资源简介

3.2 DNA的结构教案
【教学目标】
1.概述DNA结构的主要特点。
2.通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的讨论和交流，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。
3.制作DNA双螺旋结构。.
【教学重难点】
1、教学重点
（1）DNA分子结构的主要特点。
2、教学难点
（1）DNA分子结构的主要特点。
（2）运用碱基互补原则进行DNA碱基计算。
【新课导入】
新课导入
观看新闻报道: 电影《失孤》的原型郭刚堂找到了离别 24 年之久的儿子郭新振。其中起到关键作用的是“DNA 数据库”，公安人员
通过比对郭刚堂和郭新振 DNA 上的信息，从而确定了他们之间具有亲缘关系。设疑: DNA 具有怎样的结构 DNA 上的遗传信息是什么 DNA 是如何维系亲代与子代间的遗传稳定性的
设计意图: 利用新闻报道引入新课，从情境中提炼出本节课的三个核心问题，激发学生的学习兴趣与探索欲望。
【新课讲解】
DNA双螺旋结构模型的构建
1951年，科学界已经认识到: DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。但是，人们并不清楚这4种脱氧核苷酸是如何构成DNA的。
威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了DNA的X射线衍射图;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。根据图像可以推测分子大致的结构和形状。沃森和克里克根据威尔金斯和富兰克林的X射线衍射的数据研究,已清楚DNA是有着不变的直径,有着规则的螺旋形状。
1952年，奥地利著名生物化学家查哥夫测定多种生物DNA中碱基的含量。提出了查哥夫法则,即T与A物质的量相等,且G与C的物质的量相等 。
根据这一线索，沃森和克里克加速了构建进程，终于取得了后来震惊世界的成果—提出DNA是双螺旋结构。
DNA的结构
1.DNA的化学组成
学生回顾并阅读教材P42-43和P47－49，看懂图3-1和图3－11及银幕上出现的结构平面图，基本单位图。学生回答下列问题：
①组成DNA的基本单位是什么？每个基本单位由哪三部分组成？
②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？
学生回答后，教师点拨：
①组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧苷糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。
②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。
2.DNA分子的立体结构
出示DNA模型，学生阅书第8页，指着模型进解说过归纳，结构的主要特点是：
①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，一条链是5－3，另一条链是3－5，不宜过深）。
②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。
③碱基互补配对原则：
两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）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）。
可见，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（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。
教师设问，学生思考后，由教师回答：
设问一：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。
设问二：为什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T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的摩尔数比例均为1：1。
学生训练：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％
答案：C
（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P50《模型构建 制作DNA双螺旋结构模型》，实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范，控制好上课的时间）。
3.DNA的特性
师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。
①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DAN分子的稳定性。
②多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有 种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。
③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
【板书】
第二节 DNA分子的结构
一、DNA结构模型建构过程中的主要事件
二、DNA分子的结构
化学组成
基本单位
双螺旋结构
碱基互补配对原则

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