2024-2025學(xué)年新教材高中生物第一章遺傳信息的分子基礎(chǔ)第二節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)教案北師大版必修2_第1頁
2024-2025學(xué)年新教材高中生物第一章遺傳信息的分子基礎(chǔ)第二節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)核酸的分子結(jié)構(gòu)教案北師大版必修2_第2頁
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PAGEPAGE1核酸的分子結(jié)構(gòu)【教學(xué)目標(biāo)】1.概述DNA和RNA分子的結(jié)構(gòu)特征。2.論述DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)覺對(duì)于促進(jìn)分子生物學(xué)發(fā)展的意義。3.探討DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程,領(lǐng)悟模型構(gòu)建在相識(shí)DNA結(jié)構(gòu)中的重要作用,認(rèn)同與人合作在科學(xué)探討中的重要性?!窘虒W(xué)重難點(diǎn)】概述DNA分子的結(jié)構(gòu)特征?!窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入新課坐落于北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑,以它簡(jiǎn)潔而獨(dú)特的雙螺旋造型吸引著過往行人。你知道DNA模型的構(gòu)建過程嗎?DNA的結(jié)構(gòu)有哪些主要特點(diǎn)呢?(創(chuàng)設(shè)問題情景,激發(fā)學(xué)生劇烈的求知欲。)二、講授新課(一)DNA是由兩條多核苷酸鏈組成的雙螺旋分子資料1:20世紀(jì)30年頭,科學(xué)家相識(shí)到:組成DNA分子的基本單位是脫氧核糖核苷酸。老師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)脫氧核糖核苷酸的組成和類型。脫氧核苷酸如何形成DNA分子呢?(引出資料2)資料2:1951年,波林(1954年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主),發(fā)覺蛋白質(zhì)的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)。由此啟發(fā):DNA是由很多個(gè)脫氧核糖核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈。老師引導(dǎo)學(xué)生嘗試構(gòu)建一條多樣核苷酸鏈。資料3:1951年,英國(guó)科學(xué)家(威爾金斯和富蘭克林)供應(yīng)了DNA的X射線衍射圖譜,表明DNA分子呈螺旋狀結(jié)構(gòu)。沃森和克里克依據(jù)已經(jīng)駕馭的信息嘗試搭建了很多種不同的單螺旋、雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型,但都被否定了。老師展示資料4:查哥夫的探討成果1952年,查哥夫(E.Chargaff)在已進(jìn)行多年的對(duì)各種DNA樣品的組分探討中發(fā)覺,DNA中四種核苷酸的量并不肯定是相等的。但是,在各種DNA中嘌呤的量和嘧啶的量總相等,而且腺嘌呤的量和胸腺嘧啶的量相等;鳥嘌呤的量和胞嘧啶的量相等。老師展示資料5:沃森在起先探討堿基之間連接的方式時(shí),先將同樣的堿基成對(duì)地支配在兩條鏈上。例如,使腺嘌呤和腺嘌呤配對(duì),胸腺嘧啶和胸腺嘧啶配對(duì)等。他認(rèn)為這樣還可以說明DNA的模板作用。這個(gè)模型被晶體學(xué)家J·多諾休(Donohue)否定。多諾休依據(jù)他對(duì)類似的小分子化合物所作的晶體衍射探討,主見堿基是以酮式結(jié)構(gòu)存在的,而不是沃森在建立模型時(shí)所用的烯醇式。于是沃森只好接著找尋各種配對(duì)的可能性。就在這時(shí),沃森發(fā)覺腺嘌呤和胸腺嘧啶,以及鳥嘌呤和胞嘧啶各自成對(duì)后,兩類堿基對(duì)具有相像的形態(tài),而且發(fā)覺這樣的配對(duì)恰恰可以說明查哥夫測(cè)定的DNA堿基比例的數(shù)據(jù)。思索:這個(gè)探討過程你能不能得出科學(xué)探討的一般過程?發(fā)覺問題(DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的?)→解決問題(提出自己的模型)→驗(yàn)證(推斷模型是否正確)→吸取最新學(xué)問,再解決問題(提出雙螺旋模型)→驗(yàn)證(和X射線衍射圖比較)→結(jié)論(DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu))。DNA的結(jié)構(gòu)老師展示DNA模型,結(jié)合圖片講解結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn):1.DNA由兩條具有方向性的多核苷酸鏈組成,兩條多核苷酸鏈反向平行;2.DNA中的脫氧核糖與磷酸基團(tuán)交替連接,形成DNA分子多核苷酸鏈的骨架,排列在外側(cè),堿基排列在內(nèi)側(cè)。3.DNA分子兩條鏈上的堿基,按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成堿基對(duì),堿基對(duì)之間通過氫鍵連接,其中A與T通過兩個(gè)氫鍵配對(duì),G與C通過三個(gè)氫鍵配對(duì)??梢姡珼NA一條鏈上的堿基排列依次確定了,依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,另一條鏈上的堿基排列依次也就確定了。老師提問,學(xué)生思索后回答,由老師總結(jié):設(shè)問一:堿基配對(duì)時(shí),為什么嘌呤堿不與嘌呤堿或嘧啶堿不與嘧啶堿配對(duì)呢?這是由于嘌呤堿是雙環(huán)化合物(畫出雙環(huán)),占有空間大;嘧啶堿是單環(huán)化合物(畫出單環(huán)),占有空間小。DNA分子的兩條鏈的距離是固定的,只有雙環(huán)化合物和單環(huán)化合物配對(duì)才合適。設(shè)問二:為什么只能是A—T、G—C,不能是A—C,G—T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。(二)DNA的堿基排列依次編碼了遺傳信息DNA的結(jié)構(gòu)特性1.特異性:每一個(gè)DNA分子具有特定的堿基排列依次。2.多樣性:不同的DNA分子具有不同的堿基排列依次。3.遺傳信息:DNA分子堿基的排列依次編碼了遺傳信息。(三)RNA是由多核苷酸組成的單鏈分子RNA的結(jié)構(gòu)1.RNA通常是單鏈,有些區(qū)域也會(huì)形成雙鏈結(jié)構(gòu)。2.構(gòu)成RNA的糖是核糖。3.構(gòu)成RN

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