福建省高中生物 DNA分子的结构（第2课时）示范教案 新人教版必修2.doc

福建省2014-2015学年高中生物 dna分子的结构（第2课时）示范教案 新人教版必修2教学过程课前准备教师准备制作dna双螺旋结构模型的实验材料；学生预习模型建构的原理及方法。情境创设已经知道dna是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。那么，dna为什么能起遗传作用呢？它有哪些结构特点能使其表现出这样的作用？师生互动1953年，沃森和克里克提出了著名的dna双螺旋结构模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了理解dna的结构，先来学习dna的化学组成。（1）dna的化学组成问：组成dna的基本单位是什么？这样的共识在双螺旋结构建立以前有的还是建立之后才有的？答：组成dna的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧核糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。这样的共识在1950年前后就有了，所以是在双螺旋结构建立之前就有的。问：每个基本单位由哪三部分组成？答:每个脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成。问：组成dna的碱基有哪几种？脱氧核苷酸呢？dna的每一条链是如何组成的？答：组成dna的碱基有四种：腺嘌呤（a）、鸟嘌呤（g）、胞嘧啶（c）、胸腺嘧啶（t）；有四种脱氧核苷酸：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。dna的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成多脱氧核苷酸链。观察模型，分析问题：问：dna分子是这几种脱氧核苷酸连接在一起就可以了吗？答：不可以。dna分子具有特定的空间结构。问：是由几条链构成的？答：由两条链构成。且这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。问：每条链的连接有什么特点？答：脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在dna分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。问：两条链之间的连接方式是怎样的？答：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：at、gc（a一定与t配对，g一定与c配对）。问：如果知道一条链上碱基的排列顺序，能不能判断出整条dna的碱基顺序？答：dna一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链上的碱基排列顺序也就确定了。同样也就是知道整条dna的碱基顺序。学生动手：为巩固dna立体结构的有关知识，加深对dna分子结构特点的理解，此时应让学生做模型建构。一、实验原理dna分子具有特殊空间结构规则的双螺旋结构。这一结构的主要特点是：1.dna分子由两条反向平行的脱氧核酸长链盘旋而成，每条长链是由脱氧核糖与磷酸交替连接形成，排列在外侧，构成基本骨架；2.dna分子两条链上碱基以氢键连接成对，碱基对位于螺旋结构内侧，每螺距有10对碱基。二、目的要求1.通过制作dna双螺旋结构模型，加深对dna分子结构特点的理解和认识；培养学生团结合作的精神。2.通过集体创作dna分子模型，能使学生体会到成功的喜悦，培养学生克服困难的勇气。三、制作过程1.材料准备（教师组织学生课前完成）每小组准备硬塑方框2个（长约10 cm），细铁丝2根（长约0.5 m），球形塑料片（代表磷酸）若干，双层五边形塑料片（代表脱氧核糖）若干，4种不同颜色的长方形塑料片（代表4种不同碱基）若干，粗铁丝2根（长约10 cm），订书钉。熟悉制作dna分子模型用的各种零件所代表的物质。其中：球形塑料片代表磷酸；双层五边形塑料片代表脱氧核糖；4种不同颜色的长方形塑料片代表4种不同碱基。2.具体制作过程教师板书制作模型顺序：制作脱氧核苷酸模型制作多核苷酸长链模型制作dna分子平面结构模型制作dna分子的立体结构（双螺旋结构）。指导学生制作：从基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过订书针连接成“基本单位脱氧核苷酸”模型，然后把脱氧核苷酸模型按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条dna链，同样方法制作另一条，再按碱基互补配对方式用订书针连成两条链，将连好的两条链固定在硬塑方框上，最后旋转。3.实验效果检查与评定由每小组选一个代表介绍本小组的作品并说明dna分子结构特点：（1）dna分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。（2）dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。（3）dna分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。并且碱基配对有一定规律：a（腺嘌呤）一定与t（胸腺嘧啶）配对；g（鸟嘌呤）一定与c（胞嘧啶）配对。