第二节 DNA分子的结构
一、知识结构
二、教材
分析
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1.本小节主要讲述了DNA分子的结构和DNA分子的复制两部分内容。
关于DNA分子的结构,由于这部分内容比较抽象,不容易理解,教材在概述DNA分子双螺旋结构的特点后,安排了一个“制作DNA双螺旋结构模型”的实验,以加深学生对这一结构的感性认识和理解。
DNA分子的结构特点是DNA特定功能的基础,因此在本小节教材的后半部分,联系其结构讲述了DNA分子的复制功能。这部分知识是理解后面几节内容的基础,因此是本节教材的教学重点。
2.本小节内容与其他章节的联系:
(1)与《组成生物体的化合物》中核酸知识有关;
(2)与《细胞增殖》一节知识相联系。
(3)与后面的《生物的遗传定律和变异》相联系。
三、教学目标
1.知识目标
(1)DNA分子基本单位的化学组成(B:识记)
(2)DNA分子的结构特点(C:理解)
(3)DNA分子的复制过程和复制意义(C:理解)
2.能力目标
(1)培养观察能力、分析理解能力:通过计算机多媒体软件和DNA结构模型观察来提高观察
能力、分析和理解能力。
(2)培养创造性思维的能力:通过探索求知、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能
力。
四、重点·实施
方案
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1.重点:(1)DNA分子的结构。(2)DNA分于的复制。
2.实施方案
(1)使用挂图、模型进行直观教学。
(2)用多媒体
课件
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显示DNA分子复制的动态过程,让学生充分理解边解螺旋边复制。
五、难点·突破策略
1.难点:(1)DNA分子的结构特点。(2)DNA分子的复制过程。
2.突破策略
教师指导学生制作DNA分子的结构模型。让学生充分理解它的结构特点,用多媒体课件显示DNA分子的复制过程,从而让学生理解复制的模板、原料等条件,以及复制的意义。
六、教具准备
DNA分子的结构模型//DNA分子的结构和复制挂图//DNA分子复制的多媒体课件//投影仪。
七、学法指导
教会学生学会理论联系实际的学习
方法
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。
具体办法是:在学生自学教材的基础上,在教师的指导—下,从DNA的基本组成单位开始,按照一定的方式先形成脱氧核苷酸长链,而后再通过一定的方式构成DNA分子的平面结构及空间结构,加深学生对教材DNA分子结构特点理论知识的理解掌握。
八、课时安排1课时
[一] 教学程序
导言
前面我们通过“肺炎双球菌转化实验”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。
[二] 教学目标达成过程
一、DNA分子的结构
教师讲述:
介绍DNA分子双螺旋结构模型的提出。1953年,美国科学家沃森和英国科学家克里克提出了著名的DNA分子双螺旋结构模型(简介沃森和克里克的发现过程,激起学生学习的兴趣和实事求是的科学态度,培养不断探求新知识和合作的精神)。这为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。
为了掌握DNA分子结构的全部知识,必须先掌握DNA分子的化学组成。
1.DNA分子的化学组成(结构)
学生活动:阅读教材P8~9DNA分子的化学组成部分并讨论DNA分子化学组成的部分知识。
教师出示DNA分子化学结构的多媒体课件,让学生分组讨论以下问题:
a.DNA分子为什么属于高分子化合物(从元素组成和分子量上考虑分析)?
b.组成DNA分子的基本单位是什么?
c.构成DNA分子的基本单位有几种?分别是什么?
d.DNA分子是由几条脱氧核苷酸长链组成的?
在学生讨论回答的基础上,教师进行综述:
DNA分子是—种高分子化合物,它的基本单位是脱氧核苷酸,总共有四种,分别叫腺嘌呤脱氧核苷酸(A),鸟嘌呤脱氧核苷酸(G)、胞嘧啶脱氧核苷酸(C)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(T);每种脱氧核苷酸都是由三部分组成:即一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸。DNA分子是由两条脱氧核苷酸长链组成的。
DNA分子不仅具有一定的化学结
构,还具有其特殊的空间结构。
2.DNA分子的空间结构
学生活动:阅读教材P9DNA分子的空间
结构部分,对照自己制作的DNA的分子结
构
(在教师指导下制作)对教材进行理解探索
新知识。
教师出示DNA分子结构挂图和模型并
设疑:
a.DNA分子的空间结构具有什么特点?
b.DNA分子结构中的碱基互补配对原
则是什么?
c.为什么碱基互补配对必须是A与T配对,G与C配对?
学生在阅读教材、讨论的基础上回答上述问题。
教师对学生的回答给予肯定并作点拨。
DNA分子的结构特点是:
(1)DNA分子是由两条链组成的,这两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。
碱基互补配对原则是:碱基A与T、G与C之间的一一对应关系,叫碱基互补配对原则。
为加深学生的记忆,教师编一顺口溜:“A配T,T配A,G配C,C配G,少了一个配不齐”。
A与T、G与C配对的原因:
(1)嘌呤碱是双环化合物,占的空间大;嘧啶碱是单环的、占的空间小,而DNA分子的两条链距离是固定的,因此,只能是嘌呤碱与嘧啶碱配对。
(2)由于A与T通过两个氢键连结,G与C之间通过三个氢键连结,这样使DNA的结构更加稳定。
3.DNA分子的结构特性
学生活动:阅读教材P9并思考讨论如下问题:
(1)从你自己制作的DNA双螺旋结构模型来思考,DNA分子的基本单位只有四种。它的排列顺序如何?说明了什么问题?
(2)再观察和思考你自己制作的DNA双螺旋结构模型中四种基本单位的排列顺序又如何呢?这又说明了什么问题?
教师在学生思考讨论的基础上进行点拨:
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DNA分子的一条链中有150个四种不同的碱基,它的排列方式有4150种。实际上构成了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(取决于碱基对的排列顺序)。
每个特定的DNA分子(如你自己制作的DNA)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(特定的碱基排列顺序)。
总结
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:从DNA分子的多样性和特异性说明了世界上的各种生物之间、同种生物不同个体之
间表现出干差万别的根本原因。因此,用DNA分子可以起到鉴定生物个体的作用(为了加深对这部分知识的理解和应用,可给学生简介用DNA分子在亲子鉴定和案件的侦破中的作用的例子,这样既活跃了课堂,又激起学生学习的兴趣)。
再没疑:
在细胞有丝分裂学习中,我们知道,通过细胞有丝分裂使生物的亲代与子代之间保持遗传性状的稳定性,为什么?
学生回忆回答:是遗传物质DNA分子复制(间期)和平均分配(后期)的结果。
教师给予肯定并鼓励。
再问,那么DNA分子是怎样进行复制的呢?
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