第六章遺傳和變異第一節(jié)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)二DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制(第一課時)

1、第六章 遺傳和變異 第一節(jié) 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 二、DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制（第一課時）教學(xué)目的1.理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.理解DNA分子復(fù)制的過程和意義。3.通過學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。4.通過制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手操作能力。5通過“設(shè)同議論補(bǔ)充結(jié)論”的教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教學(xué)重點(diǎn)DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制。教學(xué)難點(diǎn)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和DNA分子的復(fù)制過程。教學(xué)用具1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。2.DNA分子復(fù)制過程圖解。3.自制的幻燈膠片。教學(xué)方法探究與講述相結(jié)合。教材分析本節(jié)內(nèi)容用兩課時。第一課時講DNA分子的結(jié)構(gòu)，第二課時講DN

2、A分子的復(fù)制。利用兩課時之間的課余時間讓學(xué)生自制DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。為了能使學(xué)生制作成功，在第一課時多用些時間，適當(dāng)補(bǔ)充些有關(guān)DNA的生化知識，讓學(xué)生很好地掌握DNA“雙鏈、螺旋，平行，反向，配對”的空間結(jié)構(gòu)，為第二節(jié)DNA分子的復(fù)制的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。第一課時引言：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)及DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)。同學(xué)們已經(jīng)知道：DNA在生物傳種接代、生命延續(xù)中的重要作用。不知有沒有想過。提問：為什么DNA在生命活動中的作用如此重要？（生甲：與DNA結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)有關(guān)；生乙：與DNA可以復(fù)制有關(guān)。）教師小結(jié)：同學(xué)們回答得很好！DNA能在遺傳中起重要作用與它的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)有密切的關(guān)系。

3、那么，DNA結(jié)構(gòu)如何？怎樣進(jìn)行復(fù)制呢？在學(xué)習(xí)之前，我們還是來回憶一下“生命的物質(zhì)基礎(chǔ)”中的有關(guān)知識。提問：核酸有幾種？回答：核酸有兩種：核糖核酸RNA和脫氧核糖核酸DNA。提問：核酸是由哪些元素組成的？回答：核酸是由C、H、0、N、P五種元素組成的。提問：構(gòu)成核酸的基本單位是什么？回答：是核苷酸。講述：核苷酸有兩大類：一類是構(gòu)成RNA的基本單位：核糖核苷酸；另一類是構(gòu)成DNA的基本單位：脫氧核糖核苷酸。提問：在粗提取DNA的實(shí)驗(yàn)中，DNA哪一個重要特性是在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)引起注意的？（回答：極易吸附于玻璃上因而不能用玻璃試管。）提問：RNA與DNA有何區(qū)別？（學(xué)生討論：略）教師小結(jié)：出示幻燈片，附表于

4、后。講述：1953年英國科學(xué)家克里克和美國科學(xué)家沃森共同提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。1.構(gòu)成DNA分子的基本單位脫氧核糖核苷酸。講述：戊糖的第二號碳原子脫去了一個氧原子，故為脫氧核糖；含N堿基與脫氧核糖的第一號碳原子間脫去一個水分子連在一起構(gòu)成一分子核苷；磷酸分子與脫氧核糖的第五號碳原子間脫去一個水分子連在一起構(gòu)成一分子脫氧核糖核苷酸；構(gòu)成脫氧核苷酸的含N堿基共有4種：嘌呤：腺嘌呤A、鳥嘌呤G；嘧啶：胞嘧啶C、胸腺嘧啶T。由此：四種含N堿基分別構(gòu)成了四種脫氧核苷酸：腺嘌呤（A）脫氧核苷酸。鳥嘌呤（G）脫氧核苷酸。胞嘧啶（C）脫氧核苷酸、胸腺嘧啶（T）脫氧核苷酸。2脫氧核苷酸間通過脫水縮合連在一起

5、成為多核苷酸鏈。講述：上一分子脫氧核苷酸的第3號碳原子脫去（OH），下一分子脫氧核苷酸的磷酸分子脫去（H），這樣脫去一分子水使兩個脫氧核苷酸連在一起。多個脫氧核苷酸通過脫水縮合便形成了脫氧核苷酸鏈（多核苷酸鏈）：外側(cè)鏈“磷酸脫氧核糖”交替排列，含N堿基連在鏈的脫氧核糖上。3.DNA分子是由兩條平行且反向的多核苷酸鏈構(gòu)成。講述：在雙核苷酸鏈的外側(cè)骨架一條為：磷脫磷脫；另一條為：脫磷脫磷；兩條鏈上的脫氧核苷酸數(shù)目相等，長度一樣，排列反向；內(nèi)部的堿基間嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對原則：一條鏈上有堿基A，另一條鏈必有堿基T與其配對，一條鏈上有堿基C，另一條鏈上必有堿基G與其配對；堿基間通過氫鍵連在一起：A與T

