资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台《DNA分子的结构》教学设计课题第二节DNA分子的结构单元第一章学科生物年级高一学习目标与核心素养概述DNA分子是由四种脱氧越符酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，形成结构与功能观，认识生物的统一性和复杂性。通过分析DNA分子模型的建立过程及构建DNA双螺旋结构模型的活动，体验模型与建模的科学思维方法。1.文化基础：阐明DNA的双螺旋结构及功能。2.自主发展：阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，认识生物的统一性和复杂性。3.社会参与：阐述DNA的双螺旋结构及功能，形成结构与功能观。重点阐述DNA的双螺旋结构及功能，形成结构与功能观。难点阐述DNA的双螺旋结构及功能，形成结构与功能观。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课播放视频《DNA分子的结构》科学家发明了一项以DNA为介质的数据存储新技术。与现有的各类存储介质相比，DNA能够储存更多的信息。DNA作为生物的遗传物质，能够携带大量控制生物生长、发育和繁殖的遗传信息，这是由DNA分子的特定结构决定的。提出问题为什么DNA分子特定的结构适合于储存遗传信息?遗传信息以什么形式储存在DNA分子上?DNA分子是如何保证遗传信息稳定保存的?课前查阅资料，观看视频《DNA分子的结构》，初步了解DNA分子的结构，提出问题，分析问题。通过观看视频，让学生初步了解DNA分子的复制，提出社会热点问题，联系生活实例，激发学生的学习兴趣。讲授新课一、DNA分子由四种脱氧核苷酸构成1.科学家用DNA酶处理DNA得到________，即DNA由_____________构成。2.每个脱氧核苷酸由一分子__________、一分子____________和一分子____________结合而成，含氮碱基与磷酸基团分别连接在脱氧核糖上。3.组成脱氧核苷酸的含氮碱基有4种，分别是________________（A）、___________（G）、_____________（C）和________________（T）。4.由于所含碱基不同，脱氧核苷酸也就有_________种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、_______________________、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。5.DNA分子就是由____________以一定的顺序聚合形成的______________________。二、DNA分子具双螺旋结构1.DNA分子是由_____________按一定顺序连接而成的生物大分子，具有特定的_______，能够储存_______________。2.经典再现：DNA分子结构模型的建立【资料1】英国女科学家富兰克林（R.Frankln）运用X射线衍射技术研究DNA结构时，于1951年获得了一幅衍射图像。这幅图对建立DNA分子的结构模型起到了至关重要的作用。【资料2】20世纪40年代，科学家发现不同物种的DNA分子中碱基数目及比例有差异，但同一生物体内不同细胞的DNA分子中碱基数目及比例相同。表1-1是当时测定的几种生物DNA分子中4种碱基的数量关系。到50年代，科学家已确定，在DNA分子中，碱基A的数量等于碱基T的数量，碱基G的数量等于碱基C的数量。【资料3】美国科学家沃森（J.Watson）和英国科学家克里克（F.Crick）以富兰克林等人提供的DNA衍射图像的有关数据为依据，推算出DNA分子呈螺旋结构。他们尝试构建了各种不同的结构模型，但很快就被否定。直到1952年，他们从其他科学家那里了解到DNA分子中碱基数量的规律，才终于成功构建了DNA双螺旋结构模型，并于1953年在英国《自然》杂志上发表，论文标题为"核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型"。分析讨论通过以上资料，你认为现代科学的发展具有哪些特点?提示：本文对现代科学技术发展的特点和趋势进行了初步分析，科学技术正在呈现出前所未有的加速发展、社会化和数学化的特点，以及科学的整体化、技术的综合化、科学技术与社会经济一体化等趋势，探讨现代科学技术的发展趋势，对于寻求科学技术发展的路径和机遇，从而推动科学技术和社会的发展具有重要意义.2.表1-1显示出DNA分子中各种碱基的数目比例有什么规律?如何解释这种规律?提示：在不同生物的DNA中A+G/T+C的比例等于1，不同生物体内的A+T/G+C比例不同，生物DNA中A=T,G=C。DNA严格遵循碱基互补配对原则。3.若2个生物的DNA中碱基数（A+T）/（G+C）值相同，能说明它们是同种生物吗?4.依据DNA分子结构模型，思考一下DNA分子作为遗传物质具有哪些特征。提示：即使A+T/G+C比例相同，也不能说明是同一种生物，碱基的排列顺序不同。4.依据DNA分子结构模型，思考一下DNA分子作为遗传物质具有哪些特征。提示：稳定性：双螺旋结构，两条链之间有氢键相连(A、T之间两根氢键，G、C之间三根氢键)。多样性：假设一条DNA有n个碱基对，那么这个DNA有4'种序列。特异性：自然状态下，不同物种、不同个体之间，DNA的序列一般不尽相同。