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1、6.1.2 DNA 分子的结构与复制一、知识结构二、教材分析1. 本小节主要讲述了DNA 分子的结构和 DNA 分子的复制两部分内容。关于 DNA分子的结构，由于这部分内容比较抽象，不容易理解，教材在概述DNA 分子双螺旋结构的特点后，安排了一个“制作DNA 双螺旋结构模型”的实验，以加深学生对这一结构的感性认识和理解。DNA 分子的结构特点是DNA 特定功能的基础，因此在本小节教材的后半部分，联系其结构讲述了DNA 分子的复制功能。这部分知识是理解后面几节内容的基础，因此是本节教材的教学重点。2. 本小节内容与其他章节的联系: (1) 与组成生物体的化合物中核酸知识有关；(2) 与细胞增殖一
2、节知识相联系。(3) 与后面的生物的遗传定律和变异相联系。三、教学目标1. 知识目标(1) DNA 分子基本单位的化学组成 (B: 识记) (2) DNA 分子的结构特点 (C: 理解) (3) DNA 分子的复制过程和复制意义(C: 理解) 2. 能力目标(1) 培养观察能力、分析理解能力: 通过计算机多媒体软件和DNA结构模型观察来提高观察能力、分析和理解能力。(2) 培养创造性思维的能力 : 通过探索求知、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。四、重点实施方案1. 重点： (1) DNA分子的结构。 (2) DNA 分于的复制。2. 实施方案精选学习资料 - - - - - - -
3、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页(1) 使用挂图、模型进行直观教学。(2) 用多媒体课件显示DNA 分子复制的动态过程， 让学生充分理解边解螺旋边复制。五、难点突破策略1. 难点： (1) DNA分子的结构特点。 (2) DNA 分子的复制过程。2. 突破策略教师指导学生制作 DNA分子的结构模型。 让学生充分理解它的结构特点，用多媒体课件显示DNA分子的复制过程， 从而让学生理解复制的模板、 原料等条件，以及复制的意义。六、教具准备DNA 分子的结构模型 /DNA分子的结构和复制挂图 /DNA 分子复制的多媒体课件/ 投影仪。七、学法指导教会学生学会理
4、论联系实际的学习方法。具体办法是 : 在学生自学教材的基础上，在教师的指导下，从DNA 的基本组成单位开始，按照一定的方式先形成脱氧核苷酸长链，而后再通过一定的方式构成DNA 分子的平面结构及空间结构，加深学生对教材DNA 分子结构特点理论知识的理解掌握。八、课时安排1课时 一 教学程序导言前面我们通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的学习，知道DNA 分子是主要的遗传物质，它能使亲代的性状在子代表现出来。那么DNA 分子为什么能起遗传作用呢? 这需要从它的结构谈起。 二 教学目标达成过程一、DNA 分子的结构教师讲述 : 介绍 DNA 分子双螺旋结构模型的提出。1953年，美国
5、科学家沃森和英国科学家克里克提出了著名的 DNA 分子双螺旋结构模型 (简介沃森和克里克的发现过程，激起学生学习的兴趣和实事求是的科学态度，培养不断探求新知识和合作的精神) 。这为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页为了掌握 DNA 分子结构的全部知识，必须先掌握DNA 分子的化学组成。1.DNA 分子的化学组成 ( 结构) 学生活动 : 阅读教材 P89DNA 分子的化学组成部分并讨论DNA 分子化学组成的部分知识。教师出示 DNA 分子化学结构的多媒体课件，让学生分组讨论以下
6、问题: a.DNA 分子为什么属于高分子化合物( 从元素组成和分子量上考虑分析)? b. 组成DNA 分子的基本单位是什么 ? c. 构成DNA 分子的基本单位有几种 ?分别是什么 ? d.DNA 分子是由几条脱氧核苷酸长链组成的? 在学生讨论回答的基础上，教师进行综述: DNA 分子是种高分子化合物，它的基本单位是脱氧核苷酸，总共有四种，分别叫腺嘌呤脱氧核苷酸(A) ，鸟嘌呤脱氧核苷酸 (G)、胞嘧啶脱氧核苷酸(C) 、胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (T) ；每种脱氧核苷酸都是由三部分组成: 即一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸。DNA 分子是由两条脱氧核苷酸长链组成的。DNA 分子不仅具有一
7、定的化学结构，还具有其特殊的空间结构。2.DNA 分子的空间结构学生活动 : 阅读教材 P9DNA 分子的空间结构部分，对照自己制作的 DNA 的分子结构(在教师指导下制作 ) 对教材进行理解探索新知识。教师出示 DNA 分子结构挂图和模型并设疑: a.DNA 分子的空间结构具有什么特点? b.DNA 分子结构中的碱基互补配对原则是什么 ? c. 为什么碱基互补配对必须是A与T配对， G 与C 配对? 学生在阅读教材、讨论的基础上回答上述问题。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页教师对学生的回答给予肯定并作点拨。DNA
8、 分子的结构特点是 : (1)DNA分子是由两条链组成的，这两链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基互补配对原则是 : 碱基A与T、G 与C 之间的一一对应关系， 叫碱基互补配对原则。为加深学生的记忆，教师编一顺口溜: “A配T，T配A，G 配C ，C配G ，少了一个配不齐”。A与T、G 与C配对的原因 : (1) 嘌呤碱是双环化合物 , 占的空间大；嘧啶碱是单环的、占的空间小，而DNA分子的两条链距离是固定的，因此，只能是嘌呤碱与嘧啶碱配对。(2) 由于A
