人教版高一生物必修二-3.2 DNA的結(jié)構(gòu)-教案

21世紀教育網(wǎng)精品試卷·第2頁（共2頁）DNA的結(jié)構(gòu)【教學目標】1．知識目標：通過討論DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程，理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點2．能力目標：通過對DNA平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)的分析，理解DNA結(jié)構(gòu)的主要特點【教學重難點】1．教學重點：DNA結(jié)構(gòu)的主要特點2．教學難點：（1）DNA結(jié)構(gòu)的主要特點（2）堿基的計算【教學方法】講授與學生討論相結(jié)合、問題引導法、歸納【課時安排】1課時【教學過程】回憶：DNA全稱叫脫氧核糖核酸，是主要的遺傳物質(zhì)。它的基本組成單位是脫氧核苷酸。為了研究DNA的結(jié)構(gòu)，科學家們展開了一場轟轟烈烈的研究競賽。（1）1951年，威爾金斯、富蘭克林展示DNA的X射線衍射圖（2）1952年，查哥夫提出：A的量等于T的量，G的量等于C的量（3）1953年，沃森、克里克發(fā)表論文（4）1962年，沃森、克里克、威爾金斯獲諾貝爾生物醫(yī)學獎（一）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建現(xiàn)在黑板上有四個脫氧核苷酸，請同學們思考，我們應(yīng)該怎樣將它們組合起來，從而構(gòu)成DNA的結(jié)構(gòu)呢？圓形硬紙片代表磷酸基團，五邊形代表脫氧核糖，四種顏色的長方形代表四種堿基。用粉筆線模擬化學鍵。那么位于上下的兩個脫氧核苷酸是如何連接在一起的？我們看到：上下脫氧核苷酸之間，在構(gòu)成DNA時，是以磷酸和五碳糖交替聚合連接構(gòu)成的鏈狀結(jié)構(gòu)。DNA是由很多個脫氧核苷酸聚合成為脫氧核苷酸鏈組成的，DNA的結(jié)構(gòu)包括幾條這樣的脫氧核苷酸鏈。兩條，這也就是DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)的結(jié)論。現(xiàn)在黑板上已經(jīng)有了兩條脫氧核苷酸鏈，是不是就可以構(gòu)成了一個DNA分子呢？不對，如果用向上的箭頭表示左鏈的方向，那么右鏈應(yīng)該用向下的箭頭表示。兩條反向的由磷酸和五碳糖交替連接構(gòu)成的脫氧核苷酸鏈，位于DNA結(jié)構(gòu)的外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，它們是反向平行的。現(xiàn)在我們一起來觀察位于雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的這些堿基，剛才在總結(jié)主鏈結(jié)構(gòu)時我們發(fā)現(xiàn)構(gòu)成DNA的左右兩條鏈的脫氧核苷酸的堿基是挨在一起的。那么任意的兩個堿基都可以像這樣挨在一起嗎，還是有什么特殊的規(guī)律呢？1952年，查哥夫提出：A的量等于T的量，G的量等于C的量（1）長的腺嘌呤A和短的胸腺嘧啶T配對。（2）長的鳥嘌呤G和短的胞嘧啶C配對。兩條鏈的堿基總是按照A與T、G與C配對的原則，這一原則我們稱之為堿基互補配對原則。A與T是通過兩個氫鍵相連，G與C通過三個氫鍵相連，這樣會使DNA的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。展示DNA的X射線衍射圖大家看看上面這幅圖，當你第一眼看到此圖的時候有什么感覺？這是富蘭克林和同事威爾金斯在1951年率先采用X射線衍射技術(shù)拍攝到的DNA晶體照片。沃森看到這張圖時激動得話也說不出來。他的心怦怦直跳，從圖上他判定DNA的結(jié)構(gòu)是一個規(guī)則的螺旋體。他打定主意要制作一個DNA模型。他的這種想法得到了克里克的認可。于是他們兩人便采用當時注明的化學家鮑林研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的模型構(gòu)建法。富蘭克林的這張圖為推算出DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)的結(jié)論，提供了決定性的實驗證據(jù)。沃森、克里克也因而獲得1962年諾貝爾醫(yī)學生理學獎。（二）DNA的結(jié)構(gòu)1．外側(cè)：磷酸、脫氧核糖交替連接——構(gòu)成基本骨架（“扶手”）2．內(nèi)側(cè)：2條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對。A與T配對，G與C配對。3．由2條鏈按反向平行方式盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。小規(guī)律：“五四三二一”五種元素：C、H、O、N、P四種堿基：A、G、C、T三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)（三）DNA的結(jié)構(gòu)特性1．多樣性：堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性。在生物體內(nèi)，一個最短DNA分子也大約有4000個堿基對，堿基對有：A—T、T—A、G—C、C—G。請同學們計算DNA分子有多少種？4種2．特異性：堿基對的特定排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。3．穩(wěn)定性：具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。思考：研究表明：DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與四種堿基的含量有關(guān)：G和C的含量越多，DNA的結(jié)構(gòu)就越穩(wěn)定。G與C形成三個氫鍵，A與T只形成兩個氫鍵。氫鍵越多，結(jié)合力越強。有關(guān)DNA中的堿基計算1．設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)堿基互補配對原則可知：A1=T2，A2=T1，G1=C2，G2=C1則在DNA雙鏈中：A=T，G=CA+G=T+C A+C=T+G兩條鏈不互補的堿基之和相等：（A+G）/（A+T+G+C）=1/2規(guī)律一：在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基之和相等，并為堿基總數(shù)的50%（1/2）例題1：某雙鏈DNA分子中，G占23%，求A占多少？A=50%–23%=27%2．規(guī)律二：兩條鏈中互補堿基和與兩條鏈堿基總數(shù)之比，與任意一條鏈的這種比值相等。例題2：某雙鏈DNA分子中，A與T之和占整個DNA堿基總數(shù)的54%，其中一條鏈上G占該鏈堿基總數(shù)的22%，求另一條鏈上G占其所在鏈堿基總數(shù)的百分含量。24%例題3：從某生物組織提取的DNA成分中，鳥嘌呤和胞嘧啶之和占全部堿基含量的46%，已知1號鏈的堿基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶。（1）全部堿基中腺嘌呤占__27___%（2）與1號鏈相對應(yīng)的2號鏈中，腺嘌呤占該鏈全部堿基的__26___%3．規(guī)律三：在已知鏈與互補鏈之間（A+G）/（T+C）互為倒數(shù)，在整個DN