高中生物必修2第3章第2節(jié)《DNA的結(jié)構(gòu)》教學(xué)案例

1、DNA的結(jié)構(gòu)教學(xué)案例【教學(xué)目標(biāo) 】1知識(shí)目標(biāo)（1）理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 （2）掌握使用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則分析問題的方法。2水平目標(biāo) （1）培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)水平：在自學(xué)中去領(lǐng)悟知識(shí)，去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。 （2）培養(yǎng)觀察水平、分析理解水平：通過觀察DNA結(jié)構(gòu)模型及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型來提升觀察水平、分析和理解水平。 （3）培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的水平：通過探索求知、制作模型、討論交流激發(fā)獨(dú)立思考、主動(dòng)獲取新知識(shí)的水平。3情感目標(biāo) 通過DNA的結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，探索生物界豐富多彩的奧秘，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、愛科學(xué)的求知欲。【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法】【教學(xué)重點(diǎn)】 （1）DNA分子的結(jié)構(gòu) （2）

2、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （3）堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其重要性【教學(xué)疑點(diǎn)】 DNA分子中只能是AT、CG配對(duì)嗎？能不能AC、GT配對(duì)？為什么？【解決辦法】 （1）充分發(fā)揮多媒體計(jì)算機(jī)的獨(dú)特功能，把DNA的基本組成單位、平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)等重、難點(diǎn)知識(shí)編制成多媒體課件。將這些較難理解的重、難點(diǎn)知識(shí)變靜為動(dòng)、變抽象為形象，轉(zhuǎn)化為易于吸收的知識(shí)。 （2）通過制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，加深對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解和理解。 （3）通過討論交流、通過提升學(xué)生的識(shí)圖水平、思維水平，通過配合適當(dāng)?shù)木毩?xí)，將知識(shí)化難為易。 （4）通過單環(huán)化合物、雙環(huán)化合物所占空間及堿基對(duì)之間氫鍵數(shù)的穩(wěn)定性，來說明只能AT、CG配對(duì)?！?/p>

3、課時(shí)安排】 2課時(shí)【教學(xué)過程】（一）引言： 我們經(jīng)過學(xué)習(xí)，已經(jīng)知道DNA是主要的遺傳物質(zhì)，它能使親代的性狀在子代表現(xiàn)出來。那么，DNA為什么能起遺傳作用呢？通過幾張圖片的展示和分析，表明我們有必要學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)。（二）教學(xué)過程1DNA的基本組成單位脫氧核苷酸 1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA雙螺旋模型，為合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能奠定了基礎(chǔ)。 知識(shí)回顧，請(qǐng)學(xué)生回答下列問題： DNA是人體的遺傳物質(zhì)，中文全稱是 ，主要存有人體細(xì)胞的 中。DNA也是一種大分子物質(zhì)，是由 五種元素組成，DNA的基本組成單位是 ，每個(gè)基本單位又是由 三部分組成？ 學(xué)生回答后，教師點(diǎn)撥： 中文全稱是脫

4、氧核糖核酸，主要存有細(xì)胞的細(xì)胞核中。是由C、H、O、N、P五種元素組成，DNA的基本單位是脫氧核苷酸，它又是由一個(gè)脫氧核糖、一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮堿基組成。 用多媒體展示： 磷酸脫氧核苷酸 脫氧核糖 含氮堿基教師講解：其中組成DNA的堿基有兩類四種：腺嘌呤（A），鳥嘌呤（G），胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；所以形成的脫氧核苷酸也有四種分別是：腺嘌呤脫氧核苷酸，鳥嘌呤脫氧核苷酸，胞嘧啶脫氧核苷酸，胸腺嘧啶脫氧核苷酸。2. DNA分子的平面和立體結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)是一種大分子物質(zhì)，組成人體蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，各種氨基酸能夠通過 方式形成大分子的蛋白質(zhì)的（提問）。那么，一個(gè)個(gè)的脫氧核苷酸又是如何形成DN

5、A大分子的呢？教師講解：DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)是由美國(guó)的生物學(xué)家沃森和英國(guó)的物理學(xué)家克里克于1953年共同提出的。他們兩者在研究過程中既分工有合作，其中克里克能夠協(xié)助沃森分析DNA衍射圖譜，而沃森能夠協(xié)助克里克理解生物學(xué)的內(nèi)容。同時(shí)兩人的成功又是建立在很多其他科學(xué)家多年努力研究的基礎(chǔ)上的。沃森和克里克提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)主要依據(jù)：（用多媒體展示）阿斯特伯里等人的研究已經(jīng)表明了DNA分子是由4種脫氧核苷酸連接而成的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈。利用威爾金斯、弗蘭克林提供的DNA衍射圖譜推算出DNA分子的結(jié)構(gòu)是呈雙螺旋結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上兩個(gè)依據(jù)，沃森和克里克在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了很多的DNA模型，都是把堿基放在外側(cè)，均以

