DNA分子的结构教学设计
一、教材分析
本节内容是新课标教材人教版必修二<<遗传与进化>>第三章第二节的内容,主要包括DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构及结构特点、以及制作DNA双螺旋结构模型三部分。其中DNA双螺旋结构的内容和特点是学生学习遗传的基础，DNA独特的双螺旋结构保证了DNA具有多样性、稳定性、特异性的特征，它是学生理解生物的多样性、稳定性、特异性本质的物质基础。
二、学情分析
学生从上一节内容知道DNA是主要的遗传物质，对于DNA的结构有一定的好奇。必修一学过核酸对本节课的学习有一定的帮助。
三、教学目标
〖知识目标〗
1、概述DNA分子的结构的主要特点。
2、制作DNA分子的双螺旋结构模型。
3、讨论DNA双螺旋结构模型构建历程。
〖能力目标〗
1、制作DNA双螺旋结构模型，锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力。
2、对科学家探索基因本质的过程进行分析和讨论，领悟假说——演绎和模型方法在这些研究中的应用。
〖情感目标〗
1、认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
2、认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程。
四、学习重点
1、DNA分子结构的主要特点。
2、制作DNA分子双螺旋结构模型。
五、学习难点
DNA分子结构的主要特点。
六、教学方法
讲授法、自主学习法、合作学习法、多媒体辅助教学法
七、课时安排
本节课安排2课时，第一课时用于学习DNA分子的结构，第二课时用于制作DNA双螺旋结构模型。
八、教学过程
新课导入
前面我们通过“肺炎双球菌体内、体外转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的学习，知道DNA分子是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。那么DNA分子为什么能起遗传作用呢?这需要从它的结构谈起。今天我们就来学习DNA的结构。
第一部分DNA双螺旋结构模型的构建
教师活动：请同学们自主学习本部分并回答下面问题。
学生活动：阅读教材中的DNA分子结构发现的故事并回答下列问题：
1、沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？
（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苷酸；ＤNＡ分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（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，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:腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量这一碱基之间的数量关系。
2、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？
沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。
沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终构建出了正确的DNA模型。
教师活动：教师向学生出示DNA分子双螺旋的模型，师生共同观察归纳出DNA分子的结构
。请同学们完成相应的模型构建过程。
学生活动：合作探究完成下面过程。
模型构建1：脱氧核苷酸
1.DNA分子的元素组成有哪些?
2.DNA分子的基本单位是什么?
3.脱氧核苷酸有哪些物质组成?碱基有哪些？
脱氧核苷酸有哪几种？画出脱氧核苷酸的结构简式。
A
T
G
模型构建2：脱氧核苷酸链（单链）
C
在图一中画出一条链中脱氧核苷
图一
酸之间的连接方式。
A
T
G
C
模型构建3：DNA双链(平面结构)
1.在右图中画出DNA双链中另外一条链。
2.两条单链如何排列？外侧是什么？内侧
是什么？
3.碱基之间如何配对？通过什么化学键连
接？
模型构建4：DNA双螺旋结构
第二部分DNA分子的结构
师生结合下面问题共同总结DNA分子的结构
DNA分子双螺旋结构的主要特点是什么?什么是碱基互补配对原则?
基本支架：在主链上脱氧核糖与磷酸交替排列，核苷酸之间的磷酸与脱氧核糖通过脱水缩合结合在一起。在DNA分子的外侧骨架如果一条为：磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖；另一条为：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—磷酸；两条链上的脱氧核苷酸、磷酸和碱基数目相等，长度一样，排列反向。
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,DNA分子中C、G数目越多，分子结构越稳定。在双链DNA分子中：嘧啶碱基的总数与嘌呤碱基的总数相等。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）。
第三部分制作DNA双螺旋结构的模型
课下要求学生用硬纸板为材料，借用于剪刀、针线等来完成制作DNA的双螺旋结构模型，有条件的地方可以买到做DNA分子结构的教具，每四个同学一组，通过合作来组装出DNA分子，并在下一节课上课时进行交流，通过学生的动手，让每个学生真正掌握DNA分子的结构。变抽象为具体，再由具体想象出DNA分子的结构。
九、板书设计
DNA分子的结构
1.DNA分子结构的发现过程
2.DNA分子的结构特点
3.DNA分子的碱基计算
十、自主检测
1.DNA彻底水解，得到的化学物质是（）
A.氨基酸，葡萄糖，含氮碱基
B.氨基酸，核苷酸，葡萄糖
C.核糖，含氮碱基，磷酸
D.脱氧核糖，含氮碱基，磷酸
2.已知1个DNA分子中有4000个碱基对，其中胞嘧啶有2200个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是
（）
A.4000和900
B.4000和1800
C.8000和1800
D.8000和3600
3.根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子正确的是（）
A.（A+C）/（G+T）=1
B.（A+G）/（G+C）=1
C.（A+T）/（G+C）=1
D.（A+C）/（G+C）=1
4.一段多核苷酸链中的碱基组成为：35％的A、20％的C、35％的G、10％的T。它是一段（）
A.双链DNA
B.单链DNA
C.双链RNA
D.单链RNA
5.构成DNA分子的碱基有4种，下列各种碱基数量比中，因生物种类不同而有区别的是
（）
A．（A+Ｃ）/（T+G）
B.(A+G）/（T+C）
C.（A+T）/（G+C）
D.A
/
T
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