2019-2020年高中生物 第三章第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)1教案 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中生物 第三章第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)1教案 新人教版必修2.doc
2019-2020年高中生物 第三章第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)1教案 新人教版必修2模型建構(gòu)是自然科學(xué)研究中一種常用的方法。當(dāng)研究對象難以直接操作或研究時,可以考慮模型建構(gòu)的方法。該方法用模型來模擬研究對象,被模擬的對象稱做原型。模型的構(gòu)建是否正確,還需要通過與原型的比較來確證。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)是本節(jié)學(xué)習(xí)的重點和難點,需要學(xué)生通過空間想像才能理解。學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時,可以利用現(xiàn)成的模型進(jìn)行教學(xué),還可以利用課外活動小組的同學(xué)自制的模型教具。教學(xué)程序可采用“空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)基本單位”的順序,即由立體到平面,由大分子到組成單位,使學(xué)生逐步認(rèn)識DNA分子的空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成。一、自學(xué)質(zhì)疑:1、沃森和克里克構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型最終被認(rèn)可的原因是什么?因為這一模型與原型DNA結(jié)晶的X射線衍射圖相符,并能解釋DNA作為遺傳物質(zhì)所具備的多種功能。2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)在關(guān)系是怎樣的?DNA分子的雙鏈?zhǔn)怯蓛蓷l脫氧核苷酸長鏈以氫鍵連接起來的;DNA分子的主鏈(基本骨架)是由磷酸和脫氧核糖交替排列的;DNA分子的內(nèi)部堿基對的排列順序變化多端,說明DNA分子具有多樣性,可以貯存大量的遺傳信息;不同生物DNA分子的堿基對特定的排列順序說明DNA分子具有特異性。3. 為什么說DNA分子是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)?DNA分子結(jié)構(gòu)的規(guī)則性體現(xiàn)在兩個方面:第一,DNA分子的每個螺旋都是由10對堿基組成的,相鄰兩對堿基間的距離為0.34 nm;第二,兩條長鏈之間的距離恒等于2 nm。4. 為什么堿基配對是嘌呤堿基與嘧啶堿基配對?嘌呤堿基A和G是雙環(huán)化合物,而嘧啶堿基C和T是單環(huán)化合物,在堿基互補(bǔ)配對時,只有始終是嘌呤堿基與嘧啶堿基配對,才能保證兩條長鏈之間的距離恒定,且與DNA結(jié)晶的X射線衍射圖相符。5.依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則,推算DNA分子的堿基比例(1)在雙鏈DNA分子中,所有的嘌呤堿之和等于所有的嘧啶堿之和,即A+G/C+T=1。(2)根據(jù)上述公式,可鑒定DNA分子是單鏈還是雙鏈。若在一個DNA分子中,A+G/C+T1,且AT、CG,說明此DNA為單鏈。若在一個DNA分子中,A+G/C+T=1,且A=T、C=G,說明此DNA為雙鏈。(3)根據(jù)不同的堿基比例進(jìn)行計算。例1:在一個DNA分子中,若甲鏈A+G/C+T=1/2,則在互補(bǔ)的乙鏈中,A+G/C+T= - ,在整個DNA分子中,A+G/C+T=-。例2:在一個DNA分子中,若甲鏈A+T/C+G=1/2,則在互補(bǔ)的乙鏈中,A+T/C+G=-,在整個DNA分子中A+T/C+G=-。6. 沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中,利用了他人的哪些經(jīng)驗和成果?(1)當(dāng)時科學(xué)界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的證據(jù)有:組成N分子的單位是脫氧核苷酸;N分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構(gòu)成的;(2)英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的的射線衍射圖譜;(3)美國生物化學(xué)家鮑林揭示生物大分子結(jié)構(gòu)的方法(1950年),即按照射線衍射分析的實驗數(shù)據(jù)建立模型的方法(因為模型能使生物大分子非常復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu),以完整的、簡明扼要的形象表示出來),為此,沃森和克里克像擺積木一樣,用自制的硬紙板構(gòu)建N結(jié)構(gòu)模型;(4)奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的研究成果:腺嘌呤()的量總是等于胸腺嘧啶()的量,鳥嘌呤()的量總是等于胞嘧啶()的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。7. 沃森和克里克在構(gòu)建模型的過程中,出現(xiàn)過哪些錯誤?他們是如何對待和糾正這些錯誤的?沃森和克里克根據(jù)當(dāng)時掌握的資料,最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型,在這些模型中,他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學(xué)家的幫助下,他們否定了最初建立的模型。在失敗面前,沃森和克里克沒有氣餒,他們又重新構(gòu)建了一個將磷酸核糖骨架安排在螺旋外部,堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。沃森和克里克最初構(gòu)建的模型,連接雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基之間是以相同堿基進(jìn)行配對的,即A與A、T與T配對。但是,有化學(xué)家指出這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律。1952年,沃森和克里克從奧地利生物化學(xué)家查哥夫那里得到了一個重要的信息:腺嘌呤()的量總是等于胸腺嘧啶()的量,鳥嘌呤()的量總是等于胞嘧啶()的量。于是,沃森和克里克改變了堿基配對的方式,讓A與T配對,G與C配對,最終,構(gòu)建出了正確的DNA模型。8. DNA只含有4種脫氧核苷酸,他們?nèi)绾文軌騼Υ孀銐蛄康倪z傳信息?DNA雖然只含有4種脫氧核苷酸,但是堿基對的排列順序卻是千變?nèi)f化的。堿基對千變?nèi)f化的排列順序使DNA儲存了大量的遺傳信息。9.DNA分子是如何維系它的遺傳穩(wěn)定性的?提示:(1)靠 DNA分子堿基對之間的氫鍵維系兩條鏈的偶聯(lián);(2)在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中,由于堿基對平面之間相互靠近,形成了與堿基對平面垂直方向的相互作用力