t、c、g四種堿基；dna分子是雙鏈螺旋：磷酸脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部；a與t配對，c與g配對。5討論旁欄思考題（p48上）提示：（1）當(dāng)時(shí)科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有：組成dna分子的單位是脫氧核苷酸；dna分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構(gòu)成的；（2）英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的dna的x射線衍射圖譜；（3）美國生物化學(xué)家鮑林揭示生物大分子結(jié)構(gòu)的方法（1950年），即按照射線衍射分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立模型的方法（因?yàn)槟Ｐ湍苁股锎蠓肿臃浅?fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，以完整的、簡明扼要的形象表示出來），為此，沃森和克里克像擺積木一樣，用自制的硬紙板構(gòu)建dna結(jié)構(gòu)模型；（4）奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果：腺嘌呤（a）的量總是等于胸腺嘧啶（t）的量，鳥嘌呤（g）的量總是等于胞嘧啶（c）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。6討論旁欄思考題（p48下）提示：沃森和克里克根據(jù)當(dāng)時(shí)掌握的資料，最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，在這些模型中，他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學(xué)家的幫助下，他們否定了最初建立的模型。在失敗面前，沃森和克里克沒有氣餒，他們又重新構(gòu)建了一個(gè)將磷酸脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。沃森和克里克最初構(gòu)建的模型，連接雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基之間是以相同堿基進(jìn)行配對的，即a與a、t與t配對。但是，有化學(xué)家指出這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律。1952年，沃森和克里克從奧地利生物化學(xué)家查哥夫那里得到了一個(gè)重要的信息：腺嘌呤（a）的量總是等于胸腺嘧啶（t）的量，鳥嘌呤（g）的量總是等于胞嘧啶（c）的量。于是，沃森和克里克改變了堿基配對的方式，讓a與t配對，g與c配對，最終，構(gòu)建出了正確的dna模型。（二）dna的分子結(jié)構(gòu)1dna的分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)（簡要解釋“反向”，不宜過深）。脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在dna分子的外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。堿基互補(bǔ)配對原則：設(shè)問二：為什么只能是at、gc，不能是ac，gt呢？這是由于a與t通過兩個(gè)氫鍵相連，g與c通過三個(gè)氫鍵相連，這樣使dna的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，所以，a與t或g與c的摩爾數(shù)比例均為1：1。隨堂練習(xí)某生物細(xì)胞dna分子的堿基中，腺嘌呤的數(shù)量占18，那么鳥嘌呤的數(shù)量占（ ）a9 b18 c32% d36答案：c2dna的特性師生共同活動(dòng)，學(xué)生討論和教師點(diǎn)撥相結(jié)合。穩(wěn)定性：dna分子兩條長鏈上的脫氧核糖與pi交替排列的順序和兩條鏈之間堿基互補(bǔ)配對的方式是穩(wěn)定不變的，從而導(dǎo)致dna分子的穩(wěn)定性。多樣性：dna分子中堿基相互配對的方式雖然不變，而長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。如一個(gè)最短的dna分子大約有4000個(gè)堿基對，這些堿基對可能的排列方式就有44000=102408種。實(shí)際上構(gòu)成dna分子的脫氧核苷酸數(shù)目是成千上萬的，其排列種類幾乎是無限的，這就構(gòu)成dna分子的多樣性。特異性：每個(gè)特定的dna分子都具有特定的堿基排列順序，這種特定的堿基排列順序就構(gòu)成了dna分子自身嚴(yán)格的特異性。3制作dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型（1）模型制作前準(zhǔn)備請大家首先仔細(xì)閱讀課本49頁“dna分子的結(jié)構(gòu)”然后嘗試制作dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。課件顯示模型制作時(shí)要考慮的問題。教師分配材料用具。同學(xué)們在制作模型時(shí)應(yīng)考慮以下問題：分別用哪幾種材料來代表組成dna分子的磷酸、脫氧核糖和堿基？這三種物質(zhì)是在什么部位相互連接的？怎樣將這幾種材料正確地連接起來？在dna分子中，每個(gè)脫氧核苷酸之間是在什么部位相互連接的？怎樣將脫氧核苷酸正確地連接起來？在模型中，如何體現(xiàn)dna分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?？又怎樣體現(xiàn)兩條鏈的堿基之間互補(bǔ)配對？（2）學(xué)生開始制作模型，教師給予適當(dāng)指導(dǎo)（20分鐘）。（3）學(xué)生制作完成后，教師給予評價(jià)和糾正：