第三章 基因的本质
第二节 DNA分子的结构
【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。
2．教学难点
DNA分子的立体结构特点。
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、立体结构等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、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】 1课时
【教学过程】
引言：我们经过学习，已经知道DNA是主要的遗传物质，DNA分子是怎样贮存遗传信息的？它又是怎样决定生物性状的？要回答这些问题，就必须弄清DNA的结构。
新课： 第2节 DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
列出“思考与讨论”问题，引导学生阅读课文P47—49，培养学生的自学能力与自我探究能力。
小结：沃森和克里克提出的著名的DNA双螺旋结构模型，为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。
下面我们来进一步探讨学习DNA分子的结构。
二、DNA分子的结构
1.DNA的化学组成
学生回顾并阅读教材P42-43和P47－49，看懂图3-1和图3－11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：
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一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。
设问二：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P50《模型构建 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，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。
小结：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。
【板书设计】
第二节 DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
二、DNA分子的结构第三章 基因的本质
第二节 DNA分子的结构
知识点一 DNA双螺旋结构模型的构建
一．构建模型的科学家是美国生物学家 和英国物理学家 ，标志生物学的研究已进入分子水平。
二．当时科学界对DNA的认识是：DNA分子是以 种 为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 四种碱基。
收获 通过对沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的构建的学习，体会到科学研究需要1.协作精神 2.要善于利用他人的研究成果与经验 3.要善于与他人交流与沟通 4.多学科交叉运用 5.不懈的努力与不断修正自己错误发展思想
练习1 下列关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中，正确的是（ ）
A. 威尔金斯和富兰克林提供了DNA分子的电子显微镜图像
B. 沃森和克里克提供了DNA分子的双螺旋结构模型
C. 查哥夫提出了A与T配对、C与G配对的正确关系
D. 富兰克林和查哥夫发现A的量等于T的量、C的量等于G的量
知识点二 DNA分子的结构
一．元素组成： 5种元素。
二．基本单位：
一分子磷酸
1．组成 脱氧核苷酸 一分子脱氧核糖
一分子含N碱基
2．种类: 、 、
、 。
三．平面结构：两条长链
四．空间结构：双螺旋结构，其主要特点：
1. DNA分子是由 条链构成的，这两条链按 方式盘旋成双螺旋结构。
2. DNA分子中 与 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。
3.两条链上的碱基通过 连接成碱基对。碱基配对的规律是：A与 配对，C与 配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做 原则。
五．结构特点
1.稳定性 ：DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替连接方式不变；两条链间碱基互补配对方式不变。
2.特异性：每种生物的DNA分子都有特定的碱基数目和排列顺序。
3.多样性：DNA分子碱基对数量不同；碱基对的排列顺序千变万化。
特别注意
