一 : DNA分子的结构与复制(一轮复习)

dna分子的结构ppt DNA分子的结构与复制(一轮复习)

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二 : DNA分子的结构

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扩展：dna分子结构 / dna分子的结构是 / dna分子的结构ppt

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三 : 第2节  DNA分子的结构

                                                           第2节dna分子的结构

教学目的

　　1.理解dna分子的结构特点。
　　2.理解dna分子复制的过程和意义。
　　3.通过学习dna分子的结构，培养学生的空间想象能力。
　　4.通过制作dna双螺旋结构模型，培养学生的创新能力和动手操作能力。
　　5．通过“设同—议论—补充—结论”的教学模式，充分发挥学生的主体作用。

　　教学重点

　　dna分子的结构和复制。
　　教学难点
　　dna分子的结构特点和dna分子的复制过程。

　　教学用具

　　1.dna双螺旋结构模型。
　　2.dna分子复制过程图解。
　　3.自制的幻灯胶片。

　　教学方法

　　探究与讲述相结合。

　　教材分析

　　本节内容用两课时。第一课时讲dna分子的结构，第二课时讲dna分子的复制。利用两课时之间的课余时间让学生自制dna双螺旋结构模型。为了能使学生制作成功，在第一课时多用些时间，适当补充些有关dna的生化知识，让学生很好地掌握dna“双链、螺旋，平行，反向，配对”的空间结构，为第二节dna分子的复制的学习打下基础。