6、失敗而告終。在1952年的春天，從奧地利的生物學(xué)家查哥夫那里得到一個(gè)重要信息：DNA分子的堿基數(shù)總是“A=T、G=C”。沃森和克里克嘗試讓AT、GC配對(duì)，構(gòu)建出新的DNA模型與弗蘭克林提供的DNA衍射圖譜完全相符，并且能夠解釋一系列的生物學(xué)問題。所以沃森、克里克和威爾金斯三人于1962年獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。用八分鐘左右時(shí)間讓學(xué)生制作活動(dòng)：分發(fā)DNA模型盒，讓學(xué)生之間分工合作制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。八分鐘過后，再用多媒體演示DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程和方法。3.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠利用同學(xué)們自作的DNA模型實(shí)行解說，對(duì)學(xué)生提問，歸納出DNA結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是： 兩條長(zhǎng)鏈按反向平行方式盤旋成

7、雙螺旋結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)要解釋“反向”，一條鏈?zhǔn)?，3，另一條鏈?zhǔn)?，5，不宜過深）。 脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在DNA分子的外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則： 兩條鏈上的堿基通過氫鍵（教師對(duì)“氫鍵”要實(shí)行必要的解釋）連接成堿基對(duì)，且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律：AT、GC（A一定與T配對(duì)，G一定與C配對(duì)）。可見，DNA一條鏈上的堿基排列順序確定了，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，另一條鏈上的堿基排列順序也就確定了。教師設(shè)問，學(xué)生思考后，由教師回答： 設(shè)問一：堿基配對(duì)時(shí)，為什么嘌呤堿基不與嘌呤堿基或嘧啶堿基不與嘧啶堿基配對(duì)呢？ 這是因?yàn)猷堰蕢A是雙環(huán)化合物（多媒體展示），占有空間大；嘧啶堿是單環(huán)化

8、合物（多媒體展示），占有空間小。而DNA分子的兩條鏈的距離是固定的，只有雙環(huán)化合物和單環(huán)化合物配對(duì)才合適。 設(shè)問二：為什么只能是AT、GC，不能是AC，GT呢？ 這是因?yàn)锳與T通過兩個(gè)氫鍵相連，G與C通過三個(gè)氫鍵相連，這樣使DNA的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，所以，A與T或G與C的摩爾數(shù)比例均為1：1。 同時(shí)教師拿出同學(xué)們作好的DNA模型實(shí)行比較，指出一些錯(cuò)誤，并更正。并要求同學(xué)之間比較DNA堿基的排列順序，看看有沒有完全一樣的。再回應(yīng)導(dǎo)課時(shí)的情景。這樣有前后回應(yīng)之功效。 學(xué)生訓(xùn)練：某生物細(xì)胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18，那么鳥嘌呤的分子數(shù)占（ ） A9 B18 C32% D36答案：C【課堂小

9、結(jié)】本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了DNA的化學(xué)組成，DNA的平面、立體結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。組成DNA的堿基共有A、T、G、C四種，構(gòu)成DNA的基本單位也有4種。每個(gè)DNA分子由二條多脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條鏈上的堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，即AT、GC，通過氫鍵連接成堿基對(duì)。【遷移訓(xùn)練】1課本51頁基礎(chǔ)題中的1小題。 2在DNA分子 中，兩條鏈之間的兩個(gè)脫氧核苷酸，相互連接的部位是 （ ）A. 堿基 B. 磷酸 C .脫氧核糖 D. 任一部位答案：A【板書設(shè)計(jì)】1、DNA分子的基本組成單位脫氧核苷酸 磷酸脫氧核苷酸 脫氧核糖 含氮堿基（4種，A、T、G、C）2、DNA的平面和立體結(jié)構(gòu)3、DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)兩條長(zhǎng)鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架，排列在外側(cè)，堿基成對(duì)排列在內(nèi)側(cè)。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則： 堿基配對(duì)有一定的規(guī)律：AT、GC【教學(xué)反思】在教學(xué)中我把DNA結(jié)構(gòu)模型的制作實(shí)驗(yàn)穿插在教學(xué)過程中，讓學(xué)生分組扮演科學(xué)家角色制作DNA模型，這對(duì)學(xué)生理解脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)非常有益。這樣能夠使DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)、堿基互