A与T之间形成两个氢键；C与G之间形成三个氢键。
C—G对含量多的DNA分子相对于A—T对含量多的DNA分子，含氢键多所以更稳定。
脱氧核苷酸聚合成长链过程中产生水与DNA。
知识点三 碱基互补配对原则的应用
比较项目 整个DNA分子 1号链 2号链
A、T、C、G A=T;C=G A1=T2;T1=A2 C1=G2;G1=C2
(A+G)/(T+C)非互补碱基的和之比 1 M 1/M
（A+T）/(C+G)互补碱基的和之比 N N N
A+G或T+C 在整个DNA分子中占碱基总数的1/2
课堂随练
DNA完全水解（彻底水解）后得到的化学物质是（ ）
A. 氨基酸、葡萄糖、含氮碱基
B. 氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C. 核糖、含氮碱基、磷酸
D. 脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
E. 两条多聚脱氧核苷酸链
F. 四种脱氧核苷酸
G. C、H、O、N、P五种元素
2.有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是
A. 三个磷酸、三个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶
B. 两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胞嘧啶
C. 两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶
D.两个磷酸、两个脱氧核糖，一个尿嘧啶
3.下面关于DNA分子结构的叙述正确的是（ ）
A. DNA分子任一条链中A=T;C=G
B. 每个碱基分子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通过氢键相连
4.某同学在制作DNA双螺旋结构模型的实验中，按要求制作含20个碱基对的DNA片段。那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次是（ ）
A.20 20 20 B. 30 30 30 C. 40 40 40 D.20 30 40
课堂巩固：3、7、8、9、10、11、13题（4题删去）
5..红对勾必做题
课后检测：3、6、9、10、12题（1题删去）第三章 基因的本质
第四节 基因是有遗传效应的DNA片段
[一] 教学程序
导言
复习提问：
1.从分子角度分析为什么亲代和子代在性状上相似
学生回忆回答：因亲代把自己的DNA分子复制了一份，通过精子和卵细胞传给了子代。
2.为什么子代获得了亲代的DNA分子，子代在性状上就像亲代呢
学生在预习的基础上会回答：是因为DNA分子可以控制遗传性状。
那么，DNA分子是怎么控制性状呢
这就是本小节要解决的内容。
[二] 教学目标达成过程
现代遗传学的研究认为:每个DNA分子上有很多基因，这些基因分别控制着不同的性状。
教师出示:果蝇某一条染色体上的几个基因及基因所控制的性状的挂图。
学生观察思考:
教师点评:由图可说明每种生物都有许多基因(因每种生物有多条染色体)。性状是由基因所控制的。那么基因与DNA有什么关系呢
一、基因--有遗传效应的DNA片段
学生活动：阅读教材P13～14。
教师简介基因的发展:让学生明确人们对基因的认识是个不断发展完善的过程，是在实验基础上随着理化技术手段的发展而发展的，直到20世纪50年代人们才真正认识到，成熟体细胞中的每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有许多基因，基因是决定生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片段。
学生要对此概念理解，教师必须对此概念的三个要点进行点评:
1.基因是有遗传效应的DNA片段--即基因是DNA的片段，但必须是有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。
2.基因是决定性状的结构单位。
学生活动:观看“基因工程初探”录像片段，让学生理解控制某性状的基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA分子上去，从而获得某种性状的表达，所以说基因是决定性状的结构单位,具有一定的独立性。
3.基因是决定性状的功能单位。即生物的特定基因决定生物的特定性状。如人的黑发由黑发基因控制,人的双眼皮由双眼皮基因控制。
设疑:基因是有遗传效应的DNA的片段，DNA与蛋白质共同构成染色体，那么基因与染色体有何关系呢
学生思考、教师点拨:基因在染色体上呈直线排列，这就像音乐曲谱，一个曲谱分成许多小节，各个小节内排列着数目不等的音符，经演唱表达不同的音调。