板 书 

教学过程

二、dna分子的结构和复制
　
　　核苷酸
含n碱基（chon）
　｜
戊糖（c、h、0）
　｜
磷酸（h、0、p）
（一）dna分子的结构
　
1．构成dna分子的基本单元—脱氧核糖核酸 
　
　
　
　
2．脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起形成多核苷酸链
a-脱氧核糖-磷酸
          ＼
t-脱氧核糖-磷酸
          ＼
c-脱氧核糖-磷酸
          ＼
g-脱氧核糖-磷酸
　　磷
　　|
　　脱—a
　　｜
　　磷
　　｜
　　脱—t
　　｜
　　磷
　　｜
　　脱—c
　　｜
　　磷
　　｜
　　脱—g
3.dna分子由两条平行且反向的多核苷酸链构成
　
a十g＝t十c
4.dna分子的立体结构是规则的双螺旋结构
①脱氧核苷酸的排列顺序千变万化（多样性）
②双链平行且反向
③碱基互补配对（特异性）
　　双链螺旋结构
　　极性反向平行
　　碱基互补配对
　　排列顺序无穷
（二）制作dna双螺旋结构模型 
　存在问题：
　1.碱基间距不一
　2.双键不平行
　3.外侧链不反向
　4.螺旋周期不足或多于10个核苷酸　
　
  应该注意：
　1.选材适宜
　2.嘌呤碱基ag和嘧啶碱基ct的区别。
　3.外侧脱—磷—脱—磷链的平行和反向。
　4.螺旋周期。
　5.氢键的连接。  第一课时
　　引言：我们已经学习了dna是主要的遗传物质及dna作为遗传物质的证据。同学们已经知道：dna在生物传种接代、生命延续中的重要作用。不知有没有想过：
　　提问：为什么dna在生命活动中的作用如此重要？
　　（生甲：与dna结构严谨有关；生乙：与dna可以复制有关。）
　　教师小结：同学们回答得很好！dna能在遗传中起重要作用与它的结构和功能特点有密切的关系。那么，dna结构如何？怎样进行复制呢？在学习之前，我们还是来回忆一下“生命的物质基础”中的有关知识。
　　提问：核酸有几种？
　　回答：核酸有两种：核糖核酸rna和脱氧核糖核酸dna。
　　提问：核酸是由哪些元素组成的？
　　回答：核酸是由c、h、0、n、p五种元素组成的。
　　提问：构成核酸的基本单位是什么？
　　回答：是核苷酸。
　　讲述：核苷酸有两大类：一类是构成rna的基本单位：核核苷酸；另一类是构成dna的基本单位：脱氧核糖核苷酸。
　　提问：在粗提取dna的实验中，dna哪一个重要特性是在实验中应引起注意的？
　　（回答：极易吸附于玻璃上因而不能用玻璃试管。）
　　提问：rna与dna有何区别？（学生讨论：略）
　　教师小结：出示幻灯片，附表于后。
　　讲述：1953年英国科学家克里克和美国科学家沃森共同提出了dna的双螺旋结构。
　　1.构成dna分子的基本单位——脱氧核糖核苷酸。
　　（出示幻灯片）
　　讲述：戊糖的第二号碳原子脱去了一个氧原子，故为脱氧核糖；含n碱基与脱氧核糖的第一号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子核苷；磷酸分子与脱氧核糖的第五号碳原子间脱去一个水分子连在一起构成一分子脱氧核糖核苷酸；构成脱氧核苷酸的含n碱基共有4种：嘌呤：腺嘌呤a、鸟嘌呤g；嘧啶：胞嘧啶c、胸腺嘧啶t。
　　由此：四种含n碱基分别构成了四种脱氧核苷酸：腺嘌呤（a）脱氧核苷酸。鸟嘌呤（g）脱氧核苷酸。胞嘧啶（c）脱氧核苷酸、胸腺嘧啶（t）脱氧核苷酸。
　　2．脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起成为多核苷酸链。
　　（出示幻灯片）
　　讲述：上一分子脱氧核苷酸的第3号碳原子脱去（-oh），下一分子脱氧核苷酸的磷酸分子脱去（-h），这样脱去一分子水使两个脱氧核苷酸连在一起。多个脱氧核苷酸通过脱水缩合便形成了脱氧核苷酸链（多核苷酸链）：外侧链“磷酸—脱氧核糖”交替排列，含n碱基连在链的脱氧核糖上。
　　3.dna分子是由两条平行且反向的多核苷酸链构成。
　　讲述：在双核苷酸链的外侧骨架一条为：磷—脱—磷—脱；另一条为：脱—磷—脱—磷；两条链上的脱氧核苷酸数目相等，长度一样，排列反向；内部的碱基间严格遵循碱基互补配对原则：一条链上有碱基a，另一条链必有碱基t与其配对，一条链上有碱基c，另一条链上必有碱基g与其配对；碱基间通过氢键连在一起：a与t有两个氢键，g与c有三个氢键。由此，在双链dna分子中：嘧啶碱基的总数与嘌呤碱基的总数相等。a＋g＝c＋t。这可作为判断单、双链dna的唯一依据。但不同生物的dna分子中at对和gc对的比例不同：
　　（a＋t）／（g＋c）＝a(不同生物a值不同）。
　　4.dna分子的立体结构是规则的双螺旋结构。
　　（出示dna双螺旋结构模型）
　　讲述：在dna分子的双链螺旋结构中：①共有四种碱基对：at对、ta对、gc对、cg对。②每螺旋一周一条链由10个脱氧核苷酸构成，也就是有10对碱基可螺旋为一周，这样的螺旋结构对链上的脱氧核苷酸顺序无任何限制。因此，dna分子中的脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。从四种碱基中任选三种在一条链上作全排列的形式就有43＝64种。假设一条链上有4000个碱基，按全排列的公式推算则有多少种排列顺序呢？
  （让学生通过对数计算可以得出44000=102408种）
　　这样千变万化的顺序决定了生物界的多样性。人类中找不到两个人的指纹完全相同就在于此。但是，每一dna都有其特异的脱氧核苷酸的排列顺序。由此，我们完全可以通过对dna中脱氧核苷酸序列的测定建立人的dna档案，鉴别人的血缘关系，为刑事案的侦破提供可靠依据，是人类基因组计划研究的重要组成部分。
　　由上1、2、3、4可知：dna的结构为：（见板书）
　　这样严谨的结构，使dna分子的结构具有相对的稳定性，从而使生命能种族延续、代代相传——遗传。

