DNA的结构

发布 2021-05-02 12:35:28 阅读 5705

江苏省前黄高级中学生物组吴君民

一、教学目标:

[认知目标]:1、了解dna结构的发现过程和组成dna的必要元素;2、理解dna双螺旋的空间结构;3、掌握碱基互补配对原则,能够用相应的公式解题;4、理解dna的结构特点。

[情感目标]:培养学生热爱科学的精神、学习的竞争和协作精神。

[技能目标]:培养学生观察能力,分析问题、综合问题的能力和创造性思维能力。

二、教学方法:

讲授法、讨论法和提问反馈法、练习法。

三、学习方法:

观察法、回忆法、讨论法和比较法。

四、教学手段:

多**教学(重点展示dna的结构、配对方式和多样性)

五、教学过程:

(一)、复习提问:放一段有关“遗传”的录像,提示学生注意这一段录像反映了什么现象?(由学生说出遗传)再问,生物为什么能够进行遗传?

(因为具有遗传物质——核酸)主要的遗传物质是什么?也就是说绝大多数的生物是以什么作为遗传物质的?(引出dna)dna为什么能够行使这样的功能呢?

我们知道结构与功能是相适应的,要行使这样的功能就必须具备一定的独特的结构,那么,dna具备怎样的结构才能行使这样的功能呢?(引入课题——dna的结构)

(二)、出示目标:(见上“一、教学目标”)

(三)、发现简史:那么,dna的结构究竟是什么样子呢?它又是怎样被发现的呢?

(引出dna结构的发现史)2024年夏天,美国人沃森获得了博士学位。此时的生物学界正在进行一种叫双结构螺旋研究竞赛。结晶学研究的权威富兰克林已成功推出dna分子有多股链,呈螺旋状。

对dna一无所知的沃森,在丹麦皇家学会听完劳伦斯·布拉格关于dna的演讲后,决定研究dna的三维模型结构。真有些初生牛犊不怕虎的气魄。当时他的同学斯腾特认为他疯了。

沃森进入英国剑桥大学卡文迪许实验室后,认识了英国学者克里克,他们很快发现彼此都对dna的分子结构极感兴趣,便决定合作研究。他们提出:生命分子的三维结构是由线性密码中所蕴含的信息所决定。

然而,他们的研究招来实验室方面的非议:dna的x射线衍射图提供者威尔金斯对他们的研究也不热心。几起几落的遭遇,使克里克心灰意冷。

而沃森没有动摇,他坚信dna是所有分子中最重要的王牌,是万木之本,是打开生命之门的钥匙。他和克里克一起,采用物理,化学的科学原理与方法,来揭示dna结构的奥妙。最后,他们提出的dna双螺旋模型认为,必须由两股核苷酸碱基的任意排列顺序,来决定高度有序的dna三维结构。

这是一个成功的模型,它由两条右旋但反向的链绕同一个轴盘旋而成,活像一个螺旋形的梯子,生命的遗传密码就刻在梯子的横档上。

2024年的诺贝尔医学生物学奖授予了沃森和克里克建立的dna模型,能获得如此高的荣誉,说明它的作用是巨大的,影响是深远的。

沃森们的模型,引发了一门称为“分子生物学”的新科学的诞生;它为破译生物的遗传密码提供了依据,导致遗传工程学的出现。用人工的方法将生物体内的dna分离出来,重新组合搭配,再放回生物体内,创造新的品种,成为本世纪下半叶最活跃的领域。例如我国科学家实验成功的杂交水稻,抗棉铃虫棉花等等,都是dna重组的产物;目前国际上正热门的克隆技术,也是dna的绝妙之作。

2024年4月dna双螺旋提出后,整个生物学界呈现出少有的五彩缤纷的景象,被认为是20世纪以来生物科学中最伟大的成果,是生物学史上一个新纪元,为生物科学,农业科学,医学的发展开辟了新天地。把dna结构模型称为打开生命之门钥匙,是一点也不夸张的。

(四)、具体讲解:那么,他们发现的dna结构是不是就跟我们所见的转梯完全一样呢?实际上,在本质上是不一样的,dna的结构远比我们看到的转梯复杂得多了,它究竟复杂在哪儿,我们如何来学习它呢?

