高中生物 第三章第二节 DNA分子的结构1教案 新人教版必修2VIP免费

第二节DNA分子的结构模型建构是自然科学研究中一种常用的方法。当研究对象难以直接操作或研究时，可以考虑模型建构的方法。该方法用模型来模拟研究对象，被模拟的对象称做原型。模型的构建是否正确，还需要通过与原型的比较来确证。DNA分子双螺旋结构是本节学习的重点和难点，需要学生通过空间想像才能理解。学习这部分内容时，可以利用现成的模型进行教学，还可以利用课外活动小组的同学自制的模型教具。教学程序可采用“空间结构→平面结构→单链结构→基本单位”的顺序，即由立体到平面，由大分子到组成单位，使学生逐步认识DNA分子的空间结构、平面结构以及化学组成。一、自学质疑：1、沃森和克里克构建的DNA双螺旋结构模型最终被认可的原因是什么？因为这一模型与原型──DNA结晶的X射线衍射图相符，并能解释DNA作为遗传物质所具备的多种功能。2.DNA双螺旋结构的内在关系是怎样的？DNA分子的双链是由两条脱氧核苷酸长链以氢键连接起来的；DNA分子的主链（基本骨架）是由磷酸和脱氧核糖交替排列的；DNA分子的内部碱基对的排列顺序变化多端，说明DNA分子具有多样性，可以贮存大量的遗传信息；不同生物DNA分子的碱基对特定的排列顺序说明DNA分子具有特异性。3.为什么说DNA分子是规则的双螺旋结构？DNA分子结构的规则性体现在两个方面：第一，DNA分子的每个螺旋都是由10对碱基组成的，相邻两对碱基间的距离为0.34nm；第二，两条长链之间的距离恒等于2nm。4.为什么碱基配对是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对？嘌呤碱基A和G是双环化合物，而嘧啶碱基C和T是单环化合物，在碱基互补配对时，只有始终是嘌呤碱基与嘧啶碱基配对，才能保证两条长链之间的距离恒定，且与DNA结晶的X射线衍射图相符。5.依据碱基互补配对原则，推算DNA分子的碱基比例（1）在双链DNA分子中，所有的嘌呤碱之和等于所有的嘧啶碱之和，即A+G/C+T=1。（2）根据上述公式，可鉴定DNA分子是单链还是双链。若在一个DNA分子中，A+G/C+T≠1，且A≠T、C≠G，说明此DNA为单链。若在一个DNA分子中，A+G/C+T=1，且A=T、C=G，说明此DNA为双链。（3）根据不同的碱基比例进行计算。例1：在一个DNA分子中，若甲链A+G/C+T=1/2，则在互补的乙链中，A+G/C+T=------------------，在整个DNA分子中，A+G/C+T=--------------------。例2：在一个DNA分子中，若甲链A+T/C+G=1/2，则在互补的乙链中，A+T/C+G=----------------，在整个DNA分子中A+T/C+G=--------------------------。6.沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？（1）当时科学界已经发现的证据有：组成ＤNＡ分子的单位是脱氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照Ｘ射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象表示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建ＤNＡ结构模型；（4）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）的量这一碱基之间的数量关系。7.沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：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。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C...