9、与T通过两个氢键连结， G与C之间通过三个氢键连结，这样使DNA 的结构更加稳定。3.DNA 分子的结构特性学生活动 : 阅读教材 P9并思考讨论如下问题 : (1) 从你自己制作的 DNA 双螺旋结构模型来思考，DNA 分子的基本单位只有四种。它的排列顺序如何 ?说明了什么问题 ? (2) 再观察和思考你自己制作的DNA 双螺旋结构模型中四种基本单位的排列顺序又如何呢 ?这又说明了什么问题 ? 教师在学生思考讨论的基础上进行点拨: 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 DNA 分子的一条链中有 150个四种不同的碱基，它的排列方式有4150
10、种。实际上构成了 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 ( 取决于碱基对的排列顺序 ) 。每个特定的 DNA 分子( 如你自己制作的 DNA) 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( 特定的碱基排列顺序) 。总结 : 从DNA 分子的多样性和特异性说明了世界上的各种生物之间、同种生物不同个体之间表现出干差万别的根本原因。因此，用DNA 分子可以起到鉴定生物个体的作用 ( 为了加深对这部分知识的理解和应用, 可给学生简介用 DNA 分子在亲精选学习资料 - - - - - - - - -
11、名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页子鉴定和案件的侦破中的作用的例子，这样既活跃了课堂，又激起学生学习的兴趣) 。再没疑 : 在细胞有丝分裂学习中，我们知道，通过细胞有丝分裂使生物的亲代与子代之间保持遗传性状的稳定性，为什么? 学生回忆回答 : 是遗传物质 DNA 分子复制 (间期 )和平均分配 ( 后期)的结果。教师给予肯定并鼓励。再问，那么 DNA 分子是怎样进行复制的呢 ? 二、 DNA 分子的复制学生先阅读教材 P11页。教师投影出示如下问题 : 1. DNA 分子复制发生在什么时间? 2. DNA 分子复制过程怎么进行 ? 3. DNA 分子复制过程需要哪些
12、条件? 4. DNA 分子复制过程有何特点 ? 5. DNA 分子复制的概念是什么 ? 6. DNA 分子复制有何生物学意义? 学生阅读完毕之后，先简单提问。根据学生回答情况进行点拨、讲述: (1)DNA分子复制根据前面三种细胞分裂方式学习可知发生在无丝分裂之前或有丝分裂间期；在配子形成时则主要发生在减数第一次分裂之前的间期。(2)DNA分子复制过程： 教师播放 DNA 分子复制的多媒体课件， 将这部分重难点知识，变静为动，变抽象为形象，转化为易掌握的知识。观看完毕后，师生共同总结，有以下三点 : a. 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
13、的碱基从氢键处断裂，于是部分双螺旋解旋为两条平行双链，此过程叫解旋。解开的两条单链叫母链(模板链 ) 。b. 合成互补子链 : 以上述解开的两条多脱氧核苷酸链为模板，在酶的作用下，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成两条与母链互补的子链。c. 子母链结合形成新 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互相盘绕成螺旋结构，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页解旋完即复制完， 形成新的 DNA 分于，这样一个 DNA 分子就形
14、成两个完全相同的DNA分子。即边解螺旋边复制。(3) 从上述观看 DNA 分子复制过程的多媒体课件及师生归纳可知:DNA 分子复制的条件有精确的模板、原料、能量和酶等基本条件。复制的方式是半保留复制，即新DNA 分子中都保留了原来 DNA 分子的条链。(4) 从上述学习可概括出 DNA 分子复制的概念 : 指以亲代 DNA 分子为模板来合成子代DNA 的过程。DNA 分子的复制实质上是遗传信息的复制。(5)DNA分子的自我复制， 这在遗传学上具有重要的意义。DNA 通过复制在生物的传种接代中传递遗传信息，从而保证物种的相对稳定性，使种族得以延续。即亲代将自己的 DNA 分子复制出一份，传给子代
15、。这样就使物种代代延续，不致灭绝。 三 教学目标巩固1根据碱基互补配对原则，在AG 时，双链 DNA 分子中，下列四个式子中正确的是（）1.CGTAA1CGCA.B1CTGA.C1GTCA.D答案： C 2某生物细胞 DNA 分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占22% ，那么，胞嘧啶的分子数占（）A.11% B.22% C.28% D.44% 答案： C 3下列关于 DNA 复制过程的正确顺序是（）互补碱基对之间氢键断裂/ 互补碱基对之间形成氢键/ DNA 分子在解旋酶的作用下解旋 / 以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对/ 子链与母链盘旋成双螺旋状结构。A.B.C. D.答案： D 四 布置作业P1112复习题第一、二、三、四题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页 五 板书设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页