再回忆:DNA分子的基本单位是什么 有多少种
学生回答:(略)教师给予肯定并鼓励。
质疑:基因的化学结构怎样呢
学生活动:阅读教材并回答“每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸”。
教师讲述:基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。
例如:人的双眼皮基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表人的双眼皮的遗传信息，上一代传给下一代的是遗传信息而不是双眼皮本身，下一代就可以将双眼皮遗传信息表达为双眼皮。不同的基因，四种基本单位的排列顺序不同，但是，每个基因都有特定的排列顺序。
最后，银幕显示进行总结:
a.基因在染色体上呈直线排列。
b.每个染色体含一个DNA分子，染色体复制后在细胞分裂的间期、前期、中期，每个染色体包含两个姐姐妹染色单体，此时含有两个DNA分子。
c.每个DNA分子有很多基因。
d.每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。
e.基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列顺序不同。
通过总结，让学生更进一步理解:“基因—DNA--染色体”三者之间的关系。
再质疑:基因是如何复制的 基因又是如何控制性状的呢
学生阅读教材P14并思考。
教师讲述:由于基因是DNA片段，所以基因的复制是通过DNA分子的复制来完成的。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以—定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这一过程叫做基因的表达。那么基因如何控制蛋白质合成呢 第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
一、知识结构
二、教材分析
1.本小节教材主要讲述DNA是遗传物质的直接证据---“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”。本小节的引言部分，首先联系前面所学知识，指出DNA和蛋白质都是染色体的重要组成成分。然后，引导学生思考一个曾经在科学界争议了很长时间的问题：“DNA与蛋白质究竟谁是遗传物质 ”这样既点出了本小节要研究的主题，又可以引起学生探究这一问题的兴趣。在讲述DNA是遗传物质的实验证据时，为了加强学生科学思维方法的培养，教材采用了先交代科学家对实验的设计思想，即把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用；然后再讲述实验过程的方法。为了使学生更全面地理解DNA是真正的遗传物质这一结论。与原教材相比，本教材在教学内容上增加了肺炎双球菌转化实验内容。在讲述噬菌体侵染细菌的实验时，也改变了旧教材中直接说明“噬菌体将DNA注入细菌”的叙述方法，而是用研究时采用的“同位素标记法”来说明。这样讲述符合科学研究的过程，可以很自然地导出DNA是遗传物质的结论，使学生容易接受，并且能使学生受到科学方法教育。
2.本小节教材的最后安排了“DNA的粗提取与鉴定”实验。通过这一实验，不仅要使学生学会DNA粗提取和鉴定的方法，更重要的是培养学生的动手能力和学会进行科学实验的一些基本技能。
3.本小节内容与其他章节的联系：
①染色体和DNA的关系，与第一章《组成生物体的化合物》中核酸知识有关；
②DNA是遗传物质还与《细胞增殖》有关；
③DNA是遗传物质与《生物的生殖和发育》紧密联系。
三、教学目标
1.知识目标DNA是主要的遗传物质(C:理解)
2.能力目标
(1)从生殖过程、染色体化学组成以及遗传物质存在部位划分来分析染色体是遗传物质的主要载体，训练学生逻辑思维的能力。
(2)以噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
四、重点·难点和解决方法
1.重点 (1)肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。
(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2.难点 肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。
3.解决方法
(1)使用挂图、投影仪或展示平台等进行直观教学。
(2)图文对照阅读，加深对知识的理解。
(3)列表展示，充分调动学生学习积极性，提高教学质量。
五、教具准备 噬菌体侵染细菌示意图；投影仪或展示平台；多媒体课件。
六、学法指导
指导学生听课，让学生学会思考。具体包括：
