优秀教案(DNA分子的结构 第2课时)

第2课时

●教学过程

［课前准备］

教师准备制作DNA双螺旋结构模型的实验材料；学生预习模型建构的原理及方法。

［情境创设］

已经知道DNA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 为什么能起遗传作用呢？它有哪些结构特点能使其表现出这样的作用？

［师生互动］

1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋结构模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了理解DNA的结构，先来学习DNA的化学组成。

（1）DNA的化学组成

问：组成DNA的基本单位是什么？这样的共识在双螺旋结构建立以前有的还是建立之后才有的？

答：组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧核糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。这样的共识在1950年前后就有了，所以是在双螺旋结构建立之前就有的。

问：每个基本单位由哪三部分组成？

答: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组成。

问：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？

答：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。

观察模型，分析问题：

问：DNA分子是这几种脱氧核苷酸连接在一起就可以了吗？

答：不可以。DNA分子具有特定的空间结构。

问：是由几条链构成的？

答：由两条链构成。且这两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

问：每条链的连接有什么特点？

答：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。

问：两条链之间的连接方式是怎样的？

答：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，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）。

问：如果知道一条链上碱基的排列顺序，能不能判断出整条DNA的碱基顺序？

答：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。同样也就是知道整条DNA的碱基顺序。

学生动手：

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，此时应让学生做模型建构。

一、实验原理

DNA分子具有特殊空间结构——规则的双螺旋结构。这一结构的主要特点是：

1.DNA分子由两条反向平行的脱氧核酸长链盘旋而成，每条长链是由脱氧核糖与磷酸交替连接形成，排列在外侧，构成基本骨架；

2.DNA分子两条链上碱基以氢键连接成对，碱基对位于螺旋结构内侧，每螺距有10对碱基。

二、目的要求

1.通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识；培养学生团结合作的精神。

2.通过集体创作DNA分子模型，能使学生体会到成功的喜悦，培养学生克服困难的勇气。

三、制作过程

1.材料准备（教师组织学生课前完成）

每小组准备硬塑方框2个（长约10 cm），细铁丝2根（长约0.5 m），球形塑料片（代表磷酸）若干，双层五边形塑料片（代表脱氧核糖）若干，4种不同颜色的长方形塑料片（代表4种不同碱基）若干，粗铁丝2根（长约10 cm），订书钉。

熟悉制作DNA分子模型用的各种零件所代表的物质。其中：

球形塑料片——代表磷酸；

双层五边形塑料片——代表脱氧核糖；

4种不同颜色的长方形塑料片——代表4种不同碱基。

2.具体制作过程

教师板书制作模型顺序：

制作脱氧核苷酸模型→制作多核苷酸长链模型→制作DNA分子平面结构模型→制作DNA分子的立体结构（双螺旋结构）。

指导学生制作：

从基本组成物质磷酸、脱氧核糖、含氮碱基的代表物开始，通过订书针连接成“基本单位——脱氧核苷酸”模型，然后把脱氧核苷酸模型按一定的碱基顺序依次穿在铁丝上构成一条DNA链，同样方法制作另一条，再按碱基互补配对方式用订书针连成两条链，将连好的两条链固定在硬塑方框上，最后旋转。

3.实验效果检查与评定

由每小组选一个代表介绍本小组的作品并说明DNA分子结构特点：

（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

（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；碱基排列在内侧。

（3）DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。并且碱基配对有一定规律：A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。

老师与其他同学给予评价。

参考评选条件：

1.科学性能够体现DNA分子结构的特点。包括DNA分子各个组件的比例是否科学，能否体现出碱基配对的情况，能否灵活转动成双螺旋，以及每个螺旋中的碱基数目是否正确等等。

2.艺术性要美观大方。

3.实用性便于拆卸，便于保存，能够反复使用。

4.超前性利用该模型还可以作为DNA分子复制的适宜模型。

［教师精讲］

（1）DNA分子是由两条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；（3）碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对，A与T之间以双键相连，C与G之间以三键相连。这些连接特点使得DNA在结构上具有以下的特点：（1）稳定性（从两个角度看它的相对稳定性：①DNA都是由磷酸连接着脱氧核糖；②碱基互补配对）；多样性（DNA分子的多样性由DNA上的碱基对的排列顺序及DNA本身的空间结构所决定）；特异性（对所有的DNA分子来说表现为多样性，