　　二、制作dna双螺旋结构模型

　　（让学生结合上课时及教材上所讲有关dna结构的内容，自己动手制作dna双螺旋结构模型，进一步加深对dna分子结构特点的理解，选择适当的材料，利用课余时间，每四人分成二组进行制作。）
　　（经收回后检查，有些小组制作效果不太好，存在下列问题
　　1.碱基间距不一
　　2.双链不平行
　　3.没有体现出“反向”。
　　4.每螺旋一周不足10个脱氧核苷酸或多于10个。
　　但在选材上，同学们费了心思：有硬纸片，有玉米杆，有橡皮泥，还有用泥土捏制等。）
　　（各小组就制作过程进行充分讨论，略。）

　　教师小结：同学们讨论的很好，在制作时应该：

　　1．选材要适当，易取，易制为好。
　　2．把嘌呤和嘧啶两类碱基从形状上区别开。
　　3．外侧骨架“脱—磷—脱—磷……”链的平行和反向。
　　4．螺旋一周必须为10个核苷酸。
　　5．氢键数目：at对两个，cg对三个。
　　制作不好的各小组的同学，下课以后，不妨重新制作。能制
好吗？
　　生：能！
　　师：好！我和同学们一起等你们满意而归。
　　提问：在制过程中，有没有同学想到dna是左旋，还是右旋呢？
　　生：这个没想过，我们认为是左旋。
　　师：好！dna到底是左旋，还是右旋，我在这里就不详述了，等同学们上了大学后再学习。

