第3章第2节DNA分子的结构导学案-教案

[课题]：第3章第2节DNA分子的结构[备课时间]：2012年3月21日[授课时间]：[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、对科学探索基因的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[教学重点]：1、DNA分子结构的主要特点2、制作DNA分子双螺旋结构模型[教学难点]：DNA分子结构的主要特点[教学关键]：掌握DNA分子结构特点，运用碱基互补配对特点，进行碱基计算。[教学方法]：导学案教学法[教具]：教材插图[课型]：新课[课时按排]：1课时[教学过程]：预习案一、预习目标：指导学生做好课前预习DNA双螺旋结构模型的构建过程，了解DNA分子的结构特点。二、预习内容:1．DNA双螺旋结构模型的构建（1）构建DNA双螺旋结构的两位科学家是沃森和克里克。（2）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科学界对DNA的认识是：DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C四种碱基。②威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA分子呈螺旋结构。③查哥夫测定DNA的分子组成，发现腺嘌呤（A）的量总是等于T的量；（G）的量总是等于C的量。（3）沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？2．构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，是由腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸组成。3．DNA分子的结构DNA是规则的双螺旋结构，其主要特点是：（1）DNA是由两条链构成的，这两条链按反方向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）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基配对的规律是：A与T配对，G与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。三、提出疑惑:把你在预习中存在的疑难问题记录下来探究案一、学习过程探究点一：科学家是如何探索构建DNA双螺旋结构模型的？【资料1】：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的五种基本元素是C、H、O、N、P，其基本单位是脱氧核苷酸，而且每个基本单位是由一分子脱氧核糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基三种小分子化合物构成的，含有的四种碱基分别是A、T、G、C问题1：依据这则资料，你能试着构建出脱氧核苷酸的结构模型吗？指导学生构建DNA模型：请同学们从模型盒中拿出一个白色小球（代表磷酸）、一个黑色的圆柱（代表脱氧核糖）、彩色的的圆柱（代表碱基）试着构建一个脱氧核苷酸模型。构建好一个的同学，请用同样的方法多构建几个。【资料2】：科学家认识到：DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链构成的。问题2：一个个脱氧核苷酸怎么连接成长链呢？请同学们利用刚才完成的脱氧核苷酸模型，试着构建脱氧核苷酸链。【资料3】：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：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。问题3：分析刚才所建构的模型是否符合这一科学事实，讨论应构建怎样的模型才能在任何情况下都符合这样的科学事实？请同学边讨论边动手构建【资料4】：1951年，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。问题4：科学家从图谱中推算出DNA应呈螺旋结构，你们的模型符合吗？应如何修改体现DNA的双螺旋结构呢？探究点二：DNA分子的结构特点问题1：观察DNA分子结构模型，讨论以下问题：（1）DNA分子中，外侧由什么连接而成？内侧是什么？外侧由交替连接的磷酸和脱氧核糖链构成，内侧是碱基对（2）两条链之间碱基的连接有什么规律？腺嘌呤A一定与胸腺嘧啶T配对，鸟嘌呤G一定与胞嘧啶C配对（3）构成DNA的两条链有怎样的关系？两条链方向相反，平行排列问题2：DNA只含有四种脱氧核苷酸，它如何能够储存足够量的信息？总结：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性探究点三：整个DNA分子中，DNA碱基量的关系是：①A=T；G=C②A+G=T+C；A+G=T+C=A+C=T+G=1/2（A+G+C+T）③（A+G）/（T+C）=（A+C）/（T+G）=1即：DNA分子中任一非互补碱基之和恒等，=1/2DNA碱基总数探究点四：自己动手构建DNA双螺旋结构模型问题1：分别用哪几种材料来代表组成DNA分子的磷酸、脱氧核糖和碱基？这三种物质是在什么部位相互连接的？怎样将这几种材料正确地连接起来？可以选择曲别针、泡沬塑料、纸片、牙签、橡皮泥等常用物品来制做代表组成DNA分子的磷酸、脱氧核糖和碱基。这三种物质的连接如图所示：问题2：在DNA分子中，每个脱氧核苷酸之间是在什么部位相互连接的？怎样将脱氧核苷酸正确地连接起来？参照问题1图所示。问题3：在模型中，如何体现DNA分子的两条链是反向平行的？又怎样体现两条链的碱基之间互补配对？两条链的脱氧核糖方向不同二、复习巩固：DNA分子双螺旋结构的主要特点(1)基本单位：构成DNA分子的基本单位脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基连接而成。(2)DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反方向平行方式盘旋成双螺旋结构结构。(3)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。(4)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的规律：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。三、课堂总结1、DNA双螺旋结构模型的构建过程2、DNA分子结构主要特点（1）DNA分子是由2条长链按反向平行的方式盘旋而成双螺旋结构。（2）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）两条链上的碱基通过氢键连接起来，A与T、G与C形成碱基对，遵循碱基互补配对原则。四、课后作业：训练案习题五、板书设计第2节DNA的分子结构一、DNA双螺旋结构模型的构建二、DNA分子的结构特点三、制作DNA双螺旋结构模型六、课后反思