高中生物 DNA的分子結(jié)構(gòu) 教案1 中圖版必修2

1、DNA的分子結(jié)構(gòu)教學目的：1、概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。2、交流課題研究中搜集的分子結(jié)構(gòu)模型建立過程的相關(guān)資料，體驗建立DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的艱辛與曲折，體驗科學家的奉獻精神，形成勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度與為科學獻身的精神。3、在嘗試模擬制作基礎(chǔ)上，結(jié)合資料分析DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的科學性，反思建模過程，體會建模的思想，提高建模能力。教學重點：2,4,6DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)及其特點的分析教學難點：制作DNA結(jié)構(gòu)模型掌握DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點課前準備：制作DNA分子結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)件若干、DNA雙螺旋立體模型、多媒體課件、教學學案教學過程：導(dǎo)入同學們請看大屏幕：課件展示：（兇殺案圖片）這不只是一個

2、故事-一起兇殺案，案情撲朔迷離，犯罪嫌疑人卻提供了不在現(xiàn)場的證據(jù)。這時法醫(yī)在現(xiàn)場找到了留在被害人指甲中的一些皮膚組織，想一想你應(yīng)該如何破案？ （學生回答）從皮膚細胞中提取到DNA，利用DNA鑒定技術(shù)協(xié)助破案。對，DNA鑒定技術(shù)現(xiàn)已成為警察破案的得力助手。那么為什么DNA可以作為破案的依據(jù)呢？ 從上節(jié)課的學習我們知道，DNA是人體的遺傳物質(zhì)，同一個人的不同細胞中DNA都是相同的，不同人的DNA則是不同的，這些都與DNA的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。這節(jié)課就讓我們共同來學習第2節(jié)DNA的分子結(jié)構(gòu)。（課件展示）新課自從認識到DNA是遺傳物質(zhì)以后，人們就開始了對它的深入研究，到20世紀中期，人們已經(jīng)了解了DNA的化

3、學組成。請同學們回顧必修1，組成DNA分子的基本組成單位是什么？（脫氧核糖核苷酸）一、DNA的基本組成單位（課件展示）脫氧核糖核苷酸結(jié)構(gòu)示意圖師生交流：一分子脫氧核糖核苷酸又是由哪三部分構(gòu)成：（磷酸、脫氧核糖、含氮堿基）好，下面請同學們在桌子上的實驗材料中找出脫氧核糖核苷酸模型，看看你能找到幾種類型，它們之間有什么區(qū)別？（學生回答）4種類型，只在堿基上有區(qū)別，有A、G、C、T四種。下面給同學們2分鐘時間，請對照課本識記4種堿基和脫氧核糖核苷酸的名稱。檢查提問：好，哪位同學能說一下四種脫氧核糖核苷酸的名稱？請學生拿起模型回答。（課件展示）很好。脫氧核糖核苷酸共有4種堿基，模型中較長一些的代表的是

4、腺嘌呤和鳥嘌呤兩種堿基，這是因為它們具有雙環(huán)結(jié)構(gòu)，較短一些的是胞嘧啶和胸腺嘧啶兩種堿基，二者是單環(huán)結(jié)構(gòu)。這4種類型的脫氧核糖核苷酸僅在堿基上有所差別，所以我們可以根據(jù)堿基為其命名。如果把脫氧核糖核苷酸和RNA的基本組成單位核糖核苷酸相比，二者有什么區(qū)別呢？（課件展示）脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸結(jié)構(gòu)圖，分析區(qū)別：學生回答。五碳糖不同(脫氧核糖和核糖)；堿基的差別（根據(jù)課件顯示，比較四種脫氧核糖核苷酸和四種核糖核苷酸），引導(dǎo)學生找出尿嘧啶與胸腺嘧啶的區(qū)別，并請學生推理說出尿嘧啶核糖核苷酸的名稱。過渡：這四種核糖核苷酸是RNA的基本組成單位，而這四種脫氧核糖核苷酸是DNA的基本組成單位，那么四種脫氧