四 : DNA分子的结构和复制

教学设计方案
【教学重点、难点、疑点及解决办法】
1．教学重点
　　（1）dna分子的结构。
　　（2）碱基互补配对原则及其重要性。
　　（3）dna分子的多样性。
　　（4）dna复制的过程及特点。
2．教学难点
　　（1）dna分子的立体结构特点。
　　（2）dna分子的复制过程。
3．教学疑点
　　dna分子中只能是a—t、c－g配对吗？能不能a—c、g—t配对？为什么？
4．解决办法
　　（1）充分发挥多媒体计算机的独特功能，把dna的化学组成、立体结构和dna的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。
　　（2）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。
　　（3）通过讨论交流、通过提高学生的识图能力、思维能力，通过配合适当的练习，将知识化难为易。
　　（4）通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的稳定性，来说明只能是a—t、c—g配对。
【课时安排】  2课时。
【教学过程】
第一课时
（一）引言：
　　我们经过学习，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？我们来学习dna的结构。
（二）教学过程
　　1．dna的结构
　　1953年，沃森和克里克提出了著名的dna双螺旋模型，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
　　学生阅读教材第7－8页，看懂图6－4及银幕上出现的结构平面图，基本单位图。学生回答下列问题：
　　①组成dna的基本单位是什么？每个基本单位由哪三部分组成？
　　②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？
　　学生回答后，教师点拨：
　　①组成dna的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧苷糖、一个磷酸和一个含氮碱基组成。
　　②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。
　　（2）dna分子的立体结构
　　出示dna模型，学生阅书第8页，指着模型进解说过归纳，结构的主要特点是：
　　①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，一条链是55－35，另一条链是35－55，不宜过深）。
　　②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。
　　③碱基互补配对原则：
　　两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）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）。
　　可见，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（可在黑板上练习一道题以巩固互补配对原则）。
　　教师设问，学生思考后，由教师回答：
　　设问一：碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢？
　　这是由于嘌呤碱是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱是单环化合物（画出单环），占有空间小。而dna分子的两条链的距离是固定的，只有双环化合物和单环化合物配对才合适。
　　设问二：为什么只能是a—t、g—c，不能是a—c，g—t呢？
　　这是由于a与t通过两个氢键相连，g与c通过三个氢键相连，这样使dna的结构更加稳定，所以，a与t或g与c的摩尔数比例均为1：1。
　　学生训练：某生物细胞dna分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18％，那么鸟嘌呤的分子数占（  ）
　　a．9％　　b．18％　　c．32%　　d．36％
答案：c
　　（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《实验十二、制作dna双螺旋结构模型》，实验的材料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范，控制好上课的时间）。
　　（3）dna的特性
　　师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。
　　①稳定性：dna分子两条长链上的脱氧核糖与pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致dan分子的稳定性。
　　②多样性：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。如一个最短的dna分子大约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有  种。实际上构成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。
　　③特异性：每个特定的dna分子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。
　　本节课我们学习了dna的化学组成，dna的立体结构和dna的特性。组成dna的碱基共有a、t、g、c四种，构成dna的基本单位也有4种。每个dna分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即a—t、g—c，通过氢键连接成碱基对。dna分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化，4种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个dna分子能够贮存大量的遗传信息。
（三）课堂练习
　　1．课本10- 11页三、四题。
　　2．根据碱基互补配对原则，在a≠g时，双链dn a分子中，下列四个式子中正确的是（  ）
　　a．       b． 
　　c．       d． 
　　答案：选b
　　3．分析一个dna分子时，其一条链上  那么它的另一条链和整个dna分子中的比例分别是（  ）
　　a．0.4和0.6　　b．2.5和0.4
　　c．0.6和1.0　　d．2.5和1.0
　　答案：d
（四）板书设计
　　 
第二课时
　　（一）引言：
　　通过上节课有关dna结构的学习，理解dna分子不仅能够储存大量的遗传信息，还能传递遗传信息，遗传信息的传递就是通过dna分子的复制来完成的，怎样复制呢？
　　（二）教学过程：
　　2．dna的复制
　　（1）复制的概念
　　在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期，以母细胞dna分子为模板，合成子代dna的过程。dna的复制实质上是遗传信息的复制。
　　（2）“准确”复制的原理
　　①dna具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；
　　②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
　　（3）dna复制的过程
　　学生阅书第10页，看图6-6，银幕上也出现动态的dna分子复制过程图解，待学生看懂图后，回答如下问题：
　　①什么叫解旋？解旋的目的是什么？
　　②什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？
　　③简述“子链”形成的过程。
　　让学生充分回答上述问题后，教师强调：
　　复制的过程大致可归纳为如下三点：
　　①解旋提供准确模板：在atp供能、解旋酶的作用下，dna分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。
　　②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。
　　③子、母链结合盘绕形成新dna分子：在dna聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的dna分子，这样，1dna分子→2个完全相同的dna分子。
　　（4）dna复制的特点
讲述：
　　①dna分子是边解旋边复制的，是一种半保留式复制，即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。
　　②dna复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制。从而保证了子代和亲代具有相同的遗传性状。
　　问：dna复制后两个子代dna分子和亲代dna分子是否完全相同？为什么？
　　通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固dna复制的全过程。
　　（5）dna复制的必需条件
讲述：
　　dna复制时必需条件是亲代dna的两条母链提供准确模板、四种脱氧核苷酸为原料、能量（atp）和一系列的酶，缺少其中任何一种，dna复制都无法进行。
　　（6）dna复制的生物学意义
　　dna通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。
（三）小结：
　　1．通过学习dna的结构和复制，必须掌握dna的化学组成、立体结构、碱基互补配对原则以及dna的复制过程、复制的必需条件及dna复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。
　　2．目前dna分子广泛用于刑事案件侦破等方面
　　（l）dna分子是亲子鉴定的主要证据之一。
　　（2）把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与dna有关。
（四）课堂练习：
　　1．某生物的双链 dna分子共有含氮碱基77对，其中一条链上（a+t）：（c+ g）＝2.5，问该dna分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（  ）
　　a．1200个       b．400个     c．600个        d．1500个
　　2．课本第10页复习题一、二。
（五）板书设计
　　 

本文标题：DNA分子的结构-DNA分子的结构与复制(一轮复习)
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