高中生物必修2学案2：3.2DNA分子的结构

第 1 页 共 11 页 第2节 DNA的结构

学有目标——课标要求必明 记在平时——核心语句必背

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。 1．DNA双螺旋结构的主要特点：①两条脱氧核苷酸链反向平行；②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；③碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧。

2．双链DNA分子中，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，即A＋G＝T＋C。

3．互补碱基之和的比例在DNA的任何一条链及整个DNA分子中都相等。

[主干知识梳理]

一、DNA双螺旋结构模型的构建

1．构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。

2．构建历程

3．新模型的特点及意义

二、DNA的结构 第 2 页 共 11 页 项目 特点

整体结构

由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构

基本骨架 由脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架

碱基配对 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，排列在内侧并且遵循碱基互补配对原则：A与T配对、G与C配对

三、制作DNA双螺旋结构模型

1．目的要求：通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA结构特点的认识和理解。

2．制作程序

[边角知识发掘]

1．下图为DNA的结构模式图，据图回答有关问题：

(1)写出图中相应序号表示的物质或结构：

①胸腺嘧啶；②脱氧核糖；③磷酸；④胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸；⑤胞嘧啶；⑥腺嘌呤_；⑦鸟嘌呤；⑧胞嘧啶。

(2)脱氧核糖中的1′C是指与碱基相连的碳，5′C是指与磷酸基团相连的碳。

(3)从图中看出DNA两条链是反向平行的依据是：从双链的一端起始，一条单链是从5′端到3′端的，另一条单链则是从3′端到5′端的。

2．在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英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱；③奥地利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第 3 页 共 11 页 (T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。

第2节 DNA的结构

课堂互动探究案

课程标准

概述DNA是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息

搜集DNA结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流

制作DNA双螺旋结构模型

素养达成

1．了解科学家构建模型的研究历程，领悟模型建构在研究中的应用，体会持之以恒的科学精神。(社会责任)

2．通过动手制作模型，培养观察能力，动手能力及空间想象能力等，形成结构与功能观。(科学探究)

3．理解并掌握DNA的结构特点，并掌握有关的计算规律。(科学思维)

你知道冷泉港实验室吗？美国冷泉港实验室被誉为世界生命科学的圣地与分子生物学的摇篮，如今约有300位研究人员在冷泉港实验室从事科研工作。曾任冷泉港实验室负责人的沃森是DNA双螺旋结构的发现者之一，诺贝尔奖得主。请思考：沃森发现的DNA双螺旋结构与图中的结构一样吗？

探究点一 DNA的结构

【师问导学】

一、DNA双螺旋结构模型的构建

仔细阅读教材P48～49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？

(2)沃森和克里克在构建模型过程中，出现了哪些错误？

二、如图是DNA片段的结构图，请据图思考下列问题：

(1)DNA的基本单位是什么？四种基本单位的主要区别是什么？

(2)写出图中数字的名称。

(3)为什么“G—C”含量越多的DNA越耐高温？

(4)乙比甲结构更稳定，为什么？

(5)不同的DNA分子哪些方面会有所不同？(供选：脱氧核苷酸的数量、碱基种类、基本骨架、碱基对的排列顺序)

(6)DNA中，每个脱氧核糖均连接一个磷酸和一个碱基吗？

(7)DNA中，互补链之间相邻两个脱氧核苷酸靠什么连接？

【智涂笔记】

利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构

“三看法”判断DNA结构

【师说核心】

1．DNA的结构

1 / 6 《DNA分子的结构》教学设计

一、教材分析

1.教材分析

《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第三章第2节的内容，由DNA模型的构建、DNA分子结构的特点及制作DNA模型三部分内容构成，其中的碱基互补配对原则是DNA复制及基因表达过程中遵循的重要原则。而DNA分子的双螺旋结构更是学生理解生物多样性、特异性的物质基础。

新课标教材的内容没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是在讲述DNA分子的结构特点之前，采取讲故事的形式，以科学家沃森、克里克的研究历程为主线，逐步呈现DNA双螺旋结构模型的特点。然后通过学生动手尝试构建DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解。通过阅读DNA双螺旋结构模型构建的故事，使学生不仅能自然地了解到DNA双螺旋结构的主要特点，还能感悟科学家锲而不舍的精神，以及善于利用前人的成果和与他人合作的品质。

2.学情分析

通过上节课的学习，学生已经知道了DNA是主要的遗传物质，还有通过必修一的学习，学生已经掌握了核酸的元素组成和基本单位等相关知识，这也为进入本章节的学习奠定了基础。

二、教学目标

1.阅读教材和小组讨论，再现DNA双螺旋结构模型的构建历程。

2.借助教具建构DNA分子双螺旋结构模型，熟记DNA分子的结构特点。

3.比较所画的DNA平面结构图，概述DNA分子的特性。

三、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

四、教学难点

DNA分子结构的主要特点

五、教学环节

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

课前准备 1课件制作 1打印DNA的衍射图1课件和学案的制作帮 2 / 6 2学案制作

3准备DNA双螺旋结构模型制作材料

4安排学生编排话剧——DNA模型构建历程 谱

2利用老师提供的几种信息，编排话剧 助学生对本节知识进行学习，同时方便课堂环节的设计。

2 DNA双螺旋结构模型材料的准备是为了让学生在课堂上能够动手操作，培养学生的动手能力，同时有助于学生对DNA的双螺旋结构特点的理解。

教学设计

一、教学内容 DNA分子的结构

二、教学目标

1．生命观念

通过对作为遗传物质的DNA分子的分析，认同结构与功能相适应的观点。

2．科学思维

结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征。

3．科学探究

搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流，基于资料提供的证据，得出DNA的结构特点。

4．社会责任

通过废旧材料的回收利用制作DNA双螺旋结构模型，认同环境保护的必要性和重要性。

三、教学重难点

1.教学重点：DNA分子的结构特点

2.教学难点：DNA双螺旋结构模型的构建

四、教学方法 独立思考、小组讨论、合作探究等

五、教学过程

教学环节 老师活动 学生活动 设计意图

创设情境

导入新课 教师：上节课我们一起讨论了一个问题，构成染色体的两种主要成分，DNA和蛋白质哪种才是遗传物质？我们通过这几个经典实验的讨论，最后得到了一个什么样的结论呢？对。DNA是主要的遗传物质。作为遗传物质，DNA承担着从亲代向子代传递的功能。请同学们思考：作为遗传物质，应该具备怎样的特征呢？小组内讨论一下。 倾听老师讲述，回答问题，进行讨论分析 通过问题思考，激发学生学习兴趣。

我们知道，结构总是和功能相适应的。那么DNA拥有着强大而不可代替的功能，它的结构又是怎样的呢？它的结构又是怎么样被发现的呢？这是我们今天所要讨论的主要话题。

回顾DNA的基本单位 DNA和蛋白质一样属于生物大分子，作为大分子物质的研究方法，我们可以回忆一下对蛋白质的研究，我们是先研究蛋白质的基本组成单位，也就是氨基酸，然后再研究氨基酸如何来形成多肽再形成蛋白质的。我们在研究DNA的过程中也是如此，应该先从它的基本单位入手。关于基本单位，我们在必修一便有所介绍。现在请大家完成学案的探究一：DNA的基本单位。 回顾相关知识，并回答：构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸，每分子的脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子碱基构成。