3.DNA双螺旋结构模型的主要特点（1）DNA分子通常由______________的_________长链形成________;（2）双螺旋结构中，_____________________交互连接形成的长链排列在分子外侧，构成DNA分子的__________，_____________位于双螺旋结构的内侧;（3）碱基对之间通过________相连，并遵循_________________，即腺嘌呤与胸腺嘧啶互补配对，鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对。5.阅读空间：DNA空间结构的多样性（1）科学家构建的DNA双螺旋模型，指的是2条___________所形成的_________。(2)在真核生物中，此双螺旋结构多是____________________的，并且细胞核中的DNA与组蛋白等组成_________________;在原核生物中DNA常为_______________，且不与_____________结合成染色质;少数病毒还具有________________。 四、DNA分子的特性(1)多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。(2)特异性：每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。(3)稳定性：两条多核苷酸链的主干是稳定不变的，两条链上的碱基之间通过氢键互补配对，相互制约。碱基互补配对原则应用设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=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C=50%即A+G/T+C=1②双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。③一个双链DNA分子中，两条链中A+G/T+C互为倒数。④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。三、学业检测与巩固练习1.经过多位科学家的研究，人们终于揭开了遗传物质DNA结构的神秘面纱。下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是（B）。A.每一个脱氧核糖均连接有2个磷酸基团B.碱基对一定是由一个嘌呤和一个嘧啶构成C.2条链中嘌呤碱基的数目相同D.不同的DNA分子中碱基的种类不同2.下图为某同学在学习DNA的结构后画的DNA片段（其中O表示磷酸基团），另外几位同学对其进行了评价，其中正确的是（C)A.该图没有物质和结构上的错误B.该图有一处错误，就是碱基U应改为TC.该图有3处错误，其中核糖应改为脱氧核糖D.如果说他画的是RNA双链，则该图就是正确的3.DNA作为生物的主要遗传物质，其特定的分子结构决定了它能携带大量遗传信息。假设某DNA分子的2条链分别为m链和n链（1）若在m链中，（A+G）/（T+C）=a。则在n链中，这种比例是____________，在整个DNA分子中，这种比例是_______。（2）若在m链中，（A+T）/（G+C）=b。则在n链中，这种比例是________，在整个DNA分子中，这种比例是_______________。【学习活动一】学生阅读课本，分析DNA的基本单位脱氧核苷酸，带着问题，阅读课文，回答问题。小组讨论，分析资料，再现DNA分子结构模型。小组讨论，回答相关问题。【学习活动二】学生阅读，分组讨论，分析DNA双螺旋结构模型的主要特点。【学习活动三】学生阅读，分组讨论，概括DNA分子的特性。根据所学，完成相关练习带着问题，通过阅读，了解图解，分析DNA的基本单位脱氧核苷酸，培养学生获取信息的能力，加深学生对DNA结构的认识，激发学生的科学研究的兴趣。分组辩论，引导学生通过资料证据分析DNA基本机构，合乎逻辑的推理判断，培养学生获取信息的能力，锻炼学生的语言表达能力，提高学生分析问题，解决问题的能力。提高学生分析问题解决问题能力。使学生对DNA双螺旋结构模型更加直观、深入了解，树立DNA模型构建相关知识的意识，体验模型与建模的科学思维方法。阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，让学生形成结构与功能观，认识生物的统一性和复杂性。回顾旧知，巩固和应用所学知识。课堂小结1.DNA由4种脱氧核苷酸构成。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结合而成，含氮碱基与磷酸基团分别连接在脱氧核糖上。2.组成脱氧核苷酸的含氮碱基有4种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）3.DNA分子是由4种脱氧核苷酸按一定顺序连接而成的生物大分子，具有特定的空间结构，能够储存遗传信息。4.DNA分子通常由2条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构;5.双螺旋结构中，脱氧核糖和磷酸交互连接形成的长链排列在分子外侧，构成DNA分子的骨架，碱基对位于双螺旋结构的内侧;6.碱基对之间通过氢键相连，并遵循碱基互补配对原则，即腺嘌呤与胸腺嘧啶互补配对，鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对板书DNA分子的结构DNA分子由四种脱氧核苷酸构成一个磷酸、一个脱氧核糖、一个含氮碱基A、T、C、G二、DNA分子具有双螺旋结构反向平行双螺旋、碱基互补配对原则21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）HYPERLINK"http://www.21cnjy.com/"21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共27张PPT)第二节DNA分子的结构沪科版高中生物学习目标概述DNA分子是由四种脱氧越符酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息。阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，形成结构与功能观，认识生物的统一性和复杂性。通过分析DNA分子模型的建立过程及构建DNA双螺旋结构模型的活动，体验模型与建模的科学思维方法。1.文化基础：阐明DNA的双螺旋结构及功能。2.自主发展：阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，认识生物的统一性和复杂性。3.社会参与：阐述DNA的双螺旋结构及功能，形成结构与功能观。DNA分子的结构提出问题科学家发明了一项以DNA为介质的数据存储新技术。与现有的各类存储介质相比，DNA能够储存更多的信息。DNA作为生物的遗传物质，能够携带大量控制生物生长、发育和繁殖的遗传信息，这是由DNA分子的特定结构决定的。为什么DNA分子特定的结构适合于储存遗传信息?遗传信息以什么形式储存在DNA分子上?DNA分子是如何保证遗传信息稳定保存的?一、DNA分子由四种脱氧核苷酸构成1.科学家用DNA酶处理DNA得到_______________________，即DNA由_______________________构成。4种脱氧核苷酸4种脱氧核苷酸2.每个脱氧核苷酸由一分子_________________、一分子_______________和一分子____________结合而成，含氮碱基与磷酸基团分别连接在脱氧核糖上。脱氧核糖含氮碱基磷酸碱基磷酸脱氧核糖3.组成脱氧核苷酸的含氮碱基有4种，分别是________________（A）、___________（G）、_____________（C）和________________（T）。腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶5.DNA分子就是由_______________________以一定的顺序聚合形成的______________________。4.由于所含碱基不同，脱氧核苷酸也就有_________种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、_______________________、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。4鸟嘌呤脱氧核苷酸4种脱氧核苷酸大分子化合物二、DNA分子具双螺旋结构1.DNA分子是由_______________________按一定顺序连接而成的生物大分子，具有特定的_______________，能够储存_______________。4种脱氧核苷酸空间结构遗传信息2.经典再现：DNA分子结构模型的建立英国女科学家富兰克林（R.Frankln）运用X射线衍射技术研究DNA结构时，于1951年获得了一幅衍射图像。这幅图对建立DNA分子的结构模型起到了至关重要的作用。【资料1】DNA的X射线衍射图及富兰克林的签名【资料2】20世纪40年代，科学家发现不同物种的DNA分子中碱基数目及比例有差异，但同一生物体内不同细胞的DNA分子中碱基数目及比例相同。表1-1是当时测定的几种生物DNA分子中4种碱基的数量关系。到50年代，科学家已确定，在DNA分子中，碱基A的数量等于碱基T的数量，碱基G的数量等于碱基C的数量。【资料3】美国科学家沃森（J.Watson）和英国科学家克里克（F.Crick）以富兰克林等人提供的DNA衍射图像的有关数据为依据，推算出DNA分子呈螺旋结构。他们尝试构建了各种不同的结构模型，但很快就被否定。直到1952年，他们从其他科学家那里了解到DNA分子中碱基数量的规律，才终于成功构建了DNA双螺旋结构模型，并于1953年在英国《自然》杂志上发表，论文标题为"核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型"。DNA结构模型分析讨论提示：本文对现代科学技术发展的特点和趋势进行了初步分析，科学技术正在呈现出前所未有的加速发展、社会化和数学化的特点，以及科学的整体化、技术的综合化、科学技术与社会经济一体化等趋势，探讨现代科学技术的发展趋势，对于寻求科学技术发展的路径和机遇，从而推动科学技术和社会的发展具有重要意义.①通过以上资料，你认为现代科学的发展具有哪些特点?③若2个生物的DNA中碱基数（A+T）/（G+C）值相同，能说明它们是同种生物吗?4.依据DNA分子结构模型，思考一下DNA分子作为遗传物质具有哪些特征。②表1-1显示出DNA分子中各种碱基的数目比例有什么规律?如何解释这种规律?提示：在不同生物的DNA中A+G/T+C的比例等于1，不同生物体内的A+T/G+C比例不同，生物DNA中A=T,G=C。DNA严格遵循碱基互补配对原则。提示：即使A+T/G+C比例相同，也不能说明是同一种生物，碱基的排列顺序不同。④依据DNA分子结构模型，思考一下DNA分子作为遗传物质具有哪些特征。提示：稳定性：双螺旋结构，两条链之间有氢键相连(A、T之间两根氢键，G、C之间三根氢键)。多样性：假设一条DNA有n个碱基对，那么这个DNA有4'种序列。