DNA分子的结构说课

1、DNA分子的结构,鸡西市第十九中 马玉玺,1、教 学 分 析,2、教 学 目 标,3、教 学 方 法,4、教 学 过 程,DNA分子 的结构,说 课 内 容,5、教 学 感 悟,1、教材分析,教材的地位和作用：,“DNA分子的结构”是人教版高中生物必修2遗传与进化第3章第2节的内容，由DNA模型的构建、DNA分子结构的特点及制作DNA模型三部分内容构成。其中的碱基互补配对原则是DNA复制及基因表达过程中遵循的重要原则。而DNA分子的双螺旋结构更是学生理解生物的多样性、特异性的物质基础。,1、教材分析,教材中丰富的生物学史：,威尔金斯（M.Willkins）和富兰克林（R.Franklin）的D

2、NA结晶的X射线衍射图谱 沃森（J. Watson）和克里克（F.Crick）首先发现的DNA双螺旋结构 查哥夫（E.Chargaff）得出的重要规律,学情分析,学生的空间想象能力和数学思维较差,难点 构建模型分析特点,教学目标,学会制作DNA分子双螺旋结构模型,通过讨论DNA结构模型的构建历程，认识到学科间的综合及科学家间的互助合作在科学研究中的重要性。,概述DNA分子结构的主要特点,重点：1.DNA分子结构的主要特点。 2.制作DNA的双螺旋结构模型。 难点：碱基互补配对原则的理解和应用。,教学方法,巩固思维拓展原则,制作DNA分子模型,展示模型归纳特点,探究模型构建过程,练,做,看,想,

3、学法 教法,教学过程,巩固练习,新课展开,课题引入,DNA不朽的双螺旋,课题引入创设情境,新课展开,DNA分子的 结构,探究模型构建过程,观察模型分析特点,亲身实践制作模型,研究基础,模型方案,如何验证,情感升华,立体结构 平面结构 单链结构,亲身体验 直观对比,下面是DNA的分子结构模式图，说出图中的名称,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,设DNA一条链为1链，互补链为2链。 根据碱基互补配对原则 可知：A1=T2 ， A2=T1， G1 = C2 ， G2

4、 =C1。 请证明在DNA双链中： A = T ， G = C,五、知识拓展-练,碱基互补配对原则的应用,因为： A=A1+A2 , T=T1+T2 又因为：A1=T2 ， A2=T1 所以： A1+A2 = T1+T2，A=T,解析：,可引申为：,嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数 A+G=T+C 即A+G/T+C=1或A+G/A+T+G+C=1/2,双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C,例题1、某双链DNA分子中，G占1/5，求A占多少？,解析：,因为：DNA分子中，A+G=T+C。,所以： A=1/21/5=3/10,双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C互

5、为倒数。两条链A+T/G+C之比相等。,例题2、在DNA的一个单链中，A+G/T+C=0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是多少？,2.5 1,DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算,某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占22，那么，胞嘧啶的分子数占（ ） A11 B22 C28 D44,C,DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算,2、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（ ）,C,DNA分子中的碱基互补配对原则的有关计算,3、若DNA分子的一条链中（A+T）/（C+G）=a，则其互补链中该比值为（ ） A、a B、1/a C、1 D

6、、11/a 4、若DNA分子中一条链的碱基摩尔比为ACGT11.522.5，则其互补链中嘌呤碱基与嘧啶碱基的摩尔比为（ ） A 54 B 43 C 32 D 52,A,B,沃森和克里克在论文中写道：“在提出碱基特异性配对的看法后，我们又立即提出了遗传物质进行复制的一种可能机理”。,你能否根据我们今天学的DNA的结构的知识预测一下DNA分子是如何复制的？,教学感悟,新课程下的生物教学，真正还原了生命科学作为实验学科的本质，知识与能力并重，课内与课外并存。本节课通过学生自主活动与教师指导相结合，实现了三维目标。师生互动、循序渐进，强化了生物学主干知识。学生带着问题走进课堂，带着新问题进入下一阶段的

7、学习。学生在这其中的更多的是积极主动，合作交流，教师在这其中更多的是积极引导，肯定评价。,可借鉴方法,参考原型,已有知识,一、探究模型构建过程想,研究基础,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,脱氧核苷酸单链,DNA的基本单位脱氧核苷酸,模型构建法,就是搭建模型,也就是拼凑。就像小孩摆积木一样，在实验室里，用一些圆球木棍等来构建分子结构模型。 这种方法在科学上发挥着重要的作用。 二十世纪的四大发现： 宇观世界的宇宙大爆炸模型 宏观世界的大地构造板块模型 微观世界的物质结构夸克模型 DNA分子的双螺旋结构模型,鲍林（1901.2.281994.8.19）是著名

8、的量子化学家，他在化学的多个领域都有过重大贡献。曾两次荣获诺贝尔奖（1954年化学奖， 1962年和平奖），有很高的国际声誉。,20世纪50年代，伦敦大学物理学家威尔金斯和化学家富兰克林得到了DNA的X射线晶体衍射图像。,威尔金斯,富兰克林,DNA衍射图谱,X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。,1951年威尔金斯和富兰克林展示了一张DNA的X射线衍射图,沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，从图上他断定DNA的结构是一个规则的螺旋体。他打定主意要制作一个DNA模型。他的这种想法得到了他的合作伙伴克里克的认可

9、。于是他们两人便采用当时著名的化学家鲍林研究蛋白质结构的模型构建法，用纸和铁丝制作模型。,你第一眼看到此图认为DNA应该是怎样的结构？,构建方案,生化学家 查哥夫,两条链如何排列 碱基怎样配对,脱氧核糖和磷酸 交替排列在内侧 碱基排在外侧,碱基外侧排列模型,脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧， 碱基排在内部, 且同型碱基配对 A与A配对, T与T配对， C与C配对, G与G配对.,碱基内侧同型配对模型,问题：比较它们各自的特点,原型对比,A,A,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,螺旋的内侧由碱基构成，嘌呤与嘧啶相连，每对碱基对的长度单位相同,如何验证呢,沃森和克里克搭建的模型,与衍射图

10、像一致,1953年沃森和克里克在Nature杂志上刊载论文核酸的分子结构模型脱氧核糖核酸的一个结构模型引起了极大的轰动。被认为是“生物学的一个标志，开创了新的时代” 。,情感升华,情感目标,在沃森和克里克的模型构建过程中借鉴了哪些科学家的哪些理论？涉及到了哪些学科？ 1、威尔金斯和富兰克林的DNA结晶的X射线衍射图谱（物理） 2、查哥夫的模型构建法（化学） 3、查哥夫的碱基数量特点（化学）,沃森：生物学家 克里克：物理学家,从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构,二、观察DNA双螺旋结构模型-看,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,三、DNA双螺旋结构的主要特点,（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的。,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由两条反向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，构成基本骨架；碱基在内侧。,三、DNA双螺旋结构的主要特点,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,（1）DNA分子是由两条反向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，构成基本骨架；碱基在内侧。,（3）两条