《DNA的分子结构和特点》教案
——追溯科学发现史，体味科学探索精神
教学目标：
描述核酸的分子组成
说明DNA分子结构及其特点、熟识DNA双螺旋结构模型
按教材资料，了解DNA分子结构的发现过程
教材分析：
教材以落实“DNA分子结构与特点”为目标，首先阐述核苷酸的组成与类型，其次描述DNA分子的平面结构与空间结构，最后展示了20世纪50年代科学家们逐步揭秘DNA分子结构的历史重要事件。联系教材上下文分析可知，浙科版《生物学必修二》谨遵科学发展史，展现给学生的是一幅科学发展蓝图。
学情分析：
已学过染色体与遗传定律等相关内容，但未明确究竟何为“遗传物质”，留至这一章慢慢学习相关分子知识，进入对分子生物学的学习阶段。在悬念中深入探秘。
教学重难点：
DNA分子结构的组成（核苷酸、平面结构、空间结构）
DNA与其作为遗传物质相适应的分子特点
DNA结构发现史，体会科学研究的思路与价值
教学任务单：
师：提出核苷酸的组成结构、阐明戊糖与碱基的种类及匹配关系。
生：掌握DNA与RNA的单体构成，了解几种核苷酸分子的平面结构；辨析戊糖、碱基、核苷酸种类。
师：简要讲述分子生物学科学史上几项重大事件——从四核苷酸假说、卡加夫法则、鲍林小组提出三股螺旋、威尔金斯小组提出双股螺旋、以及碱基固定配对的发现，到最终沃森、克里克成功搭建DNA双螺旋结构模型。
生：不仅理解了教材素材即设计意图，更在教师引导下逐渐进入“问题发现-解决-再提问”的科学研究思维中，培养科学研究意识和素养。
师：分析DNA分子的平面构成。
生：掌握核苷酸链的聚合方式、双链螺旋结构的形成机制、碱基互补配对原则及相应的DNA分子碱基数量计算的解决方法。
师：引导学生根据DNA分子结构，总结DNA的结构特点。
生：纵观DNA结构组成，解释其多样性、特异性、稳定性原理，继而理解DNA作为遗传物质的间接证据（3.1章节）。
师：板书上给出T、T、G等几种脱氧核苷酸，和U、A等几种核糖核苷酸，由学生画图补充完整DNA、RNA片段。
生：DNA片段中应画出磷酸二酯键、另一条反向互补链；RNA片段中应画出磷酸二酯键。
板书设计：
DNA的分子结构和特点
核酸 元素：CHONP
基本单位——核苷酸 磷酸基团
（8种） 戊糖（2种）
碱基（5种）
核酸（2种）——DNA、RNA
DNA的分子结构模型
平面结构 双链反向平行
外侧：糖—磷酸基团交替（基本骨架）
内侧：碱基对 （A T G C）
空间结构：双螺旋模型
DNA分子的特性
相对稳定性（结构稳定、复制精确）
多样性：碱基对的排列顺序、数量
特异性
课件35张PPT。DNARNA第二节
DNA的分子结构和特点1、组成元素：C H O N P2、基本单位：一、核酸的化学结构含氮碱基五碳糖（戊糖）核苷磷酸 P核苷酸核苷酸核苷碱基P碱基PA
T
C
GA
U
C
G脱氧核苷酸脱氧核苷核糖核苷酸核糖核苷含氮碱基五碳糖（戊糖）核苷磷酸 P核苷酸脱氧核糖核糖腺嘌呤 A鸟嘌呤 G胸腺嘧啶T胞嘧啶 C尿嘧啶 U（8种）腺嘌呤A 碱基种类尿嘧啶U胸腺嘧啶T鸟嘌呤 G 胞嘧啶CTACGGCAU核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸oooooooo脱氧核糖核糖3、DNA与RNA分子的比较通常双链结构通常单链结构脱氧核苷酸核糖核苷酸腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）
鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）
尿嘧啶（U）脱氧核糖核糖磷酸磷酸“四核苷酸假说”三股螺旋模型卡伽夫法则 A=T G=C；(A+T)/(G+C) 不定“照片51号”双链螺旋碱基在内侧磷酸基在外侧碱基间以氢键相连（鲍林小组）（威尔金斯、富兰克林小组）（古仑德）二、DNA的结构特点（沃森和克里克 1953） DNA双螺旋结构模型平面结构磷酸二酯键氢键5′端3′端5′端3′端 碱基互补配对原则：
