232DNA分子的結(jié)構(gòu)

1、第3章 基因的本質(zhì)第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)一、教學(xué)目標(biāo)識(shí)記構(gòu)成DNA分子的基本單位、核苷酸種類(lèi)、堿基種類(lèi)、元素種類(lèi)。DNA分子的平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。認(rèn)識(shí)到與人合作的在科學(xué)研究中的重要性，討論技術(shù)的進(jìn)步在探索遺傳物質(zhì)奧秘中的重要作用。認(rèn)同人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過(guò)程3.能力方面制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。就科學(xué)家探索基因的本質(zhì)的過(guò)程和方法進(jìn)行分析和討論，領(lǐng)悟模型方法在這些研究中的應(yīng)用。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。2.教學(xué)難點(diǎn)：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)三、教學(xué)方法：討論法、演示法四、教學(xué)課時(shí)：2五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師組織和引導(dǎo)學(xué)

2、生活動(dòng)教學(xué)意圖問(wèn)題探討引導(dǎo)學(xué)生思考討論回答，老師提示。思考討論回答收集資料的能力。一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建成旁欄思考題目“思考與討論”引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P4749。提示1.（1）當(dāng)時(shí)科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有：組成N分子的單位是脫氧核苷酸；N分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長(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的射線(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N結(jié)構(gòu)模型；（4）奧地利

3、著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（）的量總是等于胸腺嘧啶（）的量，鳥(niǎo)嘌呤（）的量總是等于胞嘧啶（）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。2.沃森和克里克根據(jù)當(dāng)時(shí)掌握的資料，最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，在這些模型中，他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學(xué)家的幫助下，他們否定了最初建立的模型。在失敗面前，沃森和克里克沒(méi)有氣餒，他們又重新構(gòu)建了一個(gè)將磷酸核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。 沃森和克里克最初構(gòu)建的模型，連接雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基之間是以相同堿基進(jìn)行配對(duì)的，即A與A、T與T配對(duì)。但是，有化學(xué)家指出這種配對(duì)方式違反了化學(xué)規(guī)律。1952年，沃森和克里克從

4、奧地利生物化學(xué)家查哥夫那里得到了一個(gè)重要的信息：腺嘌呤（）的量總是等于胸腺嘧啶（）的量，鳥(niǎo)嘌呤（）的量總是等于胞嘧啶（）的量。于是，沃森和克里克改變了堿基配對(duì)的方式，讓A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，最終，構(gòu)建出了正確的DNA模型。提示1.略。2.主要涉及物理學(xué)（主要是晶體學(xué)）、生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。涉及的方法主要有：X射線(xiàn)衍射結(jié)構(gòu)分析方法，其中包括數(shù)學(xué)計(jì)算法；建構(gòu)模型的方法等?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中許多成果的取得，都是多學(xué)科交叉運(yùn)用的結(jié)果；反過(guò)來(lái)，多學(xué)科交叉的運(yùn)用，又會(huì)促進(jìn)學(xué)科的發(fā)展，誕生新的邊緣學(xué)科，如生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。3.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

5、光的思想是在交流與撞擊中獲得的；研究小組成員在知識(shí)背景上最好是互補(bǔ)的，對(duì)所從事的研究要有興趣和激情等。閱讀思考完成旁欄思考題目和思考與討論培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與自我探究能力。思考、討論和合作能力二、DNA分子的結(jié)構(gòu)出示DNA模型，學(xué)生閱書(shū)第50頁(yè)，指著模型進(jìn)解說(shuō)過(guò)歸納，結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：兩條長(zhǎng)鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)要解釋“反向”，一條鏈?zhǔn)?535，另一條鏈?zhǔn)?555，不宜過(guò)深）。脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在DNA分子的外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵（教師對(duì)“氫鍵”要進(jìn)行必要的解釋?zhuān)┻B接成堿基對(duì)，且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律：AT、GC（A一

6、定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)）。可見(jiàn)，DNA一條鏈上的堿基排列順序確定了，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，另一條鏈上的堿基排列順序也就確定了（可在黑板上練習(xí)一道題以鞏固互補(bǔ)配對(duì)原則）。教師設(shè)問(wèn)，學(xué)生思考后，由教師回答：設(shè)問(wèn)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(huà)出雙環(huán)），占有空間大；嘧啶堿是單環(huán)化合物（畫(huà)出單環(huán)），占有空間小。而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(wèn)二：為什么只能是AT、GC，不能是AC，GT呢？這是由于A與T通過(guò)兩個(gè)氫鍵相連，G與C通過(guò)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

7、的摩爾數(shù)比例均為1：1。某生物細(xì)胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18，那么鳥(niǎo)嘌呤的分子數(shù)占（  ）A9  B18  C32%  D36答案：C閱讀理解記住學(xué)生訓(xùn)練 拓展學(xué)生思維，更好理解新知識(shí) 應(yīng)試能力3.DNA的特性師生共同活動(dòng)，學(xué)生討論和教師點(diǎn)撥相結(jié)合。穩(wěn)定性：DNA分子兩條長(zhǎng)鏈上的脫氧核糖與Pi交替排列的順序和兩條鏈之間堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式是穩(wěn)定不變的，從而導(dǎo)致DAN分子的穩(wěn)定性。多樣性：DNA分子中堿基相互配對(duì)的方式雖然不變，而長(zhǎng)鏈中的堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。如一個(gè)最短的DNA分子大約有4000個(gè)堿基對(duì)，這些堿基對(duì)可能的排列方式就有 種

8、。實(shí)際上構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸數(shù)目是成千上萬(wàn)的，其排列種類(lèi)幾乎是無(wú)限的，這就構(gòu)成DNA分子的多樣性。特異性：每個(gè)特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序，這種特定的堿基排列順序就構(gòu)成了DNA分子自身嚴(yán)格的特異性。聽(tīng)講配合老師回答知識(shí)拓展小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了DNA的化學(xué)組成，DNA的立體結(jié)構(gòu)和DNA的特性。組成DNA的堿基共有A、T、G、C四種，構(gòu)成DNA的基本單位也有4種。每個(gè)DNA分子由二條多脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈反向平行盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條鏈上的堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即AT、GC，通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)。DNA分子具有穩(wěn)定性、多樣性和特異性。多樣性產(chǎn)生的原因主要是堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化，4種脫氧核苷酸排列的特定順序，包括特定的遺傳信息。每個(gè)DNA分子能夠貯存大量的遺傳信息。小結(jié)培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)能力模型構(gòu)建 制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型讓學(xué)生做P50模型構(gòu)建 制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，實(shí)驗(yàn)的材料及一些基本步驟可在上課前準(zhǔn)備好，教師示范。提示1.DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸，但是堿基對(duì)的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基對(duì)千變?nèi)f化的排