DNA结构导学案

1、第二节 DNA 的结构和 DNA 的复制（一）班级： 姓名： 组内评价： 教师评价： 【学习目标】1. 知识目标%1 概述 DNA 分子结构的主要特点。%1 制作 DNA 分子双螺旋结构模型。%1 讨论 DNA 双螺旋结构模型的构建历程。2. 能力目标%1 以故事叙述的形式介绍了美国生物学家沃森和英国物理学家克里克构建 DNA 双螺 旋结构模 型的研究过程，培养学生构建模型进行科学研究的能力。%1 以 DNA 模型为依托，培养学生的空间想像能力。%1 挖掘 DNA 分子结构中隐含的原理，培养学生分析问题的能力。3. 情感态度与价值观方面%1 通过学习 DNA 分子的结构，初步形成遗传物质的结构

2、与功能相统一、多样性与共 同性相统 一的观点。%1 通过介绍美国生物学家沃森和英国物理学家克里克构建 DNA 双螺旋结构模型的 研究过程， 要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是 在交流与撞击中获得的； 对所从事的研究要有兴趣和激情等。%1 通过科学家沃森和克里克的研究历程的讲述，学生总结出在科学研究中，对问题 的兴趣是科 学探索的开端；多学科知识的背景是科学发现的前提；科学的思维方法，锲而 不舍的精神，以及善于利 用前人的成果和与他人合作的品质，是科学发现的关键。【知识准备】1. DNA 的中文名称、组成元素和基木组成单位。2. DNA 结构发现的过程。【自主探

3、究】（一） DNA 分子的结构 问题导学：预习课本 P59-60 页，理解讨论回答下列问题：1. DNA 分子的基本组成单位有哪些？2. 四种脱氧核昔酸是如何构建 DNA 分子的？ DNA 分子的结构是什么样的？ DNA 分子结 构 发现的过程是如何的？3. DNA 分子的结构有哪些特点？4. DNA 分子的结构决定着 DNA 的哪些特性？ 探究展不：（略）鸟瞟畤脱氧核昔酸 胞喀呢脱氧核苜酸2.这些问题解决于1953年，由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克共同提出。在沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的经验和成果：（1）当时科学界已经发现的证据有：组成DNA分子的单位是脱氧核昔酸；D

4、NA分子是由含4种碱基的脱氧核昔酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照 X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建DNA结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果：腺瞟吟（A）的量总是等于胸腺喀唳（T）的量，鸟瞟吟（G）的量总是等于胞卩密唳（C）的量这一碱基之间的数量关系。3.主犍碱基对构成方式%1脱氧核糖与磷酸交替排列；主链上对应碱基以氢键连结成对；

5、%1两条主链呈反向平行；碱基互补配对 （A-T，G-C）%1盘绕成规则的双螺旋碱基对平面之间平行位置双螺旋外侧双螺施内侧讲述：（1）在主链上脱氧核糖与磷酸交替排列，核昔酸之间的磷酸与脱氧核糖通过脱水缩合结合在一起。（ 2 ）在 DNA 分子的外侧骨架如果一条为：磷酸一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖；另一 条为：脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一磷酸；两条链上的脱氧核昔酸、磷酸和碱基数目相等 , 长度一样，排 列反向。（3）碱基互补配对原则：一条链上有碱基A,另一条链必有碱基 T与其配对，一条 链上有碱基C,另一条链上必有碱基 G与其配对；碱基间通过氢键连在一起：A与T有两 个氢键，G与C有三个氢键，因此 ,

6、 DNA 分子中 C、G 数目越多，分子结构越稳定。在双 链 DNA 分子中：卩密睫碱基的总 数与瞟吟碱基的总数相等。 A+G=C+T 。这可作为判断 单、双链 DNA 的唯一依据。但不同生物的 DNA 分子中 AT 对和 GC 对的比例不同：（A+T）/（ G+C） =a（不同生物a值不同）。（4）在DNA分子的双链螺旋结构中：共有四种碱基对：AT对、TA对、GC对、CG对（在理解 AT对、TA对在DNA分子中不同时，可以先确定一条链为参照，图示说明）。每螺旋一周一条链由 10 个脱氧核昔酸构成，也就是有 10 对碱基可螺旋为一周，这样的螺旋结构对链上的脱氧核昔酸顺序无任何限制。4. 稳定性

7、：使DNA双螺旋结构稳定的因素取决于：a.碱基对间的氢键；b.疏水作用 （或碱基的堆积力）：疏水的碱基彼此堆积，避开了水相，一般认为后者对双螺旋的稳定性贡献最大。%1 多样性： DNA 分了中的脱氧核昔酸的排列顺序千变万化。从 4 利碱基中任选 4 个, 在一条链 上作全排列的形式（可以重复的）就有 44 = 256 种不同的排序。假设一条链上有 4000 个碱基，按全排 列的公式推算则有多少种排列顺序呢？（通过对数计算可以得出44000= 102408 利）%1 特异性：这样千变万化的顺序决定了生物的多样性。人类中找不到两个人的指纹完全相同就在于此。但是，每一 DNA 都有其特异的脱氧核昔酸

8、的排列顺序，这是 DNA 分子 的特异性。由此，我们 完全可以通过对 DNA 中脱氧核昔酸序列的测定建立人的 DNA 档案 , 鉴别人的血缘关系，为刑事案的侦 破提供可靠依据，是人类基因组计划研究的重要组成部 分。（二） DNA 分子碱基的计算问题导学：1. 总的碱基中， A=T, G=C, 所以， A+G 与 C+T 什么关系？ A+C 与 G+T 什么关系？ 各占多 少？2. 在 DNA 条链中， A+G/C+T=m, 则另一条链中，他们的比例如何？在整个 DNA 分子中，他 们的比例又如何？3. 若在 DNA 条链中， A+T/C+G=m, 则另一条链中，他们的比例又如何？在整 个 DN

9、A 分了 中，他们的比例又如何？4. 在一个双链DNA分了中，A在一条链中所占的比例为 m,在另一条链中所占的比 例是n,那么A 在整个 DNA 分了中所占的比例如何？10ET7 10:2、不同物种的 DNA分子而同一生物体中不同细胞的 DNA则是探究展示：（略）教师点评：（选择性板书）1.相等，50%2.1 /m, 13. m , m【巩固提升】1、请写岀右图中所示序号的名称。1: 2: 3:4:5:6: 7 :8: 9:的。3、A与T之间形成 个氢键，C与G之间形成 个氢键。严格按照碱基配对原则，所以，在整个DNA分子中，A的数量与T的数量 , G的数量与C的数量 4、 在DNA 一条链中，A占该链碱基总数的15%, G占该链碱基总数的 40%, C占该链碱基总数的25%,那么他们占另一条链中碱基的比例如何？占 DN