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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(shí))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(guò)程和意義。3.通過(guò)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(guò)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(dòng)手操作能力。5通過(guò)“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(guò)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(guò)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(shí)。第一課時(shí)講DNA分子的結(jié)構(gòu),第二課時(shí)講DN
2、A分子的復(fù)制。利用兩課時(shí)之間的課余時(shí)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(shí)多用些時(shí)間,適當(dāng)補(bǔ)充些有關(guān)DNA的生化知識(shí),讓學(xué)生很好地掌握DNA“雙鏈、螺旋,平行,反向,配對(duì)”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(shí)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(méi)有想過(guò)。提問(wèn):為什么DNA在生命活動(dòng)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
3、用與它的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)有密切的關(guān)系。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(lái)回憶一下“生命的物質(zhì)基礎(chǔ)”中的有關(guān)知識(shí)。提問(wèn):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(wèn):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(wèn):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(wèn):在粗提取DNA的實(shí)驗(yàn)中,DNA哪一個(gè)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(wèn):RNA與DNA有何區(qū)別?(學(xué)生討
4、論:略)教師小結(jié):出示幻燈片,附表于后。講述:1953年英國(guó)科學(xué)家克里克和美國(guó)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(hào)碳原子脫去了一個(gè)氧原子,故為脫氧核糖;含N堿基與脫氧核糖的第一號(hào)碳原子間脫去一個(gè)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(hào)碳原子間脫去一個(gè)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(niǎo)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(niǎo)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
5、。2脫氧核苷酸間通過(guò)脫水縮合連在一起成為多核苷酸鏈。講述:上一分子脫氧核苷酸的第3號(hào)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(gè)脫氧核苷酸連在一起。多個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)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(zhǎng)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(duì)原則:一條鏈上有堿基A,另一條鏈必有堿基T與其配對(duì),一條鏈上有堿基C,另一條鏈上必有堿基G與其
6、配對(duì);堿基間通過(guò)氫鍵連在一起:A與T有兩個(gè)氫鍵,G與C有三個(gè)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(duì)和GC對(duì)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(duì):AT對(duì)、TA對(duì)、GC對(duì)、CG對(duì)。每螺旋一周一條鏈由10個(gè)脫氧核苷酸構(gòu)成,也就是有10對(duì)堿基可螺旋為一周,這樣的螺旋結(jié)構(gòu)對(duì)鏈上的脫氧核苷酸順序無(wú)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
7、基中任選三種在一條鏈上作全排列的形式就有4364種。假設(shè)一條鏈上有4000個(gè)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(guò)對(duì)數(shù)計(jì)算可以得出44000=102408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(gè)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(guò)對(duì)DNA中脫氧核苷酸序列的測(cè)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(jì)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(jiàn)板書(shū))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(duì)的穩(wěn)定性,從而使生命能種族延續(xù)、代代相傳遺傳
8、。二、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型(讓學(xué)生結(jié)合上課時(shí)及教材上所講有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,自己動(dòng)手制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,進(jìn)一步加深對(duì)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(shí)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(wèn)題1.堿基間距不一2.雙鏈不平行3.沒(méi)有體現(xiàn)出“反向”。4.每螺旋一周不足10個(gè)脫氧核苷酸或多于10個(gè)。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(guò)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(shí)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(kāi)。3外側(cè)骨架
9、“脫磷脫磷”鏈的平行和反向。4螺旋一周必須為10個(gè)核苷酸。5氫鍵數(shù)目:AT對(duì)兩個(gè),CG對(duì)三個(gè)。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(wèn):在制過(guò)程中,有沒(méi)有同學(xué)想到DNA是左旋,還是右旋呢?生:這個(gè)沒(méi)想過(guò),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(guò)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(duì)(特異性)雙鏈
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