DNA的结构和复制.docx
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DNA的结构和复制.docx
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DNA的结构和复制
DNA的结构和复制
一、教学目标:
知识目标
理解DNA分子的结构特点。
理解DNA分子复制的过程和意义。
能力目标:
培养学生自学能力:
在自学中去领悟知识,去发现问题和解决问题。
通过观察DNA结构模型提高观察能力、分析和理解能力。
情感目标:
培养学生树立结构和功能相统一的观点。
二、教学重点、难点:
DNA分子的结构。
DNA分子的复制。
解决方法:
充分发挥多媒体的独特功能,把DNA的化学结构、空间结构和DNA的复制过程等重难点知识编制成多媒体。
将这些很难理解掌握的重点、难点知识变静为动,变抽象为形象,转化为易于吸收的知识。
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。
三、教学方法:
观察法、讨论法、讲述法、问题引导法。
四、教学过程:
导入:
教师提问:
上节课我们学习的“肺炎双球菌转化实验”“噬菌体侵染细菌实验”等实验说明了什么?
学生回答:
DNA是遗传物质。
教师引导:
很好,我们也知道生物的结构和功能是相统一的。
那么,DNA分子又应该有怎样的结构和其功能相统一呢?
我们就一起来学习一下本节课的内容。
2、讲述:
教师讲述:
1953年,沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋结构模型,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,先来回忆一下DNA的化学组成。
教师提问:
学生阅读教材第8-9页,仔细观看图6-6的基本单位图。
然后回答下列问题:
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?
学生活动:
阅读、讨论、回答问题。
教师总结:
①组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,它由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成。
②组成DNA的碱基有四种:
腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶、胸腺嘧;
所以,脱氧核苷酸有四种:
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。
教师提问:
观看教材第8页,图6-5回答“DNA的每一条链是如何组成的?
”
学生回答:
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。
教学目的:
展示模型:
教师引导:
下面我们来观察一下DNA分子的结构模型。
DNA分子不仅具有一定的化学结构,还具有其特殊的空间结构。
教师提问:
观察模型,讨论一下DNA的结构上有什么特点。
引导学生观察在DNA双螺旋结构模型中,一条链中的嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数有何关系?
对应关系如何?
学生活动:
观察模型,分组讨论。
总结特点。
教师引导:
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?
答:
这是由于嘌呤碱是双环化合物,占有空间大;嘧啶碱是单环化合物,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?
答:
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。
教师引导:
那么,若从碱基数量的角度看,双链DNA分子有何特点呢?
学生回答:
--------即:
碱基互补配对原则。
教师总结:
对了。
由此还可以推导出/=1。
并且/的比值具有物种的特异性,也就是对不同种生物来说,其比值是不一样的。
几种生物∶的比值:
小麦:
1.21;家鸡:
1.34;黄牛:
1.36;果蝇:
1.37;小鼠:
1.39;猪:
1.43;人:
1.5;家蚕:
1.59。
教师总结:
①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构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。
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,且碱基配对有一定的规律,教师引导:
DNA分子的这种双螺旋结构从位置上看:
主链在外,侧链在内,形成了稳定的空间结构;从成分上看主链稳定,侧链可变,侧链成分的可变性导致了物种的差异性。
教师提问:
DNA分子结构的特点与其结构的特性是相联系的。
那么DNA分子都有哪些特性呢?
学生活动:
分组讨论。
教学目的:
以阅读、讨论等形式引导学生分析问题,解决问题,能充分地发挥学生的主观
能动性,培养学生语言表达能力和思维能力。
教师总结:
①稳定性:
主链在外,侧链在内,形成了稳定的空间结构。
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。
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。
教师导入:
DNA分子不仅具有一定的结构,还有相应的功能,下面我们来进一步学习DNA
复制方面的内容。
首先,阅读教科书11页的相关内容。
教师导入:
阅读完之后,我们来了解几个与DNA复制有关的两个经典实验。
一、梅赛尔—斯特尔在1958年用大肠杆菌所做的实验
学生活动:
观看、联系课文、分组讨论、总结知识。
教师提问:
新合成的DNA分子中有一半是旧链,另一半是新链。
这个现象说明DNA分子是如何复制的呢?
是否是像洗相片似的,有一张底片就可以洗出许多相片来?
