高中生物必修二教案-4.2.1DNA分子的结构-苏教版

普通高中课程标准实验教科书·苏教版·必修 2 第四章 遗传的分子基础 第二节 DNA 分子的结构和复制 第 1 课时 《DNA 分子的结构》教学设计 一、学习目标 知识目标： 1.概述 DNA 分子的结构的主要特点 2.说出 DNA 结构的主要特征 能力目标： 1.制作 DNA 分子的双螺旋结构模型 2.学生对 DNA 的立体结构、平面结构观察能力 情感目标： 1.认同与人合作在科学研究中的重要性。 2.学习科学的思维方法、科学家锲而不舍的精神和善于利用前人的果。 3.讨论 DNA 双螺旋结构模型构建历程。 二、教学重点和难点 1.教学重点：制作 DNA 分子双螺旋结构模型 2.教学难点：DNA 分子结构的主要特点 DNA 分子中碱基数量关系 三、教学方法 启发式教学与探究式教学相结合，同时还运用了复习谈话和启发谈话、练习法、演示法 四、教学准备 多媒体课件、DNA 的双螺旋结构模型 五、教学流程 课前准备 课前复习：生物体主要的遗传物质？DNA 基本单位是什么？ 课前预习：DNA 发现历程 ↓ 知识回顾 向学生提问，回顾探索遗传物质的历程。 ↓ 提出问题 生命观念：结构决定功能 DNA 以什么样的结构来完成诸多功能？ ↓ 模型建构 根据资料构建 DNA 分子模型 ↓ 建模分析 DNA 分子的结构特点 ↓ 师生小结 多媒体展示总结归纳 DNA 分子的主要特点 ↓ 反馈练习 习题检测学习情况 ↓ 课堂小结 本节课学习了 DNA 的化学组成，DNA 的结构和 DNA 的结构特点 ↓ 课后思考 根据 DNA 的结构，猜测 DNA 复制的方式 五、教学过程 教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图 问题探讨 是什么： 问：生物体主要遗传物质是？ 答：DNA 回顾上节 课的知 识，从“结 构决定功 为什么： 问：为什么是 DNA，而不是其他物质？ 如何证明？ 问：如何证明 DNA 分子稳定？ 问：如何证明 DNA 控制性状？ 问：如何证明 DNA 保持连续？ DNA 何来“诸多本领”？ 答：分子稳定 控制性状 保持连续 答：格里菲斯 实验证明：更 耐热。 答：艾弗里实 验证明：使 R 型菌性状改 变。 答：赫尔希实 验证明：进入 细菌内。 能”引入 对 DNA 分 子结构的 研究 DNA 双螺 旋结构模 型的构建 成 资料 1.20 世纪初,科学家认识到:组成 DNA 分子的基本单位是脱氧核苷酸。 模型建构 1：脱氧核苷酸 资料 2.1951 年,科学家通过计算认识到: 每个脱氧核苷酸之间是在磷酸和脱氧核 糖的部位连接。 模型建构 2 一条脱氧核苷酸链 搭建一个脱 氧核苷酸模 型 搭建一条脱 氧核苷酸链 模型 培养学生 分析资料 理解资料 动手搭建 模型的能 力 资料 3. 富兰克林拍摄的 DNA 衍射图谱确 定 DNA 具有中心对称的平行的双链。 资料 4.科学研究发现，碱基之间是靠氢 键连接的。 资料 5：1952 年，奥地利著名生物化学家 查哥夫得出：DNA 分子中 腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）的量 鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C）的量。 模型建构 3 DNA 分子结构 搭建 DNA 分子 双螺旋模型 DNA 分子 的结构特 点 要求同学们观察自己的 DNA 模型 问：1.DNA 由几条链构成？ 两条链的方向如何？ 从立体结构上看 DNA 是一种什么结构？ 2.DNA 分子中，外侧由什么连接而成？ 内侧是什么？ 3.两条链之间碱基的通过什么连接？ 遵循什么原则？ 