6、有兩個氫鍵，G與C有三個氫鍵。由此，在雙鏈DNA分子中：嘧啶堿基的總數(shù)與嘌呤堿基的總數(shù)相等。AGCT。這可作為判斷單、雙鏈DNA的唯一依據(jù)。但不同生物的DNA分子中AT對和GC對的比例不同：（AT）（GC）a(不同生物a值不同）。4.DNA分子的立體結(jié)構(gòu)是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。（出示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型）講述：在DNA分子的雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)中：共有四種堿基對：AT對、TA對、GC對、CG對。每螺旋一周一條鏈由10個脫氧核苷酸構(gòu)成，也就是有10對堿基可螺旋為一周，這樣的螺旋結(jié)構(gòu)對鏈上的脫氧核苷酸順序無任何限制。因此，DNA分子中的脫氧核苷酸的排列順序千變?nèi)f化。從四種堿基中任選三種在一條鏈上作全排列的形式

7、就有4364種。假設(shè)一條鏈上有4000個堿基，按全排列的公式推算則有多少種排列順序呢？（讓學(xué)生通過對數(shù)計算可以得出44000=種）這樣千變?nèi)f化的順序決定了生物界的多樣性。人類中找不到兩個人的指紋完全相同就在于此。但是，每一DNA都有其特異的脫氧核苷酸的排列順序。由此，我們完全可以通過對DNA中脫氧核苷酸序列的測定建立人的DNA檔案，鑒別人的血緣關(guān)系，為刑事案的偵破提供可靠依據(jù)，是人類基因組計劃研究的重要組成部分。由上1、2、3、4可知：DNA的結(jié)構(gòu)為：（見板書）這樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，使DNA分子的結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性，從而使生命能種族延續(xù)、代代相傳遺傳。二、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型（讓學(xué)生結(jié)合上課時

8、及教材上所講有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，自己動手制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，利用課余時間，每四人分成二組進(jìn)行制作。）（經(jīng)收回后檢查，有些小組制作效果不太好，存在下列問題1.堿基間距不一2.雙鏈不平行3.沒有體現(xiàn)出“反向”。4.每螺旋一周不足10個脫氧核苷酸或多于10個。但在選材上，同學(xué)們費(fèi)了心思：有硬紙片，有玉米桿，有橡皮泥，還有用泥土捏制等。）（各小組就制作過程進(jìn)行充分討論，略。）教師小結(jié)：同學(xué)們討論的很好，在制作時應(yīng)該：1選材要適當(dāng)，易取，易制為好。2把嘌呤和嘧啶兩類堿基從形狀上區(qū)別開。3外側(cè)骨架“脫磷脫磷”鏈的平行和反向。4螺旋一周必須為10

9、個核苷酸。5氫鍵數(shù)目：AT對兩個，CG對三個。制作不好的各小組的同學(xué)，下課以后，不妨重新制作。能制好嗎？生：能！師：好！我和同學(xué)們一起等你們滿意而歸。提問：在制過程中，有沒有同學(xué)想到DNA是左旋，還是右旋呢？生：這個沒想過，我們認(rèn)為是左旋。師：好！DNA到底是左旋，還是右旋，我在這里就不詳述了，等同學(xué)們升了大學(xué)后再學(xué)習(xí)。二、DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 核苷酸含N堿基（CHON）戊糖（C、H、0）磷酸（H、0、P）（一）DNA分子的結(jié)構(gòu) 1構(gòu)成DNA分子的基本單元脫氧核糖核酸 2脫氧核苷酸間通過脫水縮合連在一起形成多核苷酸鏈A-脫氧核糖-磷酸 T-脫氧核糖-磷酸 C-脫氧核糖-磷酸 G-脫氧核糖-磷酸磷|脫A磷脫T磷脫C磷脫G3.DNA分子由兩條平行且反向的多核苷酸鏈構(gòu)成 A十GT十C4.DNA分子的立體結(jié)構(gòu)是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)脫氧核苷酸的排列順序千變?nèi)f化（多樣性）雙鏈平行且反向堿基互補(bǔ)配對（特異性