1.让学生领悟课堂的教学目标；
2.使学生抓住教学重点；
3.让学生正确处理好听课与记笔记的关系。
七、课时安排 1课时
[一] 教学程序
导言:生活中同学们听过这样—些话语:“龙生龙，凤生风，老鼠生来会打洞”；“种瓜得瓜，种豆得豆”；那么谁知道这讲述的是自然界的一种什么现象呢 还有:“一母生九子，连母十个样”。这又说明什么呢
学生活动:讨论思考回答:说明生物界的遗传变异现象。
教师提示:在第一册教材的绪论中我们曾讲到，遗传和变异是生物体的六个基本特征之一，今天我们共同来探讨这方面的知识。
提问:再举例说明什么是遗传 什么是变异
学生联系实际回答:(略)
教师在学生回答的基础上进一步点拨，必须明确:
(1)遗传和变异是生物体最重要的特征。
(2)生物遗传的特性，使生物界的物种能保持相对稳定。生物的变异特性，使生物个体能产生新的性状，以至形成新的物种。遗传和变异是对立统一的关系，是生物进化的重要因素。
通过例题对该知识进行理解:
[例]从地层里挖出来的千年古莲种子，种在泥塘仍能萌发，生叶开花，但花色与现代莲稍有不同，说明生物具有 ( )
A.适应性 B.多样性 C.变异性 D.遗传性和变异性
答案:D
一、DNA是主要的遗传物质
设疑:同学们是否知道遗传物质是什么 遗传物质的载体是什么
学生回答:(略)
教师给予肯定并讲述:现代细胞学和遗传学已研究得知，遗传物质是DNA和RNA，染色体是遗传物质的主要载体，本节课就此问题与同学们探讨一下:
(一)染色体是遗传物质的主要载体
多媒体课件银幕显示:哺乳动物产生子代的染色体变化图。
并展示下列并提问:
(1)亲代与子代之间要保持染色体数目的恒定，必须经过哪些过程
(2)染色体数目是如何变化的，其特点如何
(3)染色体的化学成分主要有哪些
学生活动:观察、思考、讨论并回答(略)
教师鼓励并点拨(细胞水平):亲代与子代是以生殖细胞作为“桥梁”，通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究，人们了解到染色体在生物的传种接代过程中能保持一定的稳定性和连续性。故人们认为染色体在遗传上有重要作用。
染色体为什么在遗传上起作用呢
通过对染色体的化学成分分析(分子水平):得知它主要是由DNA和蛋白质组成的，其中DNA在染色体里含量稳定，是主要的遗传物质。由于细胞里的DNA大部分在染色体上，因此，染色体 是遗传物质的主要载体。
还有什么是遗传物质的载体
学生联系前面知识回答:线粒体、叶绿体。
那么，科学家是如何证明DNA是遗传物质呢
他们的做法是:设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用，下面介绍两个经典实验。
(二)肺炎双球菌的转化实验
学生活动:阅读教材第2页，了解肺炎双球菌的两种类型:R型和S型。
教师投影显示格里菲思的如下实验:
(1)活的无毒性的R型细菌老鼠→健康
(2)活的有毒性的S型细菌老鼠→死亡
(3)灭活的S型细菌老鼠→健康
(4)活的R型+ 死的S型老鼠→死亡
师生从投影的四组实验共同讨论看出:在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，定含有一种促使R型细菌转化成S型细菌的活性物质，那么它到底是什么呢
在1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，做了如下实验:
把S型细菌的组成物质全部分离，并分别与R型细菌混合培养，得到如下结果:
学生通过上图对比，得知是S型细菌的DNA使得R型转化成S型细菌，并能传递给后代，说明DNA是遗传物质。
(三)噬菌体侵染细菌实验
学生活动:阅读教材P4，了解T2
噬菌体的结构和化学组成。
教师显示T2噬菌体挂图并强调:T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA分子。它是一种专门寄生在细菌体内的病毒。而细菌是一种单细胞的原核生物。
设疑:
(1)科学家为什么把噬菌体作为研究DNA是遗传物质的材料
(2)科学家是如何进行研究的
学生活动:阅读教材P4页并回答，由于T2噬菌体只有DNA和蛋白质两种化学物质组成，而DNA是由C、H、O、N、P五种元素组成，蛋白质是由C、H、O、N，有的含有P和S元素组成的。所以科学家采用放射性同位素标记法进行研究。
教师投影显示如下表格:
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体
32p标记DNA 有32P标记DNA DNA有32P标记
35S标记蛋白质 无35S标记蛋白质 外壳蛋白质无35S标记
学生讨论总结得出结论:DNA分子具有连续性，是遗传物质。
再设疑:遗传物质是否只有DNA一种呢