学生回答:
不相同。
教师提问:
为什么你认为是不同的呢?
学生回答:
因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的、新的DNA分子。
而是形成了一半新一半旧的两个DNA分子。
教师提问:
那么,在细胞核内的双链DNA分子在开始复制的时候可能是什么状态?
是单链还是双链?
学生回答:
可能是单链。
教师提问:
从螺旋型的双链结构转变为单链结构,必须先怎样变化?
学生回答:
解开螺旋。
教学目的:
通过层层设问,引导学生们建立“解旋、复制、新旧链形成新的DNA分子”的DNA分子的复制过程观念。
教师引导:
下面我们在来看另一个经典的实验。
二、美国生物化学家康贝格的实验
学生活动:
观看、分组讨论、总结知识。
教师提问:
试管中事先放入的四种脱氧核苷酸是做什么用的?
学生回答:
用作合成的原料。
教师提问:
试管中加入DNA聚合酶起什么作用?
学生回答:
催化化学反应。
教师提问:
这个反应是什么样的反应?
学生回答:
是个合成反应。
教师提问:
试管中加入适量的ATP起什么作用?
学生回答:
为合成反应供能。
教师提问:
从实验结果看,合成出的新DNA分子的碱基序列与谁的碱基序列相同?
康贝格在试管中放入的少量单键DNA在DNA复制的过程中起什么作用?
学生回答:
少量的单链DNA是做模板用的。
教学目的:
让学生更明确理解DNA复制的条件。
教师提问:
在活细胞中,DNA分子在什么时间复制?
教师提示:
学生回答:
在体细胞中,DNA是在细胞分裂间期复制。
在原始的生殖细胞中,DNA是在细胞减数分裂之前复制的。
教师引导:
那我们一起总结一下。
“DNA复制”应当如何表述呢?
学生回答:
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。
教师引导:
①DNA复制一般发生在什么时候?
②DNA复制的大致过程如何?
③DNA复制需要哪些条件?
④DNA复制的方式上有什么特点?
⑤DNA的分子结构为DNA分子复制提供了什么样的分子基础?
或一般情况下,为什么DNA复制能准确无误地完成?
教师总结:
①细胞有丝分裂的间期和减数次分裂的间期。
②边解旋边复制:
解旋—合成子链—形成子代DNA。
③模板、原料、能量、酶。
④半保留复制。
⑤DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。
通过碱基互补配对,保证了复制能够准确的进行。
教师提问:
DNA分子复制的生物学意义?
学生回答:
DNA分子通过复制,使遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。
课后回顾:
这节课,我们学习了DNA分子的结构和复制。
我们再回顾开始时目的。
DNA有什么结构能和其功能相适应呢?
作为遗传物质,应有的特点是:
能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢。
具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力-------------
结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,
而且突变以后还能继续复制,遗传给后代。
-----------
在细胞生长和繁殖的过程中能精确的复制自己。
-------
课后小结:
这节课通过学习DNA的化学组成、空间结构和DNA分子复制等方面的知识,使我们对于作为遗传物质DNA的特点和功能有了更深的理解,这些都是我们今后学习有关基因控制蛋白质的合成、基因突变等知识的基础。
4、随堂练习:
根据碱基互补配对原则,在A≠G时,双链DNA分子中,下列四个式子中正确的是
A.:
=1B.:
=1
c.:
=1D.:
≠1
有15N标记细菌中的DNA,然后又将普遍的14N来供给这种细菌,于是该细菌便用14N来合成DNA,假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体,它们DNA中的含14N的链与15N的链的比例是
A、7:
1B、2:
1c、1:
1D、3:
1
某DNA分子共有Q个碱基,其中胞嘧啶个,则复制N次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为
A、/2B、/2c、ND、22N
板书:
一、DNA的结构
DNA的化学组成:
基本单位:
脱氧核苷酸
磷酸碱基脱氧核糖A:
腺嘌呤
G:
鸟嘌呤
c:
胞嘧啶
T:
胸腺嘧啶
DNA的空间结构:
特点:
1、
DNA分子特点:
稳定性:
多样性:
特异性:
二、DNA的复制:
概念:
场所:
时间:
过程:
条件:
特点:
精确复制原因:
意义:
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- 关 键 词:
- DNA 结构 复制