DNA結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)案

1、第二節(jié) DNA 的結(jié)構(gòu)和 DNA 的復(fù)制（一）班級(jí)： 姓名： 組內(nèi)評(píng)價(jià)： 教師評(píng)價(jià)： 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 知識(shí)目標(biāo)%1 概述 DNA 分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。%1 制作 DNA 分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。%1 討論 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程。2. 能力目標(biāo)%1 以故事敘述的形式介紹了美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克構(gòu)建 DNA 雙螺 旋結(jié)構(gòu)模 型的研究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建模型進(jìn)行科學(xué)研究的能力。%1 以 DNA 模型為依托，培養(yǎng)學(xué)生的空間想像能力。%1 挖掘 DNA 分子結(jié)構(gòu)中隱含的原理，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)方面%1 通過(guò)學(xué)習(xí) DNA 分子的結(jié)構(gòu)，初步形成遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)

2、與功能相統(tǒng)一、多樣性與共 同性相統(tǒng) 一的觀(guān)點(diǎn)。%1 通過(guò)介紹美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克構(gòu)建 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的 研究過(guò)程， 要善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；要善于與他人交流和溝通，閃光的思想是 在交流與撞擊中獲得的； 對(duì)所從事的研究要有興趣和激情等。%1 通過(guò)科學(xué)家沃森和克里克的研究歷程的講述，學(xué)生總結(jié)出在科學(xué)研究中，對(duì)問(wèn)題 的興趣是科 學(xué)探索的開(kāi)端；多學(xué)科知識(shí)的背景是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的前提；科學(xué)的思維方法，鍥而 不舍的精神，以及善于利 用前人的成果和與他人合作的品質(zhì)，是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵?！局R(shí)準(zhǔn)備】1. DNA 的中文名稱(chēng)、組成元素和基木組成單位。2. DNA 結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程?！咀灾魈?/p>

3、究】（一） DNA 分子的結(jié)構(gòu) 問(wèn)題導(dǎo)學(xué)：預(yù)習(xí)課本 P59-60 頁(yè)，理解討論回答下列問(wèn)題：1. DNA 分子的基本組成單位有哪些？2. 四種脫氧核昔酸是如何構(gòu)建 DNA 分子的？ DNA 分子的結(jié)構(gòu)是什么樣的？ DNA 分子結(jié) 構(gòu) 發(fā)現(xiàn)的過(guò)程是如何的？3. DNA 分子的結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？4. DNA 分子的結(jié)構(gòu)決定著 DNA 的哪些特性？ 探究展不：（略）鳥(niǎo)瞟畤脫氧核昔酸 胞喀呢脫氧核苜酸2.這些問(wèn)題解決于1953年，由美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克共同提出。在沃森和克里克在構(gòu)建模型的過(guò)程中，利用了他人的經(jīng)驗(yàn)和成果：（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昔酸；D

4、NA分子是由含4種堿基的脫氧核昔酸長(zhǎng)鏈構(gòu)成的；（2）英國(guó)科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線(xiàn)衍射圖譜；（3）美國(guó)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 X射線(xiàn)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(jiǎn)明扼要的形象表示出來(lái)），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：腺瞟吟（A）的量總是等于胸腺喀唳（T）的量，鳥(niǎo)瞟吟（G）的量總是等于胞卩密唳（C）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。3.主犍堿基對(duì)構(gòu)成方式%1脫氧核糖與磷酸交替排列；主鏈上對(duì)應(yīng)堿基以氫鍵連結(jié)成對(duì)；

