高中生物必修二第三章第2节 DNA分子的结构
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《DNA 分子的结构》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《DNA 分子的结构》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《DNA 分子的结构》是高中生物必修 2《遗传与进化》中第三章第二节的内容。
DNA 作为遗传物质,其分子结构是理解遗传信息传递和表达的基础。
本节内容不仅是对前面遗传物质本质的深入探讨,也为后续基因的表达等内容的学习奠定了重要的基础。
教材首先介绍了 DNA 双螺旋结构模型的构建历程,让学生了解科学家们的探索过程和科学方法;然后详细阐述了 DNA 分子的结构特点,包括双螺旋结构、碱基互补配对原则等。
通过学习,学生能够从分子水平上理解生命的本质和遗传规律。
二、学情分析学生在之前的学习中已经了解了 DNA 是遗传物质,对 DNA 有了初步的认识,但对于 DNA 分子的具体结构还比较陌生。
高中生具备一定的逻辑思维能力和抽象思维能力,但对于微观分子结构的理解仍存在一定的困难。
因此,在教学中需要通过多种教学方法和手段,帮助学生构建 DNA 分子的结构模型,加深对其结构特点的理解。
三、教学目标1、知识目标(1)简述 DNA 分子双螺旋结构的主要特点。
(2)理解碱基互补配对原则。
2、能力目标(1)通过制作 DNA 双螺旋结构模型,培养学生的动手能力和空间思维能力。
(2)通过对 DNA 结构的分析,培养学生的逻辑思维能力。
3、情感态度与价值观目标(1)体验科学家的探索过程,培养学生的科学精神和创新意识。
(2)认同 DNA 结构的稳定性、多样性和特异性,体会生命的奥秘。
四、教学重难点1、教学重点(1)DNA 分子双螺旋结构的主要特点。
(2)碱基互补配对原则。
2、教学难点(1)DNA 分子双螺旋结构的特点。
(2)DNA 分子结构中碱基数量关系的计算。
五、教法与学法1、教法(1)直观教学法:通过多媒体展示 DNA 分子结构的图片和动画,让学生直观地感受 DNA 分子的结构。
《DNA分子的结构》《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修二第三章的第二节,主要包括DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构以及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容。
以沃森和克里克的模型建构过程入手,通过学生自主建构模型,加深对DNA分子结构特点的理解。
本节内容是在学习“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”之后,从分子水平上进一步学习遗传的本质。
在此之前,必修一中已详细介绍DNA的中文名称、组成元素、基本单位及核苷酸的种类,为本节课的学习打下基础。
同时,通过这一节,为后面将要学习的“DNA 复制”以及“基因表达”等相关内容做铺垫。
【知识与能力目标】1、概述DNA分子结构的主要特点;2、讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
【过程与方法目标】制作DNA分子双螺旋结构模型。
【情感态度价值观目标】形成实事求是的科学态度和不断探究的科学精神。
【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。
1、多媒体课件;2、学生完成相应预习内容;3、学生课前查阅相关背景资料,搜集有关资料。
【导入新课】课件展示:拐卖儿童的一些新闻。
引发学生思考:我们怎么检测被盗儿童的身份呢?介绍DNA数据库在打拐行动中的应用。
带领学生回顾DNA的相关知识点。
DNA的中文全称:脱氧核糖核酸组成元素:C H O N P组成单位:脱氧核糖核苷酸通过快问快答方式回顾4种碱基和核苷酸。
教师:那DNA究竟长什么样子呢?它有怎样的分子结构?【讲授新知】一、DNA双螺旋结构模型建构通过课前的预习,目前最经典的模型是什么?组织学生阅读教材47-48页的内容,并在阅读过程中思考这样一个问题:沃森和克里克在模型建构的过程中,利用了他人的哪些经验和成果?从三方面进行分析:①科学界已有认识②富兰克林和威尔金斯(X射线衍射图谱)③查哥夫这就是DNA双螺旋结构模型建构出来的整个科学史,那沃森和克里克的这种工作方式给与你哪些启示呢?【讲授新知】二、DNA分子的结构接下来就共同学习脱氧核苷酸是怎么一步一步的构成DNA分子的。