老师与其他同学给予评价。参考评选条件：1.科学性 能够体现dna分子结构的特点。包括dna分子各个组件的比例是否科学，能否体现出碱基配对的情况，能否灵活转动成双螺旋，以及每个螺旋中的碱基数目是否正确等等。2.艺术性 要美观大方。3.实用性 便于拆卸，便于保存，能够反复使用。4.超前性 利用该模型还可以作为dna分子复制的适宜模型。教师精讲（1）dna分子是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；（2）dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧；（3）碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对， a与t之间以双键相连，c与g之间以三键相连。这些连接特点使得dna在结构上具有以下的特点：（1）稳定性（从两个角度看它的相对稳定性：dna都是由磷酸连接着脱氧核糖；碱基互补配对）；多样性（dna分子的多样性由dna上的碱基对的排列顺序及dna本身的空间结构所决定）；特异性（对所有的dna分子来说表现为多样性，但对每一种dna分子来说，有其特定的脱氧核苷酸排列顺序，从而显示出单个的独特性）。评价反馈1.某生物细胞dna分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18，那么鸟嘌呤的分子数占a.9b.18c.32%d.36解析：腺嘌呤占18%，那么胸腺嘧啶也占18%，鸟嘌呤和胞嘧啶共占有100%218%=64%，且两者含量相等，所以各占32%。答案：c2.根据碱基互补配对原则，在ag时，双链dna分子中，下列四个式子中正确的是a.1b. =1c.=1d. =1解析：dna中，a=t，g=c，所以a+g=t+c。答案：b3.分析一个dna分子时，其一条链上=0.4，那么它的另一条链和整个dna分子中的比例分别是a.0.4和0.6b.2.5和0.4c.0.6和1.0d.2.5和1.0解析：一条链上a的个数等于对应链上的t的个数，一条链上g的个数等于对应链上c的个数，所以一条链0.4时，对应链上的关系为该链的比值的倒数，即2.5。整条链上a+c=t+g，所以它的比值为1。答案：d4.下列不是dna结构特征的是a. dna双链极性反向平行b.碱基按嘌呤与嘧啶，嘧啶与嘌呤互补配对c. dna分子排列中，两条长链上的脱氧核糖与磷酸排列千变万化d. dna螺旋沿中心轴旋移解析：dna两条链上脱氧核糖与磷酸的排列是交替排列、固定不变的。答案：c5.若dna分子中一条链的碱基物质的量比为acgt11.522.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的物质的量比为a.54b.43c.32d.52解析：一条链的acgt11.522.5，则对应链上嘌呤数为c+t=4，对应链上嘧啶数为a+g=3，所以比值为43。答案：b6.关于dna的描述错误的是a.两条链是平行排列的b.dna双链的互补碱基对之间以氢键相连c.每一个dna分子由一条多核苷酸链缠绕形成d.两条链的碱基以严格的互补关系配对解析：每一个dna分子是由两条链按双螺旋方式盘旋而成的，而不是一条链缠绕而成。答案：c课堂小结这节课在学习dna结构的基础上来制作它的模型。从知识结构角度来说，一要加深对dna分子化学组成的理解，二要掌握dna分子结构的立体构型及特点。从实验过程角度来说，一要理解各组成物质如何形成脱氧核苷酸长链；二要理解掌握碱基互补配对原则如何进行；三要掌握一种常见的科学研究方法模型建构法。布置作业p51一、基础题1；二、拓展题。课后拓展查资料找答案：1.碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？这是由于嘌呤碱是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱是单环化合物（画出单环），占有空间小。而dna分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单环化合物配对才合适。2.为什么只能是at，gc，不能是ac，gt呢？这是由于a与t通过两个氢键相连，g与c通过三个氢键相连，这样使dna的结构更加稳定，所以，a与t或g与c的物质的量比例均为11。板书设计2.dna分子的结构（1）化学组成（2）基本单位两链反向平行盘旋（3）双螺旋结构 脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架碱基排列在内侧，两条链上碱基通过氢键相连4.碱基互补配对原则习题详解一、练习（课本p51）（一）基础题1.（1）胞嘧啶 （2）腺嘌呤 （3）鸟嘌呤 （4）胸腺嘧啶 （5）脱氧核糖 （6）磷酸 （7）胸腺嘧啶脱氧核苷酸 （8）碱基对 （9）氢键 （10）一条脱氧核苷酸链的片段2.解析：该dna共有碱基8 000个，腺嘌呤的个数为（ 8 0002 2002）/2=1 800。答案： c3.解析：碱基和磷酸是分别和脱氧核糖连接的，它们两者之间没有直接相连。碱基和磷酸是分别和脱氧核糖的c1和c5上的羟基连接的。答案：b （二）拓展题因为a=t，g=c，所以a+g=a+c=t+c=t+g所以（a+g）/（a+g+c+t）=（t+c）/（ a+g+c+t）=50%也可以写成 （a+g