讲解碱基互补配对原则 请学生继续观察模型，提问 两条链之间碱基的通过 连接 一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间 根据自己搭 建的 DNA 分子 模型 回答问题 答：2 反向平行 双螺旋 答：磷酸和脱 氧核糖 碱基 答：氢键 碱基互补配 对原则 答：氢键 培养学生 观察能力 利用自己 搭建的模 型总结出 DNA 结构 特点 利用模型 突破教学 难点，辨 依次由 连接 探讨 :DNA 分子中碱基数量关系 A= G= A+G= （A+G）/（T+C）= （A+C）/（T+G）= 完成两道课堂练习 1 已知 DNA 的其中一条链上的碱基数目之 比为 A:T:C:G=1:2:3:4 求另一条链中 A:T:C:G 的比值 该 DNA 分子中 A:T:C:G 的比值 2 在搭建 DNA 分子模型的实验中，若有 4 种碱基塑料片共 20 个，其中 4 个 C，6 个 G，3 个 A，7 个 T，脱氧核糖和磷酸之间 的连接物 14 个，脱氧核糖塑料片 40 个， 磷酸塑料片 100 个，代表氢键的连接物若 干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干， 答：脱氧核 糖、磷酸、脱 氧核糖 答：A= T G= C A+G=T+C （A+G）/ （T+C）= 1 （A+C）/ （T+G）=1 答：2:1:4:3 3:3:7:7 析“两条 链之间碱 基”和“一 条脱氧核 苷酸链中 相邻两个 碱基” 利用模型 突破教学 难点，DNA 分子中碱 基数量关 系 则 A.能搭建出 20 个脱氧核苷酸 B.所搭建的 DNA 分子片段最长为 7 碱基对 C.能搭建出 410 种不同的 DNA 分子模型 D.能搭建出一个 4 碱基对的 DNA 分子片段 答:D DNA 的特 性 提出以下问题： 1、比较不同组的 DNA 模型有什么共同 点？ 2、比较不同组的 DNA 模型有什么不同？ 答：具有规则 的双螺旋结 构，两条长链 上的脱氧核 糖与磷酸交 替排列的顺 序稳定不变， 碱基配对的 方式稳定不 变。 答：碱基对的 排列顺序不 同 答：长链中的 碱基对的排 列顺序是千 变万化的。 总结 DNA 分子的结 构特性： 稳定性 总结 DNA 分子的结 构特性： 特异性 总结 DNA 分子的结 构特性： 多样性 3、假设有 n 个碱基对，可能的排列方式 有多少种？ 小结 DNA 分子的结构和特性 填写结构特 点 培养学生 的总结能 力 反馈练习 1．DNA 分子结构多样性的原因是 A 碱基配对方式的多样性 B 磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性 C 螺旋方向的多样性 D 碱基对排列顺序的多样性 2．某 DNA 分子的碱基中，鸟嘌呤的分子 数占 30％，那么胸腺嘧啶的分子数应占 A．10％ B．20％ C．30％ D．40％ 3.已知 1 个 DNA 分子中有 4 000 个碱基对， 其中胞嘧啶有 2 200 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.4 000 个和 900 个 B.4 000 个和 1 800 个 C.8 000 个和 1 800 个 D.8 000 个和 3 600 个 4.某 DNA 分子中 A＋T 占整个 DNA 分子碱 基总数的 44%，其中一条链(a)上的 G 占 该链碱基总数的 21%，那么，对应的另一 条互补链(b)上的 G 占该链碱基总数的比 例是 A.35% B.29% C.28% D.21% 5．下列是一组有关双链 DNA 分子中含氮 碱基的问题，请回答： D B C 巩固知识 加深理解 (1)若 A 占 20%，则 G 占________。 (2)若双链 DNA 中 A 占 20%，且一条链中 的 A 占 20%，则此链中 C 所占比例的最大 值是________。 (3)一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补 链中的此值是________。 (4)一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补 链中的此值是________。 (5)若 A 有 P 个，占全部碱基数的 20%， 则该 DNA 分子中的 G 有________个。 A (1)30% (2)60% (3)2.5 (4)0.4 (5)1.5P 继续探究 展示沃森、克里克论文最后一句“我们当 然注意到了，我们提出的专一碱基对直接 地表明遗传物质的一种可能的复制机制。” 提出问题 根据 DNA 的结构， 猜测 DNA 复制的方式？ 