1.DNA 是由四种不同的(A 、G 、C 、T)脱氧核苷酸聚合而成的高分子化合物。
2.DNA 分子的双螺旋结构:①脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧,形成两条脱氧核苷酸链(反向平行),构成DNA 的基本骨架;②两条脱氧核苷酸链之间是碱基对,排列在内侧。
3.DNA 分子中碱基之间一一对应,遵循卡伽夫法则 (碱基互补配对):A 一定与T 配对,A 和T 的分子数相等;G 一定与C 配对,G 和C 的分子数相等;但A +T 的量不一定等于G +C 的量。
依据卡伽夫法则可以确定是双链DNA 还是单链DNA 。
4.不同生物的DNA 碱基对的数目可能相同,但碱基对的排列顺序肯定不同。
5.基因是有遗传效应的DNA 片段,基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
对应学生用书P491.DNA 的化学组成(1)基本组成元素:C 、H 、O 、N 、P 五种元素。
(2)基本单元:脱氧核苷酸。
(3)脱氧核苷酸分子组成:脱氧核苷酸⎩⎨⎧ 脱氧核苷⎩⎪⎨⎪⎧ 脱氧核糖碱基(A 、T 、G 、C )磷酸 (4)脱氧核苷酸的种类:①碱基组成:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。
②种类: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。
2.DNA 分子的结构特点[巧学妙记] DNA 结构的“五、四、三、二、一”五种元素:C 、H 、O 、N 、P ;四种碱基:A 、G 、C 、T ,相应的有四种脱氧核苷酸;三种物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基;两条长链:两条反向平行的脱氧核苷酸链;一种螺旋:规则的双螺旋结构。
1.DNA 分子主要存在于细胞的什么部位?提示:DNA 分子主要存在于细胞核中的染色体上,在线粒体和叶绿体中有少量分布。
2.双链DNA 分子中,嘌呤碱基数与嘧啶碱基数有什么关系?提示:嘌呤碱基数=嘧啶碱基数。
3.每个DNA 片段中,游离的磷酸基团数是多少?磷酸数∶脱氧核糖数∶含氮碱基数的比例是多少?提示:(1)2个;(2)1∶1∶1。
2022-2022年高中生物人教版必修2 第3章第2节DNA 分子的结构选择题DNA指纹技术是法医物证学上进行个人认定的方法,人的DNA “指纹”是指DNA的()A.双螺旋结构B.磷酸和脱氧核糖的排列顺序C.碱基配对原则D.脱氧核苷酸的排列顺序【答案】D【解析】A、一般情况下,不同生物的DNA分子都具有双螺旋结构,A不符合题意;B、不同生物的DNA分子中,磷酸和脱氧核糖的排列顺序相同,不是DNA“指纹”,B不符合题意;C、不同生物的DNA分子中,碱基互补配对方式都相同,不是DNA“指纹”,C不符合题意;D、DNA“指纹”是指DNA中脱氧核苷酸的排列顺序,因为不同DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序不同,D符合题意。
故答案为:DDNA分子中每个DNA都有自己特定的碱基对排列顺序。
选择题实验证实基因位于染色体上的科学家和揭示出DNA分子是双螺旋结构的科学家分别是()A.孟德尔、摩尔根B.萨顿、沃森和克里克C.萨顿、艾弗里D.摩尔根、沃森和克里克【答案】D【解析】摩尔根通过果蝇眼色杂交实验证明基因在染色体上;沃森和克里克运用构建物理模型的方法创建了DNA分子双螺旋结构模型。
故答案为:D摩尔根通过果蝇杂交实验证实基因位于染色体上DNA双基因螺旋结构模型构建1、1951年威尔金斯展示了DNA的X射线的衍射图谱,并且获得相关其数据2、沃森和克里克提出DNA螺旋结构的初步构想。