学生阅读教材第4页可知:除了DNA外还有RNA，如烟草花叶病毒，它不含DNA，只含有蛋白质和RNA，在这两种成分中，科学家研究证明RNA是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
[三] 教学目标巩固
1.艾弗里的实验结果证明S型细菌中哪种物质导致R型细菌转化的，说明什么问题
2.噬菌体侵染细菌实验证明蛋白质是遗传物质，还是DNA是遗传物质
3.遗传物质的主要载体是什么 为什么
[四] 布置作业
1．完成P7复习题第一、二题。
2．在证明DNA是遗传物质的几个著名经典实验中，在实验设计思路中最关键的是 （ ）
A.要用同位素标记DNA和蛋白质 B.要分离DNA和蛋白质
C.要得到噬菌体和肺炎双球菌 D.要区分DNA和蛋白质，单独观察它们的作用
答案：D
3．玉米叶肉细胞中DNA的载体是 （ ）
A.线粒体、中心体、染色体 B.叶绿体、核糖体、染色体
C.染色体、中心体、核糖体 D.染色体、叶绿体、线粒体
答案：D
[五] 总结
本节课主要学习了征明DNA是主要遗传物质的两个经典实验:
(一)肺炎双球菌转化实验：证明S型细菌中的DNA是转化因子并能够使后代具有连续性--说明是遗传物质。
(二)噬菌体侵染细菌:证明噬菌体的蛋白质和DNA两种成分是DNA进入细菌体内并产生出与亲代噬菌体性状相同的子代噬菌体--说明DNA是遗传物质。最后指出遗传物质除了DNA外还有RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
[六] 板书设计第三章 基因的本质
第二节 DNA分子的结构
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
(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。
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P8～9DNA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。
教师对学生的回答给予肯定并作点拨。
DNA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 第三章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
一、教材内容分析
《DNA是主要的遗传物质》是人教版普通高中新课程生物必修2《遗传与进化》中第3章第1节的内容。本节首先是以“问题探讨”的形式呈现了曾经在科学界争议了很长的问题：“ DNA 和蛋白质究竟谁是遗传物质？”目的在于引导学生思考如何对这一问题进行研究，激发学生的探索欲望；接着介绍了20世纪早期人们对于遗传物质的推测，在此基础之上教材详细讲述了DNA是遗传物质的直接证据 ──“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,引导学生重温科学家的探究历程，领悟科学的过程和方法，最终得出科学的结论。本节是从分子层面上认识遗传物质的本质，为学习DNA的复制，基因的表达和基因突变打下了基础。
二、教学策略
由“问题探讨”所呈现的曾经在科学界争论很长时间的问题 ──“DNA和蛋白质究竟哪个是遗传物质？”引入新课，让学生思考如何对这一问题进行研究，培养他们分析问题和解决问题的能力，激发他们了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣。通过重温科学家的探究历程，领会实验选材的巧妙、思维的严谨和实验方法的科学；通过实验结果的分析理解DNA是主要的遗传物质。
三、教学目标
1、知识与技能：
(1)总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程；
(2)分析DNA是主要的遗传物质的实验设计思路；
(3)理解DNA是主要的遗传物质。
2、过程与方法：
(1)领悟科学研究的过程和方法，培养学生的实验探究能力；
(2)探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
3、情感态度和价值观：
(1)体验科学探索的艰辛过程；
(2)认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；认同科学与技术的关系。
四、教学重点和难点
1、重点：
(1)肺炎双球菌转化的实验原理和过程；
(2)噬菌体侵染细菌的原理和过程。
(3)证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
2、难点：
(1)肺炎双球菌转化的实验原理和过程；
(2)证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
五、教学设计流程
