课题: DNA分子的结构 (第1课时)
【学习目标】
三维目标:
1)知识与能力:通过DNA结构发现的科学史的介绍和DNA分子结构特点的认识,使学生能够概述出DNA分子结构的主要特点和说出DNA作为遗传物质的特性。
2)过程与方法:通过老师给出的DNA分子中的碱基对的数量和排列规律,能够尝试制作出DNA分子的双螺旋结构模型。
3)情感、态度和价值观:通过本单元中DNA是主要遗传物质实验的探索以及发现DNA的分子结构等,培养学生一种科学探究的思维,使学生认识生物学科的价值,养成创新和用于实践的科学态度。
【重点难点】DNA作为主要的遗传物质能够储存大量的遗传信息,一定的碱基对在DNA分子中的排列方式的计算对学生来说还比较抽象。
【学习流程】
■问题引导(自主学习):
一、DNA双螺旋结构模型的构建:
(一)构建者: 。
(二)当时对DNA分子的认识:DNA分子是以 为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基,且腺嘌呤(A)的量总是等于 的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于 的量。
(三)模型建立:磷酸——核糖在外,碱基在内的 ,碱基配对方式 。
二、DNA分子的结构特点
(一)两条链 盘旋成 结构。
(二) 和 交替连接,排列在外侧,构成 ; 排列在内侧。
(三)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。
三、DNA分子的结构
(一)基本元素组成: 5种元素。
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(二)基本组成单位: ,每个脱氧核苷酸由 种小分子化合物构成。
(三)由多个脱氧核苷酸分子聚合形成脱氧核苷酸长链。
(四)两条长链 盘旋成双螺旋结构。两条长链的碱基之间靠 连接成碱基对,碱基对的形成遵循 原则。
(五)平面结构图及空间结构
■诱思讨论(合作学习)
讨论1:核酸有几种?核酸是由哪些元素组成的?构成核酸的基本单位是什么?RNA与DNA有何区别?
讨论2:如下图是DNA分子结构模式图,请据图回答下列问题:
(1)组成DNA的基本单位是[ ]_________。
(2)图中1、2、6的名称依次为1_________;2 _________;6_________。
(3)图中8示意的是_________。在双链DNA分子中嘌呤与嘧啶之间的数量关系可表示为_________。
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(4)由于解旋酶的作用使[ ] _________断裂,两条扭成螺旋的双链解开,若4是胞嘧啶,则3是_________。
(5)上述DNA分子彻底水解得到的产物是( )
A.脱氧核糖、核糖和磷酸 B.脱氧核糖、碱基和磷酸
C.核糖、碱基和磷酸 D.核糖核苷酸、碱基和磷酸
(6)基因D与d的根本区别是( )
A.基因D能控制显性性状,基因d能控制隐性性状
B.基因D、基因d所含的脱氧核苷酸种类不同
C.4种脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.在染色体上的位置不同
(7)如下图,两个脱氧核苷酸之间靠氢键相连,其中正确的是( )
(8)从生物“适应的相对性”、“基因突变的低频性”可见DNA作为遗传物质其分子结构具有_________性。
讨论3:DNA分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。如用在侦察犯罪上,可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA,在一个温度下水浴加热,使DNA氢键断裂,双链打开。若两份样本来自同一个体,在温度降低时,两份样本中的DNA单链会通过氢键连结在一起;若不是来自同一个体,则两份样本中的DNA单链一定程度上不能互补,这样可以鉴别犯罪嫌疑人。
请完成下列问题:
(1)人体DNA的主要载体是________。
(2) 侦察犯罪的理论基础是:不同个体的DNA分子具有______。
■重点点拨(方法学习):
一、碱基互补配对原则及推论
(一)原则:A—T,G—C,图示为:
(二)推论:
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1、腺嘌呤与胸腺嘧啶相等,鸟嘌呤与胞嘧啶相等,即A=T,G=C。
2、嘌呤总数与嘧啶总数相等,即A+G=T+C=50%。
3、不配对的两碱基之和的比值等于1,即(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。
4、相互配对碱基之和所占比例“三不变”,即在一条链中相互配对碱基之和所占该链碱基的比例,等于其在互补链中的比例,也等于在整个DNA分子中所占比例。