(提示学生按照由简单到复杂的顺序进行学习)。

1、化学结构:

1)组成元素:c、h、o、n、p(由学生自己来回忆)

2)基本单位:脱氧核糖核苷酸(出示模式图,讲清构成):一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基。

(给出相应碱基的分子结构图,让学生理解什么是嘌呤,什么是嘧啶;提问或说明:为什么用a、t、g、c来表示腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶?指出是以其英文的第一个字母来表示的。

)在此基础上,讲清脱氧核苷酸的种类(由于碱基的不同而有四种种类)。

3)化学结构:脱氧核苷酸长链(展示多个脱氧核苷酸通过聚合而成)。

2、空间结构:

1)规则的双螺旋结构:(1)dna分子是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的;(2)dna分子中的脱氧核糖和磷酸交替连结,排列在外侧;(3)碱基排列在内侧,两条链上的碱基通过氢键连结起来,形成碱基对,讲清a与t之间以双键相连,c与g之间以叁键相连(以上三点出示dna的平面结构与立体结构,让学生进行观察、总结)。

2)碱基互补配对原则:出示动画,显示dna中的碱基互相配对的情况,让学生理解在dna中为什么a只能与t相配对,c只能与g相配对,从而为下面的相对稳定性埋下伏笔)。

3)根据dna双链中碱基之间的关系,总结相关的公式或结论,如:

①在双链中a=t,c=g;由①引伸出a+g=t+c,即嘌呤数=嘧啶数。

再引伸出(a+g)/(t+c)=1,从而得出在所有双链dna中,它们的比值都是相等的,即(a+g)/(t+c)在双链中的比值是定值。

②(a+g)/(t+c)在dna的两条单链中的比值互为倒数。

③(a+t)/(g+c)在两条单链和双链中的比值相等。

例:已知一个含150个磷酸的双链dna分子中有腺嘌呤25个,请问此dna分子中有多少个胞嘧啶?(应用公式①,得50)

例:某dna分子一个单链上(a+g)/(t+c)=0.5,则该dna的另一条单链上同样的碱基比是( )应用公式①,选d,作为公式②)

a、0.5 b、1 c、1.5 d、2

例:由某生物组织中提取的dna成分中,鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%,已知其中的一条链的碱基中28%是腺嘌呤,22%是胞嘧啶,求:与已知链相对应的链中腺嘌呤占该链全部碱基的( )应用公式①和③,填26)

以上公式采用相应的例题进行讲解,真正做到讲练结合。

3、结构特点:

稳定性(从两个角度看它的相对稳定性:①dna都是由磷酸连结着脱氧核糖;②碱基互补配对);多样性(出示动画,让学生总结出dna分子的多样性由dna上的碱基对的排列顺序及dna本身的空间结构所决定);特异性(对所有的dna分子来说表现为多样性,但对每一种dna分子来说,有其特定的脱氧核苷酸排列顺序,从而显示出单个的独特性)。

(五)、巩固练习:分基础题、理解题、能力题三类,采用分组竞赛的方法,活跃课堂气氛,调动学生的积极性,发挥学生的主动性。(附后)

基础题:1、下列化合物中,不是组成dna的物质是( )

a、核糖 b、磷酸 c、鸟嘌呤 d、胞嘧啶。

2、双链dna分子的碱基组成中,在a≠c的情况下,下列哪组分式会随生物的种类不同而不同?(

a、c/g b、(a+t)/(c+g) c、(a+c)/(g+t) d、(g+a)/(t+c)

理解题:1、决定dna分子的多样性主要是。

a、组成dna的碱基排列顺序不同b、组成dna的碱基种类很多。

c、组成dna的脱氧核苷核酸种类很多 d、组成dna的五碳糖种类很多。

2、关于dna的描述错误的是( )

a、两条链是平行排列。

b、dna双链的互补碱基对之间以氢键相连。

c、每一个dna分子由一条多核苷酸链缠绕形成。

d、两条链的碱基以严格的互补关系配对。

能力题:1、已知一条dna分子中,(a+t)/(g+c)=0.6,其一条单链的a占25%,g占20%,则这个dna互补链的(a+c)/(t+g)是 13/27 。

2、已知某dna分子中腺嘌呤a个,占全部碱基的b,则下列正确的是( )

a、b≤0.5b、b≥0.5

c、胞嘧啶数为a(1/2b-1d、胞嘧啶数为b(1/2a-1)

DNA的结构

学习目标与要求 1 概述dna分子双螺旋结构的主要特点。2 阐明碱基互补配对原则。3 熟练掌握dna结构中相关的计算。课前预习环节 学生通过自学教材 相互讨论等形式自主完成。1 读书p59 解开dna结构之谜 了解科学家和他们的重大发现。20世纪30年代,1951年,1952年,1953年,2 dn...

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这个是世界上最大的dna模型,有12米高。现在我们来计算人体的dna 含有 个碱基 10个一螺旋,每个螺旋高3.4nm,求长度。一 一周知识概述。1 dna分子的化学组成 2 dna分子的平面结构 3 dna分子的空间立体结构 4 碱基互补配对原则 5 dna的相对稳定性 多样性和特异性。二 学习重...

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根据dna双链中碱基之间的关系,总结 双链中a t,c g 引申出a g t c,即嘌呤数 嘧啶数。再引申出 a g t c 1,从而得出在所有双链dna中,它们的比值都是相等的,即 a g t c 在双链中的比值是定值。例1 已知一个含150个磷酸的双链dna分子中有腺嘌呤25个,请问此dna分子...