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文檔簡介
1、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)二 DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制 教學(xué)目標(biāo) 1知識目標(biāo)(1)理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(2)理解DNA分子復(fù)制的過程和意義。2能力目標(biāo)(1)培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力:在自學(xué)中去領(lǐng)悟知識,去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。(2)培養(yǎng)觀察能力、分析理解能力:通過觀察DNA結(jié)構(gòu)模型及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型來提高觀察能力、分析和理解能力。(3)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力:通過探索求知、制作模型、討論交流激發(fā)獨(dú)立思考、主動獲取新知識的能力。3情感目標(biāo)通過DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的學(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?!窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法】1教學(xué)重點(diǎn)(1)DNA分子的結(jié)構(gòu)。(2
2、)堿基互補(bǔ)配對原則及其重要性。(3)DNA分子的多樣性。(4)DNA復(fù)制的過程及特點(diǎn)。2教學(xué)難點(diǎn)(1)DNA分子的立體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(2)DNA分子的復(fù)制過程。3教學(xué)疑點(diǎn)DNA分子中只能是AT、CG配對嗎?能不能AC、GT配對?為什么?4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的化學(xué)組成、立體結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制過程等重、難點(diǎn)知識編制成多媒體課件。將這些較難理解的重、難點(diǎn)知識變靜為動、變抽象為形象,轉(zhuǎn)化為易于吸收的知識。(2)通過制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解和認(rèn)識。(3)通過討論交流、通過提高學(xué)生的識圖能力、思維能力,通過配合適當(dāng)?shù)木毩?xí),將知識化難為易。(4
3、)通過單環(huán)化合物、雙環(huán)化合物所占空間及堿基對之間氫鍵數(shù)的穩(wěn)定性,來說明只能是AT、CG配對?!菊n時(shí)安排】 2課時(shí)?!窘虒W(xué)過程】第一課時(shí)(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?我們來學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)。(二)教學(xué)過程1DNA的結(jié)構(gòu)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)。為了理解DNA的結(jié)構(gòu),先來學(xué)習(xí)DNA的化學(xué)組成。(1)DNA的化學(xué)組成學(xué)生閱讀教材第78頁,看懂圖64及銀幕上出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)平面圖,基本單位圖。學(xué)生回答下列問題:組成DNA的基本單位是什
4、么?每個(gè)基本單位由哪三部分組成?組成DNA的堿基有哪幾種?脫氧核苷酸呢?DNA的每一條鏈?zhǔn)侨绾谓M成的?學(xué)生回答后,教師點(diǎn)撥:組成DNA的基本單位是脫氧核苷酸,它由一個(gè)脫氧苷糖、一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮堿基組成。組成DNA的堿基有四種:腺嘌呤(A),鳥嘌呤(G),胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T);有四種脫氧核苷酸: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。DNA的每一條鏈由四種不同的脫氧核苷酸聚合而成多脫氧核苷酸鏈。(2)DNA分子的立體結(jié)構(gòu)出示DNA模型,學(xué)生閱書第8頁,指著模型進(jìn)解說過歸納,結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是:兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)(簡要解釋“反向”,一條
5、鏈?zhǔn)?535,另一條鏈?zhǔn)?555,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)配對原則:兩條鏈上的堿基通過氫鍵(教師對“氫鍵”要進(jìn)行必要的解釋)連接成堿基對,且堿基配對有一定的規(guī)律:AT、GC(A一定與T配對,G一定與C配對)。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)配對原則,另一條鏈上的堿基排列順序也就確定了(可在黑板上練習(xí)一道題以鞏固互補(bǔ)配對原則)。教師設(shè)問,學(xué)生思考后,由教師回答:設(shè)問一:堿基配對時(shí),為什么嘌呤堿不與嘌呤堿或嘧啶堿不與嘧啶堿配對呢?這是由于嘌呤堿是雙環(huán)化合物(畫出雙環(huán)),占有空間大;嘧啶堿是單環(huán)化合物(畫
6、出單環(huán)),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)化合物配對才合適。設(shè)問二:為什么只能是AT、GC,不能是AC,GT呢?這是由于A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。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( )A9B18C32%D36答案:C(為鞏固DNA立體結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識,加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解,此時(shí)應(yīng)讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)十二、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,實(shí)驗(yàn)的材料及一些基本步驟可在上課前準(zhǔn)備好,教師示范,控制好上課的時(shí)間)。(3