设疑导入 → 问题引导呈现探究 → 讨论实验结果 → 归纳总结 → 拓展延伸
六、课堂实施
教学环节 教师组织和引导 学生活动 设计意图
复习旧知，创设情景，导入新课 设疑提问： 1.性状是受什么控制的？基因和染色体的关系是怎样的？2.染色体是由哪两种化合物组成的，作为遗传物质的应该是哪一种物质？3.你认为作为遗传物质可能具有什么特点？ 学生回顾所学知识，思考回答相关问题，总结遗传物质的特点：能够自我复制，结构比较稳定，具有储存遗传信息的能力。 寻找新旧知识的结合点，以“问题”引入新课，培养学生分析和解决问题的能力，激发探究欲望。
对遗传物质的早期推测 指导学生读教材思考： 1.在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质？2.为什么会有这种认识？ 讲述：限于当时的认识水平，认为蛋白质是遗传物质的观点处于主导地位。 分析当时认为蛋白质是遗传物质的原因：组成DNA的脱氧核苷酸只有4种而组成蛋白质的氨基酸种类有20种，蛋白质的多样性很容易和生物的多样性相联系。 进一步激发学生对遗传物质认识的研究
DNA是遗传物质的的证据I 科学家是如何认识DNA是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。 I、肺炎双球菌的体内转化实验 1、讲述并投影两种菌落的比较； 菌落荚膜毒性R型菌落粗糙无荚膜无毒S型菌落光滑有荚膜有毒2、投影细菌转化实验的课件引导学生观察实验，讨论分析以下问题： （1）、为什么加热杀死的S菌和活的R菌混合可以导致小鼠死亡？导致小鼠死亡的直接原因是什么？ （2）、促进活的R菌转变为S菌的因素是什么？是否有可能是蛋白质？ (3)、本实验蕴含了那些科学实验方法，能得出什么结论？ 认真观察实验的演示过程，思考回答所提问题，得出以下结论： 1、加热杀死的S菌能够促使活的R菌转变为活的S菌，即加热杀死的S菌中含有促使这一转化的活性物质──转化因子。 2、这一转化因子不可能是蛋白质，因为蛋白质经过高温作用会变性失活。 3、蕴含的实验方法有分组对照和对变量进行一定的控制。 引导学生重温科学探究历程，亲身体验科学研究的思路和方法，学习科学家严谨的态度和合作精神。体验科学探索的艰辛，学习科学精神，养成科学态度。
DNA 是遗传物质的的证据Ⅱ 设疑： 这种转化因子究竟是什么物质呢？S菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的思路是什么？如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计实验？ Ⅱ、肺炎双球菌的体外转化实验 讲述并投影： 思考： 1、 该实验的巧妙之处是什么 蕴含了哪些实验设计原则？2、 能够得出什么结论？ 学生思考、分析、讨论得出结论：把DNA和蛋白质分开，单独地直接地观察这两种物质的作用。 学生思考、讨论，展示学习成果： 1、 控制变量原则，将多个变量分解为单个变量进行研究；对照性原则。2、 结论：DNA是转化因子即遗传物质。 进一步培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。
DNA 是遗传物质的的证据Ⅲ 讲述： 艾弗里的实验中提取的DNA纯度最高时也还有少量的蛋白质，当时仍然有学者认为是这少量的蛋白质在起作用，不愿接受DNA是转化因子的结论。这种怀疑有道理吗？ Ⅲ、噬菌体侵染细菌的实验 讲述并投影： 1、T2 噬菌体的结构模式图，说明其结构特点、物质（元素）组成、寄生和繁殖方式，演示其侵染细菌的动态变化。 2、投影分别用不同放射性元素标记的噬菌体侵染细菌的实验过程。 思考： 1、为什么选择噬菌体作为实验材料？2、为什么要用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质？如何标记？3、实验结果是怎样的，根据实验结果你能得出什么结论？4、上述实验运用了哪些技术手段？ 总结：以上实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。 观察课件的演示过程，明确在噬菌体侵染细菌的过程中，DNA进入了细菌细胞内，而蛋白质外壳停留在细胞外。 分析、讨论相关问题，展示学习成果：1、DNA是在亲子代之间发生连续性的物质，即DNA是遗传物质；蛋白质不是遗传物质。 2、采用了放射性标记技术、分离提纯技术、离心技术等技术手段 让学生认识到一个正确的结论可以通过不同的途径获得。 认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程； 认同科学的发展离不开技术的支持。