5、%1兩條主鏈呈反向平行；堿基互補(bǔ)配對(duì) （A-T，G-C）%1盤(pán)繞成規(guī)則的雙螺旋堿基對(duì)平面之間平行位置雙螺旋外側(cè)雙螺施內(nèi)側(cè)講述：（1）在主鏈上脫氧核糖與磷酸交替排列，核昔酸之間的磷酸與脫氧核糖通過(guò)脫水縮合結(jié)合在一起。（ 2 ）在 DNA 分子的外側(cè)骨架如果一條為：磷酸一脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖；另一 條為：脫氧核糖一磷酸一脫氧核糖一磷酸；兩條鏈上的脫氧核昔酸、磷酸和堿基數(shù)目相等 , 長(zhǎng)度一樣，排 列反向。（3）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，因此 ,

6、 DNA 分子中 C、G 數(shù)目越多，分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。在雙 鏈 DNA 分子中：卩密睫堿基的總 數(shù)與瞟吟堿基的總數(shù)相等。 A+G=C+T 。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：（A+T）/（ G+C） =a（不同生物a值不同）。（4）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)（在理解 AT對(duì)、TA對(duì)在DNA分子中不同時(shí)，可以先確定一條鏈為參照，圖示說(shuō)明）。每螺旋一周一條鏈由 10 個(gè)脫氧核昔酸構(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)鏈上的脫氧核昔酸順序無(wú)任何限制。4. 穩(wěn)定性

7、：使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的因素取決于：a.堿基對(duì)間的氫鍵；b.疏水作用 （或堿基的堆積力）：疏水的堿基彼此堆積，避開(kāi)了水相，一般認(rèn)為后者對(duì)雙螺旋的穩(wěn)定性貢獻(xiàn)最大。%1 多樣性： DNA 分了中的脫氧核昔酸的排列順序千變?nèi)f化。從 4 利堿基中任選 4 個(gè), 在一條鏈 上作全排列的形式（可以重復(fù)的）就有 44 = 256 種不同的排序。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？（通過(guò)對(duì)數(shù)計(jì)算可以得出44000= 102408 利）%1 特異性：這樣千變?nèi)f化的順序決定了生物的多樣性。人類(lèi)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昔酸

8、的排列順序，這是 DNA 分子 的特異性。由此，我們 完全可以通過(guò)對(duì) DNA 中脫氧核昔酸序列的測(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(lèi)基因組計(jì)劃研究的重要組成部 分。（二） DNA 分子堿基的計(jì)算問(wèn)題導(dǎo)學(xué)：1. 總的堿基中， A=T, G=C, 所以， A+G 與 C+T 什么關(guān)系？ A+C 與 G+T 什么關(guān)系？ 各占多 少？2. 在 DNA 條鏈中， A+G/C+T=m, 則另一條鏈中，他們的比例如何？在整個(gè) DNA 分子中，他 們的比例又如何？3. 若在 DNA 條鏈中， A+T/C+G=m, 則另一條鏈中，他們的比例又如何？在整 個(gè) DN

9、A 分了 中，他們的比例又如何？4. 在一個(gè)雙鏈DNA分了中，A在一條鏈中所占的比例為 m,在另一條鏈中所占的比 例是n,那么A 在整個(gè) DNA 分了中所占的比例如何？10ET7 10:2、不同物種的 DNA分子而同一生物體中不同細(xì)胞的 DNA則是探究展示：（略）教師點(diǎn)評(píng)：（選擇性板書(shū)）1.相等，50%2.1 /m, 13. m , m【鞏固提升】1、請(qǐng)寫(xiě)岀右圖中所示序號(hào)的名稱(chēng)。1: 2: 3:4:5:6: 7 :8: 9:的。3、A與T之間形成 個(gè)氫鍵，C與G之間形成 個(gè)氫鍵。嚴(yán)格按照堿基配對(duì)原則，所以，在整個(gè)DNA分子中，A的數(shù)量與T的數(shù)量 , G的數(shù)量與C的數(shù)量 4、 在DNA 一條鏈中，A占該鏈堿基總數(shù)的15%, G占該鏈堿基總數(shù)的 40%, C占該鏈堿基總數(shù)的25%,那么他們占另一條鏈中堿基的比例如何？占 DN