7、)DNA的特性師生共同活動,學(xué)生討論和教師點(diǎn)撥相結(jié)合。穩(wěn)定性:DNA分子兩條長鏈上的脫氧核糖與Pi交替排列的順序和兩條鏈之間堿基互補(bǔ)配對的方式是穩(wěn)定不變的,從而導(dǎo)致DAN分子的穩(wěn)定性。多樣性:DNA分子中堿基相互配對的方式雖然不變,而長鏈中的堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。如一個(gè)最短的DNA分子大約有4000個(gè)堿基對,這些堿基對可能的排列方式就有 種。實(shí)際上構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸數(shù)目是成千上萬的,其排列種類幾乎是無限的,這就構(gòu)成DNA分子的多樣性。特異性:每個(gè)特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序,這種特定的堿基排列順序就構(gòu)成了DNA分子自身嚴(yán)格的特異性。本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了DNA的化學(xué)組成,
8、DNA的立體結(jié)構(gòu)和DNA的特性。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)配對原則,即AT、GC,通過氫鍵連接成堿基對。DNA分子具有穩(wěn)定性、多樣性和特異性。多樣性產(chǎn)生的原因主要是堿基對的排列順序千變?nèi)f化,4種脫氧核苷酸排列的特定順序,包括特定的遺傳信息。每個(gè)DNA分子能夠貯存大量的遺傳信息。(三)課堂練習(xí)1課本10- 11頁三、四題。2根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,在AG時(shí),雙鏈DN A分子中,下列四個(gè)式子中正確的是( )A
9、 B C D 答案:選B3分析一個(gè)DNA分子時(shí),其一條鏈上 那么它的另一條鏈和整個(gè)DNA分子中的比例分別是( )A0.4和0.6B2.5和0.4C0.6和1.0D2.5和1.0答案:D(四)板書設(shè)計(jì) 第二課時(shí)(一)引言:通過上節(jié)課有關(guān)DNA結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),理解DNA分子不僅能夠儲存大量的遺傳信息,還能傳遞遺傳信息,遺傳信息的傳遞就是通過DNA分子的復(fù)制來完成的,怎樣復(fù)制呢?(二)教學(xué)過程:2DNA的復(fù)制(1)復(fù)制的概念在細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的間期,以母細(xì)胞DNA分子為模板,合成子代DNA的過程。DNA的復(fù)制實(shí)質(zhì)上是遺傳信息的復(fù)制
10、。(2)“準(zhǔn)確”復(fù)制的原理DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu),能為復(fù)制提供模板;堿基具有互補(bǔ)配對的能力,能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。(3)DNA復(fù)制的過程學(xué)生閱書第10頁,看圖6-6,銀幕上也出現(xiàn)動態(tài)的DNA分子復(fù)制過程圖解,待學(xué)生看懂圖后,回答如下問題:什么叫解旋?解旋的目的是什么?什么叫“子鏈”?復(fù)制一次能形成幾條子鏈?簡述“子鏈”形成的過程。讓學(xué)生充分回答上述問題后,教師強(qiáng)調(diào):復(fù)制的過程大致可歸納為如下三點(diǎn):解旋提供準(zhǔn)確模板:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂,兩條螺旋的雙鏈解開,這個(gè)過程叫做解旋。解開的兩條單鏈叫母鏈(模板鏈)。合成互補(bǔ)子鏈:以上述解開的每
11、一段母鏈為模板,以周圍環(huán)境中游離的4種脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補(bǔ)配對原則,在有關(guān)酶的作用下,各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。子、母鏈結(jié)合盤繞形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,隨著解旋過程的進(jìn)行,新合成的子鏈不斷地延伸,同時(shí)每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu),從而各自形成一個(gè)新的DNA分子,這樣,1DNA分子2個(gè)完全相同的DNA分子。(4)DNA復(fù)制的特點(diǎn)講述:DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的,是一種半保留式復(fù)制,即在子代雙鏈中,有一條是親代原有的鏈,另一條(子鏈)則是新合成的。DNA復(fù)制嚴(yán)格遵守堿基互補(bǔ)配對原則準(zhǔn)確復(fù)制。從而保證了子代和親代具有相同的遺傳性狀。問:DNA復(fù)制后兩個(gè)子代D
12、NA分子和親代DNA分子是否完全相同?為什么?通過設(shè)問,學(xué)生回答,進(jìn)一步讓學(xué)生理解和鞏固DNA復(fù)制的全過程。(5)DNA復(fù)制的必需條件講述:DNA復(fù)制時(shí)必需條件是親代DNA的兩條母鏈提供準(zhǔn)確模板、四種脫氧核苷酸為原料、能量(ATP)和一系列的酶,缺少其中任何一種,DNA復(fù)制都無法進(jìn)行。(6)DNA復(fù)制的生物學(xué)意義DNA通過復(fù)制,使遺傳信息從親代傳給了子代,從而保證了物種的相對穩(wěn)定性,保持了遺傳信息的連續(xù)性,使種族得以延續(xù)。(三)小結(jié):1通過學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制,必須掌握DNA的化學(xué)組成、立體結(jié)構(gòu)、堿基互補(bǔ)配對原則以及DNA的復(fù)制過程、復(fù)制的必需條件及DNA復(fù)制在生物學(xué)上的重要意義。為學(xué)習(xí)生物的遺傳和生物的變異奠定基礎(chǔ)。2目前DNA分子廣泛用于刑事案件偵破等方面(l)DNA分子是親子鑒定的主要證據(jù)之一。(2)把案犯在現(xiàn)場留下的毛發(fā)、血等進(jìn)行分析作為破案的證據(jù),與DNA有關(guān)。(四)課堂練習(xí):1某生物的雙鏈 DNA分子共有含氮堿基77對,其中一條鏈上(A+T):(C
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