5、核糖核苷酸是怎樣構(gòu)成DNA-這一具有復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)的生物大分子的呢。它又是具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點能使其與作為生物的遺傳物質(zhì)相適應(yīng)呢？下面我們就來一起探索DNA分子的結(jié)構(gòu) （8分鐘）二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA分子的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？在上個世紀這一具有偉大科學價值的研究課題吸引了全世界各國科學家的目光。為揭開這一重要生命物質(zhì)的神秘面紗，科學家們展開了探索DNA結(jié)構(gòu)的競賽。大家知道是誰率先摘取了這一科學界的桂冠嗎？（學生回答沃森和克里克，課件展示圖片） 對，當時沃森還很年輕，還只是一個剛剛走出校門不久的大學生，而克里克當時也是一個很不得志的物理學家。那時候有很多來自世界各國的大科學家都在研究這個課題，許多

6、專家并不看好這對組合，甚至嘲笑他們研究條件的簡陋。但就是這兩個“小人物”面對嘲笑毫不氣餒，他們廣泛收集信息，認真分析了鮑林、查伽馬、維爾金斯和弗蘭克林等科學家們的研究成果，并采用了建立模型的方法進行研究。終于在1953年4月25日，英國著名的科學雜志自然上發(fā)表了沃森、克里克的一篇優(yōu)美精煉的短文，宣告了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的誕生，沃森和克里克的成果震驚了整個科學界！ DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的誕生，完美地解釋了DNA在遺傳、生化和結(jié)構(gòu)上的主要特征，標志著生物學的歷史開始從細胞階段進入了分子階段。正是由于這一劃時代的貢獻，沃森、克里克獲得了1962年度諾貝爾醫(yī)學和生理學獎。回首這段歷史，沃森和克里

7、克的成功給我們留下了哪些啟示呢？請學生回答：課件展示，教師總結(jié)。1、創(chuàng)新思維是成功者必備的素質(zhì)，要敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)。2、要善于吸收別人的成果,博采眾家之長。3、要有合作探究的意識。4、要選擇科學的研究方法。（對，創(chuàng)新的思維、虛心吸收別人的成果、合作意識和科學的研究方法使他們走向成功?。┫胂氘敃r沃森和克里克，在嘲笑聲中用鐵皮和鐵絲構(gòu)建了世界上第一個DNA分子模型，揭開了DNA分子結(jié)構(gòu)的神秘面紗。那么現(xiàn)在的同學們，你們是未來的大學生，比沃森更年輕，你們能不能也依據(jù)學案上提供的這些信息，利用更普通的泡沫、牙簽等材料，象沃森和克里克那樣創(chuàng)造性地來構(gòu)建起DNA分子結(jié)構(gòu)的模型呢？同學們有沒有信心？（有）展示

8、材料，教師說明：好，除了剛才看到的脫氧核糖核苷酸模型以外，注意氫鍵、磷酸二酯鍵的替代品，有關(guān)這兩種鍵的作用請大家注意看學案。 下面就請同學們以小組為單位，首先仔細分析學案上所提供的信息，然后利用所提供的材料來構(gòu)建一個DNA分子平面結(jié)構(gòu)模型學生操作，教師巡視：各組操作情況，掌握主要問題，分清類型，適時安排。（大約控制在10分鐘左右）好，現(xiàn)在各組的構(gòu)建工作已經(jīng)基本結(jié)束。請同學們根據(jù)學案上的資料，分析模型和剛才的操作過程，分析總結(jié)一下DNA分子的結(jié)構(gòu)特點，各組中心發(fā)言人準備發(fā)言。師生交流總結(jié)DNA分子結(jié)構(gòu)特點：（下面請同學們說一說在你構(gòu)建模型時你發(fā)現(xiàn)了DNA分子具有哪些特點？）其實也就是你們在構(gòu)建模