预习下一课时内容 预习下一节 六、板书设计 DNA 分子的结构 一、DNA 分子的基本单位：脱氧核糖核苷酸 二、DNA 分子的结构：双螺旋 模型构建 三、DNA 分子的特性：稳定性、多样性和特异性 七、学案设计 DNA 分子的结构 一、DNA 分子模型建构 资料 1.20 世纪初,科学家认识到:组成 DNA 分子的基本单位是脱氧核苷酸。 模型建构 1：脱氧核苷酸 资料 2.1951 年,科学家通过计算认识到:每个脱氧核苷酸之间是在磷酸和脱氧核糖的部位连 接。 模型建构 2 一条脱氧核苷酸链 资料 3. 富兰克林拍摄的 DNA 衍射图谱确定 DNA 具有中心对称的平行的双链。 资料 4.科学研究发现，碱基之间是靠氢键连接的。 资料 5：1952 年，奥地利著名生物化学家查哥夫得出：DNA 分子中 腺嘌呤（A）=胸腺嘧啶（T）的量， 鸟嘌呤（G）=胞嘧啶（C）的量。 模型建构 3 DNA 分子结构 二、DNA 分子的结构特点 1.DNA 由几条链构成？ 两条链的方向如何？ 从立体结构上看 DNA 是一种什么结构？ 2.DNA 分子中，外侧由什么连接而成？ 内侧是什么？ 3.两条链之间碱基的通过什么连接？ 遵循什么原则？ 两条链之间碱基的通过 连接 一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接 探讨 :DNA 分子中碱基数量关系 A= G= A+G= （A+G）/（T+C）= （A+C）/（T+G）= 练一练 1 已知 DNA 的其中一条链上的碱基数目之比为 A:T:C:G=1:2:3:4 求另一条链中 A:T:C:G 的比值 该 DNA 分子中 A:T:C:G 的比值 练一练 2 在搭建 DNA 分子模型的实验中，若有 4 种碱基塑料片共 20 个，其中 4 个 C，6 个 G，3 个 A， 7 个 T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物 14 个，脱氧核糖塑料片 40 个，磷酸塑料片 100 个， 代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，则 A. 能搭建出 20 个脱氧核苷酸 B. 所搭建的 DNA 分子片段最长为 7 碱基对 C. 能搭建出 410 种不同的 DNA 分子模型 D. 能搭建出一个 4 碱基对的 DNA 分子片段 三、DNA 分子的结构特性 1、比较不同组的 DNA 模型有什么共同点？ 3、比较不同组的 DNA 模型有什么不同？ 3、假设有 n 个碱基对，可能的排列方式有多少种？ 四、小结 DNA 分 组成单位： 双 螺 旋 结 DNA 双螺旋结构模型的构建 子 的 结 构 五、反馈练习 1．DNA 分子结构多样性的原因是 A.碱基配对方式的多样性 B.磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性 C.螺旋方向的多样性 D.碱基对排列顺序的多样性 2．某 DNA 分子的碱基中，鸟嘌呤的分子数占 30％，那么胸腺嘧啶的分子数应占 A.10％ B.20％ C.30％ D.40％ 3.已知 1 个 DNA 分子中有 4 000 个碱基对，其中胞嘧啶有 2 200 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.4 000 个和 900 个 B.4 000 个和 1 800 个 C.8 000 个和 1 800 个 D.8 000 个和 3 600 个 4.某 DNA 分子中 A＋T 占整个 DNA 分子碱基总数的 44%，其中一条链(a)上的 G 占该链碱基总 数的 21%，那么，对应的另一条互补链(b)上的 G 占该链碱基总数的比例是 A.35% B.29%C.28% D.21% 5．下列是一组有关双链 DNA 分子中含氮碱基的问题，请回答： (1)若 A 占 20%，则 G 占________。 (2)若双链 DNA 中 A 占 20%，且一条链中的 A 占 20%，则此链中 C 所占比例的最大值是________。 (3)一条链中(A＋C)/(T＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。 (4)一条链中(A＋T)/(C＋G)＝0.4，互补链中的此值是________。 (5)若 A 有 P 个，占全部碱基数的 20%，则该 DNA 分子中的 G 有________个。 主要特点 DNA 分子的特性：