特异性：自然状态下，不同物种、不同个体之间，DNA的序列一般不尽相同。3.DNA双螺旋结构模型的主要特点（3）碱基对之间通过________相连，并遵循______________________，即腺嘌呤与胸腺嘧啶互补配对，鸟嘌呤与胞嘧啶互补配对。（1）DNA分子通常由_____________________的________________长链形成______________________;2条碱基互补配对反向平行双螺旋结构（2）双螺旋结构中，_____________________交互连接形成的长链排列在分子外侧，构成DNA分子的__________，_____________位于双螺旋结构的内侧;脱氧核糖和磷酸骨架碱基对氢键碱基互补配对原则【课堂反馈】 1．下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。12345678109GTCA1.胞嘧啶C2.腺嘌呤A3.鸟嘌呤G4.胸腺嘧啶T5.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4.构建DNA双螺旋结构模型(2)在真核生物中，此双螺旋结构多是____________________的，并且细胞核中的DNA与组蛋白等组成_________________;在原核生物中DNA常为_______________，且不与_____________结合成染色质;少数病毒还具有________________。5.阅读空间：DNA空间结构的多样性（1）科学家构建的DNA双螺旋模型，指的是2条_____________________________________所形成的_____________________。脱氧核苷酸链反向平行盘绕双螺旋结构线性（或链状）染色质环状蛋白质单链DNA 四、DNA分子的特性(1)多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。(2)特异性：每个DNA分子具有特定的碱基排列顺序不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。③稳定性：(3)稳定性：两条多核苷酸链的主干是稳定不变的，两条链上的碱基之间通过氢键互补配对，相互制约。碱基互补配对原则应用设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=C1。则在DNA双链中：A=T，G=C可引申为：①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数A+G=T+C=50%即A+G/T+C=1A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链碱基互补配对原则应用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。A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A+TG+CA1+T1G1+C1A2+T2G2+C2=a=a=a（互补的碱基和之比恒等）③一个双链DNA分子中，两条链中A+G/T+C互为倒数。A1+G1T1+C1=aT2+C2A2+G2=1/aA1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链不互补的碱基和之比互为倒数。④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T是整个DNA分子A+T的一半。A1+T1（A+T）12==A2+T2A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链（G+C）12G1+C1G2+C2==A+TA+T+G+CA1+T1+G1+C1A1+T1==A2+T2+G2+C2A2+T2=三、学业检测与巩固练习1.经过多位科学家的研究，人们终于揭开了遗传物质DNA结构的神秘面纱。下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是（）。A.每一个脱氧核糖均连接有2个磷酸基团B.碱基对一定是由一个嘌呤和一个嘧啶构成C.2条链中嘌呤碱基的数目相同D.不同的DNA分子中碱基的种类不同B2.下图为某同学在学习DNA的结构后画的DNA片段（其中O表示磷酸基团），另外几位同学对其进行了评价，其中正确的是（)A.该图没有物质和结构上的错误B.该图有一处错误，就是碱基U应改为TC.该图有3处错误，其中核糖应改为脱氧核糖D.如果说他画的是RNA双链，则该图就是正确的C3.DNA作为生物的主要遗传物质，其特定的分子结构决定了它能携带大量遗传信息。假设某DNA分子的2条链分别为m链和n链（1）若在m链中，（A+G）/（T+C）=a。则在n链中，这种比例是____________，在整个DNA分子中，这种比例是______________。（2）若在m链中，（A+T）/（G+C）=b。则在n链中，这种比例是____________，在整个DNA分子中，这种比例是_______________。1/a1bbhttps://www.21cnjy.com/help/help_extract.php 展开更多...... 收起↑ 资源列表 DNA分子的结构.mp4 DNA双螺旋结构模型.mp4 第二节 DNA的结构.doc 第二节 DNA的结构.pptx
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