3、1952年查哥夫指出:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量(A=T),鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C).4、1953年沃森和克里克发表文章《核酸的分子结构模型-脱氧核糖核酸的一个结构模型》选择题下图为某同学在学习DNA的结构后制作的含有两个碱基对的DNA片段(“○”代表磷酸基因),下列为几位同学对此图的评价,其中正确的是()A.甲说:“物质组成和结构上没有错误”B.乙说:“只有一处错误,就是U应改为T”C.丙说:“有多处错误,其中核糖应改为脱氧核糖”D.丁说:“如果说他画的是RNA双链,则该图就是正确的”【答案】C【解析】DNA中含有的五碳糖应为脱氧核糖,而不是核糖;不含碱基U,而是含有碱基T;两个相邻核苷酸之间的磷酸二酯键连接不正确,应是前一个核苷酸的脱氧核糖与后一个核苷酸的磷酸之间通过磷酸二酯键连接。
第2节DNA的结构[学习目标] 1.概述DNA结构的主要特点。
2.通过对DNA双螺旋结构模型构建过程的交流和讨论,认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。
3.制作DNA双螺旋结构模型。
一、DNA双螺旋结构模型的构建1.构建者:美国生物学家________和英国物理学家________。
2.过程任务一:DNA双螺旋结构模型的构建1.DNA的两条单链由碱基连接而成还是由“脱氧核糖—磷酸”的基本骨架连接而成?请结合以下资料,判断模型1、2中哪一个是科学的?资料一嘌呤和嘧啶碱基具有疏水性,脱氧核糖和磷酸具有亲水性。
请判断:在科学的模型下画“√”,反之画“×”。
2.两条链中的碱基排列在内侧,是相同的碱基两两相连吗?请结合以下资料进行分析:资料二DNA螺旋的直径是固定的,均为2 nm。
资料三嘌呤和嘧啶的分子结构图结论:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
3.请根据查哥夫碱基数据表猜测应是哪两种碱基配对?碱基的相对含量来源腺嘌呤A 鸟嘌呤G 胞嘧啶C 胸腺嘧啶T人30.9 19.9 19.8 29.4牛27.9 22.7 22.1 27.3酵母菌31.3 18.7 17.1 32.9结核分枝杆菌15.1 34.9 35.4 14.6结论:________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。
1.下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA结构模型构建方面的突出贡献的说法,正确的是()A.威尔金斯和富兰克林提供了DNA的电子显微镜图像B.沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型C.查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系D.富兰克林和查哥夫发现DNA分子中A的量等于T的量、C的量等于G的量2.1953年,沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型,其重要意义在于()①证明DNA是遗传物质②确定DNA是染色体的组成成分③发现DNA如何储存遗传信息④为DNA复制机制的阐明奠定基础A.①③B.②③C.②④D.③④二、DNA的结构1.DNA双螺旋结构的主要特点项目特点整体由____条脱氧核苷酸链按____方式盘旋成双螺旋结构排列外侧__________和______交替连接,构成基本骨架内侧碱基通过______连接成碱基对碱基互补配对A与____配对、____与C配对2.“反向”含义的理解:脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作________,与磷酸基团相连的碳叫作________。
DNA分子的结构一、DNA双螺旋结构模型的构建1.模型名称:DNA双螺旋结构模型。
2.构建者:美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。
3.模型构建历程二、DNA分子的结构1.DNA的结构层次基本组成元素:C、H、O、N、P↓基本组成物质:磷酸、脱氧核糖、含氮碱基↓基本组成单位:脱氧核苷酸(4种)↓DNA单链:脱氧核苷酸链↓两条DNA双链:DNA双螺旋结构2.DNA分子双螺旋结构的特点(1)两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)②脱氧核糖和①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)碱基互补配对原则:⑤A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对;G(鸟嘌呤)一定与⑦C(胞嘧啶)配对。