9、型時都注意了哪些要點？又是從哪些材料中得到了啟示？教師點有代表性的幾組發(fā)言，相互補充教師注意提問原由：如為什么將A與T，C與G相配對等等。看起來有的組做的不錯，還有的組出現(xiàn)了點小問題，請注意修正。我們現(xiàn)在制作的是DNA分子的平面結(jié)構(gòu)，而實際上DNA分子是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，那么DNA分子是如何螺旋的，又具有什么特點呢？（發(fā)放DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型）好，下面請同學們結(jié)合其它各組的模型和發(fā)言，對照所發(fā)標準模型，對本組模型進行再修正和進一步的分析。好，請開始-從平面結(jié)構(gòu)到立體結(jié)構(gòu)，DNA分子又具有怎樣的特點？請各組試做總結(jié)發(fā)言-（請學生再試著回答）教師課件總結(jié)DNA分子結(jié)構(gòu)特點。指導(dǎo)學生閱讀課本，并

10、結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型逐句理解DNA分子結(jié)構(gòu)特點。 首先是DNA分子含有兩條脫氧核糖核苷酸鏈，兩條鏈按照反向平行方向并向右盤繞成雙螺旋。（螺旋直徑為2.0nm，螺距為3.4nm，每個螺距有10個堿基對，兩個相鄰堿基對平面的垂直距離為0.34nm）結(jié)構(gòu)的外側(cè)是由脫氧核糖和磷酸通過磷酸二酯鍵交互連接而成的長鏈，構(gòu)成DNA分子的骨架；堿基位于雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，遵循堿基互補配對原則形成堿基對，即A與T配對，G與C配對，A與T間二個氫鍵相連，G與C間三個氫鍵相連。好，我們繼續(xù)來看：進一步探究：（教師選幾組學生成果在前面展示）我們各組做的都是由6對脫氧核糖核苷酸組成的DNA分子，可是大家觀察一下我們做的D

11、NA分子都一樣嗎？（什么區(qū)別？-堿基對的順序不同，即所包含的遺傳信息不一樣）堿基對的排列順序不同，就說明DNA分子中所包含的遺傳信息是不同的。（課件展示）同學們分析，每個堿基對的位置最多能有幾種堿基對情況，那么6個堿基對的DNA分子堿基排列順序最有多少種？進一步歸納4n種。我們知道最小的DNA也要有4000對以上的脫氧核糖核苷酸構(gòu)成，由此可見DNA具有什么特點？（多樣性）對于每一個生物個體來說，它的DNA分子又有其特定的堿基排列順序，這就又構(gòu)成了個體DNA分子的特異性。右手雙螺旋結(jié)構(gòu)對DNA分子的穩(wěn)定性起到重要的作用。（課件顯示）從對DNA分子的結(jié)構(gòu)的分析上我們可以看到DNA分子具有多樣性、特

12、異性和穩(wěn)定性，所以DNA分子從理論上也具備作為遺傳物質(zhì)的條件，這也是DNA分子作為遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)。DNA結(jié)構(gòu)之迷的突破不僅在理論研究上開啟了一扇門戶，而且在實際生活中也迅速有了廣泛的應(yīng)用。同學們能舉出一些例子來嗎？學生舉例，師擴展：（課件顯示圖片）像前面提到的DNA分子鑒定技術(shù)在刑事偵破上的應(yīng)用要比傳統(tǒng)的指紋鑒定更加準確方便，另外它還在血親鑒定、遇難尸體辨認和身份識別上有了廣泛的應(yīng)用。基因身份證的應(yīng)用也大大減少了信息相同的機率。 練習教材P70中的鞏固提高 只考慮1、2總結(jié)DNA分子結(jié)構(gòu)是完美的，它蘊藏著生命的無數(shù)奧秘，它飽含著人類對科學探索的艱辛。所以自然雜志上登過這樣一段話：“沒有什么分子像DNA 那樣動人。它讓科學家著迷，給藝術(shù)家靈感，它向人類社會發(fā)出挑戰(zhàn)。從任何意義說，它都是一種現(xiàn)代的標志?！币艺f啊，分子就是我們這個科學時代的“蒙娜·麗莎”，雖