DNA分子的结构和复制

DNA 分子的结构和复制教学设计方案【教学重点、难点、疑点及解决办法】1 教学重点（1）dna 分子的结构2） 碱基互补配对原则及其重要性3）dna 分子的多样性4）dna 复制的过程及特点2. 教学难点（1）dna 分子的立体结构特点2）dna 分子的复制过程3. 教学疑点dna 分子中只能是 a—t、c— g 配对吗？能不能 a—c、g—t 配对？为 什么？4. 解决办法（1）充分发挥多媒体计算机的独特功能，把 dna 的化学组成、立体 结构和 dna 的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件将这些较i来源网络整理，仅供供参考难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的 知识2） 通过制作 dna 双螺旋结构模型，加深对 dna 分子结构特点的理 解和认识3） 通过讨论交流、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4） 通过单环化合物、双环化合物所占空间及碱基对之间氢键数的 稳定性，来说明只能是 a—t、c—g 配对课时安排】2 课时教学过程】第一课时（一） 引言：我们经过学习，已经知道 dna 是主要的遗传物质，它能使亲代的性状 在子代表现出来。

那么，dna 为什么能起遗传作用呢？我们来学习 dna 的结构二） 教学过程1. dna 的结构1953 年，沃森和克里克提出了著名的 dna 双螺旋模型，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，先来学习 dna 的化学来源网络整理，仅供供参考 2组成1） dna 的化学组成学生阅读教材第 7-8 页，看懂图 6-4 及银幕上出现的结构平面图，基本单位图学生回答下列问题：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？ dna 的每一条链是如何 组成的？学生回答后，教师点拨：① 组成 dna 的基本单位是脱氧核苷酸，它由一个脱氧苷糖、一个磷酸 和一个含氮碱基组成② 组成 dna 的碱基有四种：腺嘌呤（a）,鸟嘌呤（g）,胞嘧啶（c）、胸腺嘧啶（t）;有四种脱氧核苷酸：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2） dna 分子的立体结构出示 dna 模型，学生阅书第 8 页，指着模型进解说过归纳，结构的主 要特点是：3来源网络整理，仅供供参考① 两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构（简要解释“反向”，一条链是 55- 35,另一条链是 35- 55,不宜过深）。

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 碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键（教师对“氢键”要进行必要的解释）连接 成碱基对，且碱基配对有一定的规律：a—t、g—c （a 一定与 t 配对， g 一定与c 配对）可见，dna—条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则， 另一条链上的碱基排列顺序也就确定了 （可在黑板上练习一道题以巩 固互补配对原则）教师设问，学生思考后，由教师回答：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？这是由于嘌呤碱是双环化合物（画出双环），占有空间大；嘧啶碱是 单环化合物（画出单环），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共 3 页，当前 第 1 页 123 设问来源网络整理，仅供供参考4二：为什么只能是 a—t、g— c,不能是 a— c, g—t 呢？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学生训练：某生物细胞 dna 分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占 18%, 那么鸟嘌呤的分子数占（）a. 9%b. 18%c. 32%d. 36%答案：c（为巩固 dna 立体结构的有关知识，加深对 dna 分子结构特点的理解，此时应让学生做《实验十二、制作 dna 双螺旋结构模型》，实验的材 料及一些基本步骤可在上课前准备好，教师示范，控制好上课的时间）（3） dna 的特性师生共同活动，学生讨论和教师点拨相结合。

① 稳定性：dna 分子两条长链上的脱氧核糖与 pi 交替排列的顺序和两 条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的， 从而导致 dan 分子的稳 定性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如一个最短的 dna 分子大约有 4000 个碱基对，5来源网络整理，仅供供参考这些碱基对可能的排列方式就有 种实际上构成 dna 分 子的脱氧核苷酸数目是成千上万的， 其排列种类几乎是无限的，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本节课我们学习了 dna 的化学组成，dna 的立体结构和 dna 的特性 组成dna 的碱基共有 a、t、g、c 四种，构成 dna 的基本单位也有 4 种每个 dna分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结 构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即 a— t、g-c,通过氢键连接成碱基对dna 分子具有稳定性、多样性和特异性多样性产 生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化， 4 种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。

每个 dna 分子能够贮存大量的遗传 信息三）课堂练习1 课本 10- 11 页三、四题2. 根据碱基互补配对原则，在 a^ g 时，双链 dn a 分子中，下列四 个式子中正确的是（） a. b.c. d.答案：选 b来源网络整理，仅供供参考63. 分析一个 dna 分子时，其一条链上 那么它的另一条链和整个 dna分子中的比例分别是（）a. 0.4 和 0.6b. 2.5 和 0.4c. 0.6 和 1.0d. 2.5 和 1.0答案：d（四）板书设计第二课时（一） 引言：通过上节课有关 dna 结构的学习，理解 dna 分子不仅能够储存大量的 遗传信息，还能传递遗传信息，遗传信息的传递就是通过 dna 分子的 复制来完成的，怎样复制呢？（二） 教学过程：2. dna 的复制（1）复制的概念在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期，以母细胞 dna 分子为模板,合成子代 dna 的过程dna 的复制实质上是遗传信息的复制7来源网络整理，仅供供参考（2） “准确”复制的原理① dna 具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；② 碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误3） dna 复制的过程学生阅书第 10 页，看图 6-6,银幕上也出现动态的 dna 分子复制过程 图解，待学生看懂图后，回答如下问题：共 3 页，当前第 2 页 123① 什么叫解旋？解旋的目的是什么？② 什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？③ 简述“子链”形成的过程。

让学生充分回答上述问题后，教师强调：复制的过程大致可归纳为如下三点：① 解旋提供准确模板：在 atp 供能、解旋酶的作用下，dna 分子两条 多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂， 两条螺旋的双链解开，这 个过程叫做解旋解开的两条单链叫母链（模板链）② 合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板， 以周围环境中游 离的4 种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作 用下，各自合成与母链互补的一段子链③子、母链结合盘绕来源网络整理，仅供供参考8形成新 dna 分子：在 dna 聚合酶的作用下，随着 解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应 的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的1dna 分子 2 个完全相同的 dna 分子T(4) dna 复制的特点dna 分子，这样，讲述：① dna 分子是边解旋边复制的，是一种半保留式复制，即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条(子链)则是新合成的② dna 复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制从而保证了子代和 亲代具有相同的遗传性状问：dna 复制后两个子代 dna 分子和亲代 dna 分子是否完全相同？为什么？通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固dna 复制的全过程。

5) dna 复制的必需条件讲述：dna 复制时必需条件是亲代 dna 的两条母链提供准确模板、四种脱氧 核苷酸为原料、能量(atp)和一系列的酶，缺少其中任何一种，dna 复制都无法进行9来源网络整理，仅供供参考(6) dna 复制的生物学意义dna 通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相 对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续三) 小结：1 通过学习 dna 的结构和复制，必须掌握 dna 的化学组成、立体结 构、碱基互补配对原则以及 dna 的复制过程、复制的必需条件及 dna 复制在生物学上的重要意义为学习生物的遗传和生物的变异奠定基 础2.目前 dna 分子广泛用于刑事案件侦破等方面(1) dna 分子 是亲 子鉴定的主要证据之一2) 把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与dna 有关四) 课堂练习：1 某生物的双链 dna 分子共有含氮碱基 77 对，其中一条链上(a+t):(c+ g = 2.5,问该 dna 分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧 核苷酸 的数目是()a. 1200 个 b. 400 个 c. 600 个 d. 1500 个 2 .课本第 10 页复习题一、 （五）板书设计来源网络整理，仅供供参考10。