一、DNA双螺旋结构模型的构建1.仔细阅读教材P47~48沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的故事,探究下列问题:(1)沃森和克里克在构建模型的过程中,借鉴利用了他人的哪些经验和成果?提示:①当时科学界已发现的证据;②英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的X射线衍射图谱;③奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果,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。
(2)沃森和克里克在构建模型过程中,出现了哪些错误?提示:①将碱基置于螺旋外部。
②以相同碱基进行配对连接双链。
2.判断正误(1)在DNA模型构建过程中,沃森和克里克曾尝试构建三螺旋结构模型。
(√)(2)沃森和克里克在构建DNA双螺旋结构模型过程中,碱基配对方式经历了相同碱基配对到嘌呤与嘧啶配对的过程。
(√)二、DNA分子的结构1.观察教材P49图3-11,结合制作模型体验,探讨下列问题:(1)DNA分子中同一条链和两条链中连接相邻两个碱基的结构有何不同?提示:同一条链中连接相邻两个碱基的结构是—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—;两条链中连接相邻两个碱基的结构是氢键。
(2)运用碱基互补配对原则分析,在所有的双链DNA分子中,(A+G)/(C+T)的值相同吗?在DNA分子的一条链中是否存在同样的规律?提示:①相同。
⾼中⽣物_第3章第2节DNA分⼦的结构教学设计学情分析教材分析课后反思教学设计⼀、创设情境,导⼊新课以学⽣熟悉的公益活动“宝贝回家”视频为情境,设问:公益者以什么⽅式帮助离散的孩⼦和⽗母确定亲缘关系的?---DNA。
抛出问题:DNA究竟应该具有怎样的结构才能担当起遗传的重任呢?引⼊本节课的学习多媒体展⽰:本节课的内容及学习⽬标展⽰中关村DNA的双螺旋结构模型,介绍此模型是谁建⽴的以及意义,并因此获得诺贝尔奖。
引导学⽣进⼊DNA双螺旋结构模型的构建历程的学习⼆、DNA双螺旋模型的构建历程依据沃森和克⾥克的研究历程分层次学习(⼀)沃森和克⾥克开始研究DNA的结构以前:科学界已经认识到DNA时由4种脱氧核苷酸连接成的长链。
引导学⽣结合必修⼀学过的有关DNA的化学组成,回顾DNA的基本单位的相关知识。
【过渡】沃森和和克⾥克根据科学界对DNA的已有认识,利⽤⾦属材料模拟DNA的组成部分进⽽组装起来,从⽽把DNA的抽象的结构形象的直观的表达出来,这种⽣物学研究⽅法属于⽅法模型构建⼀:利⽤组件构建4种脱氧核苷酸【过渡】这4种脱氧核苷酸是如何连接形成脱氧核苷酸长链的?类⽐蛋⽩质中氨基酸的脱⽔缩合过程模型构建⼆:利⽤已构建的4种脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸长链【探究活动】DNA双螺旋结构模型的构建历程阅读课本P47-48,⼩组合作讨论以下问题1、当时是什么深深触动了沃森和克⾥克开始对DNA结构进⾏研究?并由此得到什么结论?2、沃森和克⾥克借鉴科学家们的发现,先后建⽴了什么样的DNA模型?1、不同⼩组构建的不同DNA分⼦中:哪些结构是稳定不变的?(供选:DNA的空间结构、碱基互补配对的⽅式、基本⾻架、脱氧核苷酸数量、碱基对的排列顺序)这与DNA分⼦可作为遗传物质的哪个特性相适应?2、不同⼩组构建的不同DNA分⼦中:哪些结构是可变的?(供选:DNA的空间结构、碱基互补配对的⽅式、基本⾻架、脱氧核苷酸数量、碱基对的排列顺序)这体现了DNA分⼦具有什么特性?3、DNA作为遗传物质,是通过什么储存⼤量的遗传信息?4、对于⼀个特定对的DNA分⼦来说,碱基排列顺序是⼀定的,这⼜体现了DNA的什么特性?亲⼦鉴定是利⽤了DNA分⼦的哪个特性?【知识⽹络构建】DNA分⼦的结构与功能【规律总结】DNA分⼦结构的“⼀⼆三四五”【课堂⼩结】【作业布置】学情分析1、【知识⽅⾯】本节是⾼中⽣物⼈教版必修⼆《遗传与变异》模块中第3章第2节《DNA 分⼦的结构》。