规律一:在DNA双链中,一条单链的(A1+T1)/(G1+C1)的值,与另一条互补链的(A2+T2)/(G2+C2)的值是相等的,也与整个DNA分子的(A+T)/(G+C)的值是相等的。
规律二:在DNA双链中,一条单链的(A1+G1)/(T1+C1)的值,与另一条互补单链的(A2+G2)/(T2+C2)是互为倒数的。
二、DNA分子结构的稳定性、多样性和特异性
(一)指DNA分子双螺旋结构的相对稳定性。原因有:
1、DNA分子基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成,从头至尾没有变化。
2、碱基配对方式始终不变,即A—T,G—C。
(二)构成DNA分子的碱基只有4种,配对方式只有2种,但是碱基对的数量却可以成千上万,设某DNA分子有n对碱基,在DNA上有一个碱基对,此碱基对可能是A—T或T—A或G—C或C—G,即每一个碱基对有4种类型的可能性,故n对碱基的排列顺序是4n,从而构成了DNA分子的多样性,也决定了遗传信息的多样性。
(三)特异性:每个特定的DNA分子中都具有特定的碱基对排列顺序,而特定的碱基对排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息,这种特定的碱基对排列顺序就构成了DNA分子的特异性。
■及时训练(巩固学习)
1.DNA彻底水解的产物包括( )
A.脱氧核苷酸
B.核糖、磷酸和A、T、C、G四种碱基
C.核糖、磷酸和A、U、C、G
D.脱氧核糖、磷酸和A、T、C、G四种碱基
2.下图是四位同学制作的DNA分子结构模型,其中正确的是( )
3.某DNA分子的一条链(A+G)/(T+C)=2,这种比例在其互补链和整个DNA分子中分别是( )
A.都是2 B.0.5和2 C.0.5和1 D.2和1
4.同源染色体上的DNA分子之间一般不同的是( )
A.碱基序列 B.碱基种类
C.(A+G)/(T+C)的比值 D.碱基互补配对方式
5.从某生物组织中提取DNA进行分析,其4种碱基数的比例是鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%。又知该DNA的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤,问与H链对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的( )
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A.42% B.27% C.26% D.14%
6.下列有关DNA分子的叙述中,错误的是( )
A.绝大多数生物的遗传信息储存于DNA分子中
B.DNA分子中,每个脱氧核糖分子只与1分子含N碱基和1分子磷酸基团相连
C.DNA分子中碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性
D.DNA分子中碱基对特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性
7.下面关于DNA分子结构的叙述正确的是( )
A、DNA分子的任一条链中A=T,G=C
B、每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C、每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连
D、DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接
■课堂小结:
课后复习心得
课题: DNA分子的结构 (第1课时)
■问题引导(自主学习):
一、(一)沃森和克里克。(二)脱氧核苷酸,胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C)。(三)双链螺旋,A—T,G—C。
二、(一)按反向平行 双螺旋。(二)脱氧核糖和磷酸,基本骨架;碱基。(三)氢键。
三、(一)C、H、O、N、P。(二)4种脱氧核苷酸,3。(四)反向平行。氢键,碱基互补配对。
■诱思讨论(合作学习)
讨论1:核酸有两种:核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA。核酸是由C、H、0、N、P五种元素组成的。是核苷酸。核苷酸有两大类:一类是构成RNA的基本单位:核糖核苷酸;另一类是构成DNA的基本单位:脱氧核糖核苷酸。
讨论2: (1)[5]脱氧核苷酸 (2)磷酸基团 脱氧核糖 碱基对(3)一段脱氧核苷酸链 嘌呤=嘧啶 (4)7 氢键 鸟嘌呤 (5)B (6)C (7)B (8)稳定
讨论3:(1)染色体 (2)特异性
■重点点拨(方法学习):
二、(一)1、磷酸和脱氧核糖,没有。2、A—T,G—C。(二)4,4n,多样性。(三)碱基对排列顺序,特异性。
■及时训练(巩固学习)
1.D.2.B.3.C.4.A.5.C.6.B.7.D、