设疑：是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢？ 投影并讲述：展示几种常见的RNA病毒，由于这些病毒只由RNA和蛋白质构成，所以这类病毒的遗传物质是RNA而不是DNA． 总结上述探究活动，得出：DNA是主要的遗传物质。 进一步明确某些病毒的遗传物质是RNA，DNA是主要的遗传物质的原因。
课堂小结 投影总结： 核酸是一切生物的遗传物质；具有细胞结构的生物和大多数病毒的遗传物质是DNA，少数RNA病毒的遗传物质是RNA,即DNA是主要的遗传物质， 加深理解、巩固、深化所学知识。
拓展延伸 1997年美国科学家Prusiner发现了一种新型生物 ──朊病毒，是一组至今没有查到任何核酸的蛋白质颗粒，它是导致疯牛病和人的克-雅氏病的病原体。你能推测改病毒的遗传物质是什么吗？ 学生思考讨论：认识到对遗传物质的探究是不断深化和发展的。 形成认知冲突，激发学生新的探索欲望。
七、教后反思
通过对本节3个经典实验的学习，引导学生重温科学家的探究历程，不仅让学生获得了科学知识──理解“DNA是主要的遗传物质”，更重要的是通过这些实验让学生掌握了科学的研究方法，培养了学生的科学探究能力，所以在本节的教学中重点对学生进行了科学方法训练；由于本节实验内容较为抽象，上课时采用了多媒体辅助教学，化静为动，化抽象为具体，较圆满的完成了教学任务。
第三章 基因的本质
第3节 DNA的复制
课 题 DNA的复制 课 型 新 课
三维目标 知识目标 了解DNA复制的概念简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。理解DNA复制在遗传上的意义
能力目标 通过介绍试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。通过引导学生观察拉链和DNA复制的比较，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。
情感、态度与价值观 通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。
教学重难点 DNA分子复制的条件，过程和特点对DNA复制过程的探讨
教学手段 多媒体课件教学
教学方法 研讨法，点拨式
教学 过程 导入：以如何复制“中国印 舞动的北京”这枚奥运会会徽入手，引导学生思考与复制有关的相关问题，由此引出新课DNA的复制：衔接：分析标题回顾知识，引导学生回忆DNA分子的结构特点，为新知识的讲解和探讨打下铺垫一、对DNA分子复制方式的推测向学生简单介绍DNA分子复制方式的三种猜测，重点介绍沃森和克里克两个人的假说，引导学生以分组讨论的形式探讨哪一种复制方式是符合实际的，引出半保留复制的实验依据。二、DNA半保留复制的实验依据本部分虽为选学内容不作为知识的重点考察，但可以培养学生的能力。次过程中教师要作指点和总结，引导学生复习假说演绎法三、DNA分子的复制过程教师利用多媒体演示DNA复制的动态变化过程。学生阅读教材相关内容，归纳总结并回答相关问题：1、DAN分子复制的时间在何时？2、DNA分子复制的场所？
3、DNA分子复制的过程如何？4、DNA分子的特点有哪些？与洗照片一样吗？5、DNA分子为何能精确复制6、DNA分子复制的意义是什么？四、随堂练习五、小结：DNA分子的复制过程六、作业布置：课后练习题
板书设计 第3节 DNA的复制对DNA分子复制的推测DNA半保留复制的实验证据实验方法实验过程实验结论DNA分子复制的过程1、场所2、时间3、条件4、特点5、意义
课后反思
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www.第三章 基因的本质
第三节 DNA分子的复制
[一] 教学程序
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，解旋完即复制完，形成新的DNA分于，这样一个DNA分子就形成两个完全相同的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。这样就使物种代代延续，不致灭绝。
[二] 教学目标巩固
1．根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（ ）
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 （ ）
①互补碱基对之间氢键断裂//②互补碱基对之间形成氢键//③DNA分子在解旋酶的作用下解旋//④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对//⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构。
A.①③④②⑤ B.①④②⑤③ C.①③⑤④② D.③①④②⑤
答案：D
[三] 布置作业
P11～12复习题第一、二、三、四题
[四] 板书设计