课堂教学设计七、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图及资源准备温故知新DNA的化学组成回忆知识点,回答问题温故知新,为DNA分子的结构的学习打下基础脱氧核苷酸的连接动画展示脱氧核苷酸之间的连接:学习连接方式,记忆化学键的名称逐步认识DNA分子的结构DNA 双螺旋结构模型的构建1952年富兰克林(R.E.Franklin)等采用X射线衍射技术拍摄到DNA结构的照片。
确认DNA为螺旋结构,并且是由不止一条链所构成的。
阅读资料1953年美国科学家沃森(J.D.Watson)和英国科学家克里克(F.Crick)提出DNA分子的双螺旋结构模型。
阅读资料1952年查戈夫(E.Chargaff)定量分析DNA分子的碱基组成,发现腺嘌呤(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。
观察、理解为碱基互补配对原则做铺垫1953年沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构—脱氧核苷酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载,引起极大地轰动。
感悟学习DNA 分子的结构观察、理解、记忆以色彩斑斓的图片形式呈现,满足学生的视觉需求DNA分子的特性(1)稳定性:两条链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变,碱基配对方式稳定不变。
(2)特异性:每个DNA分子有其特定的碱基对排列顺序(3)多样性:碱基对的排列顺序千变万化,碱基对的排列顺序=4n (n代表碱基对的数目)动手制作DMA 结构模型教师展示模型,分别展示实验室里的DNA分子结构模型和自己亲手制作的DNA分析结构模型对学生进行指导以小组为单位,利用提前准备好的材料动手制作DNA双螺旋结构模型体会DNA分子的双螺旋结构成果展示展示学生的作品对学生予以鼓励欣赏作品相互学习生活中的DNA 提问:DNA分子的结构并不是离我们非常遥远,必须借助显微镜才能观察得到,生活中就有许多实实在在的DNA双螺旋结构,哪位同学能列举生活中的DNA模型?只要留心,处处都可以找到DMA的结构引用《自然》杂志上的一句话:没有什么分子像DNA那样动人,它让科学家着迷,给艺术家灵感,向社会发出挑战。
人教版必修二第三章第2节《DNA分子的结构》六、教学流程教师同时引导学生分析DNA的结构层次并板书(优教提示:打开素材动画演示:DNA的基本组成单位)组成元素:C、H、O、N、P碱基有几种呢?分别是什么?在我们的材料中这四种碱基是用不同的颜色代表的,教师板书四种碱基对应的颜色A--绿色G--蓝色C--红色T--黄色这三种小分子连接起来就组成了DNA的基本单位,请大家书写脱氧核苷酸的结构简式。
教师同时板书脱氧核苷酸都写的非常好!现在请大家按照刚才的书写,制作几种不同类型的脱氧核苷酸。
(教师巡视教室,指导学生)待学生制作完毕,幻灯片播放:探究任务1:脱氧核苷酸之间如何相的。
学生回答4:4种学生从桌子上的材料中找出这三种小分子学生回答:四种。
分别是A、G、C、T学生用不同颜色的材料对应不同的碱基。
邀请学生到黑板上书写脱氧核苷酸的结构简式学生边讨论边制作脱氧核苷酸的模型。
学生思考第一个问题,培养学生的的观察能力和分析问题的能力。
通过自己书写以及动手制作,加深对脱氧核苷酸结构的理解。
为学生的自主探连呢?讨论(1)可以在脱氧核苷酸的哪些部位把它们连接起来?(2)结合课本图,给出正确的连接部位非常好!我们提出的这几种连接方式都有可能,到底哪一种是正确的?请大家仔细观察课本图3-11,找出正确的连接方式。
教师总结,在脱氧核糖和磷酸之间会形成一个化学键,把一个个的脱氧核苷酸连接起来形成脱氧核苷酸长链。
这个化学键叫磷酸二酯键。
现在请大家利用手中的材料先制作一条脱氧核苷酸链的模型。
教师板书:脱氧核苷酸长链并巡视教室,指导学生制作脱氧核苷酸链的模型教师提问:DNA分子有几条链?我们制作另外一条链时应注意些什么呢?引出第二个探究任务,并用幻灯片展示探究任务2:DNA分子的两条脱氧核苷酸链具有什么联系教师幻灯片展示两条相同的脱氧核并踊跃发言,提出可能的连接部位:磷酸与磷酸之间、碱基与碱基之间、碱基与磷酸之间、磷酸与脱氧核糖之间、碱基与脱氧核糖之间等等。