高中生物 DNA分子的结构 第2课时示范教案 新人教版

用心 爱心 专心1 第第 2 2 课时课时 教学过程教学过程 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 A T G C 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 用心 爱心 专心2 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 用心 爱心 专心3 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 9 B 18 C 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 2 18 64 且两者含量相等 所以各占 32 答案 C 2 根据碱基互补配对原则 在 A G 时 双链 DNA 分子中 下列四个式子中正确的是 A 1B 1C 1D 1 TG CA CT GA CG TA CG CA 解析 DNA 中 A T G C 所以 A G T C 答案 B 3 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 GT CA 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 GT CA 条链上 A C T G 所以它的比值为 1 答案 D 4 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 C 5 若 DNA 分子中一条链的碱基物质的量比为 A C G T 1 1 5 2 2 5 则其互补 链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的物质的量比为 A 5 4B 4 3C 3 2D 5 2 解析 一条链的 A C G T 1 1 5 2 2 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 4 3 答案 B 6 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 用心 爱心 专心4 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 A T G C 不能是 A C G T