A与T配对，G与C 配对（沃森和克里克 1953） DNA双螺旋结构模型空间结构1个螺距为3.4nm
包括10个脱氧核苷酸对（碱基对）DNA分子的空间结构
——规则的双螺旋结构在双链DNA分子中： A=T G=C A+G =C+T=50% (A+G)/(T+C)= 1在DNA分子的互补链之间：(A1+G1)/(T1+C1) =(A1+T1)/(G1+C1) =(T2+C2)/(A2+G2)(A2+T2)/(G2+C2) = A+C = G+T(A+T)/(G+C)=?(特异性)= (A+T) / (G+C)碱基互补配对原则的应用：1.?DNA分子一条单链中 (A+G) / (C+T) = 0.4，
上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别
是（ ）
A. 0.4 和 0.6 B. 2.5 和 1.0
C. 0.4 和 0.4 D. 0.6 和 1.0BD2. 某DNA分子中 A 占 28.6%，碱基总数为500，
则此DNA分子中含有胞嘧啶（ ）
A. 143个 B. 286个
C. 214个 D. 107个3. 从某生物的组织中提取 DNA 进行分析，其
中C+G = 46%，又知该DNA的一条链中A占
28%，问在其另一条链中，A占该链全部碱
基的（ ）
A. 26% B. 24% C. 14% D. 11%A在含有四种碱基的某DNA片段中，已知C为m个，所占该DNA片段全部碱基的比例为n，则该DNA片段中T应有 个。若一个DNA分子中G占了27%，并测得其中一条链上的A占了该链碱基的18%，则另一条链上的A所占比例为 。(m/2n)-m28%思考相对稳定性
多样性
碱基对的排列顺序千变万化、数目极其庞大，能够储存大量的遗传信息.
特异性
每一个具有特定的碱基对排列顺序的DNA分子储存有特定的遗传信息.DNA分子的特性 1953年4月25日，沃森和克里克在《自然》杂志上发表论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》，从此真正意义上的分子生物学诞生了，他俩和威尔金斯共同获得1962年诺贝尔生理学或医学奖。富兰克林原本也应该获奖的，但由于她在1958年因癌症早逝而未能得到此项殊荣。1、某生物的碱基组成是：嘌呤碱基60%，嘧啶碱基40%，它不可能是
A.棉花
B.绵羊
C.T2噬菌体
D.烟草花叶病毒磷酸二酯键RNA分子2．现有四种DNA样品，根据样品中碱基的百分含量判断最有可能来自嗜热菌（生活在高温环境中）的是：
A、含胸腺嘧啶32%的样品
B、含腺嘌呤17%的样品
C、含腺嘌呤30%的样品
D、含胞嘧啶15%的样品 腺苷 A腺苷一磷酸 AMP腺苷二磷酸 ADP腺苷三磷酸 ATP1'2'3'4'5'1'2'3'4'5'HHHH－H2O磷酸二酯键1、组成元素：C H O N P2、基本单位：一、DNA和RNA的化学组成含氮碱基五碳糖（戊糖）核苷磷酸 P核苷酸脱氧核糖核糖腺嘌呤 A鸟嘌呤 G胸腺嘧啶T胞嘧啶 C尿嘧啶 U碱基P碱基PA
T
C
GA
U
C
G脱氧核苷酸脱氧核苷核糖核苷酸核糖核苷腺嘌呤脱氧核糖磷酸碱基1234512345脱氧核苷酸结构示意图HHHOo腺嘌呤脱氧核苷酸脱氧核苷酸核苷碱基五碳糖核苷磷酸核苷酸核酸脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）碱基脱氧核糖脱氧核苷磷酸脱氧核苷酸脱氧核糖核酸
（DNA）A
T
C
G碱基核糖核糖核苷磷酸核糖核苷酸核糖核酸
（RNA）A
U
C
G脱氧核糖
核糖你能拼出几种核苷？只存在DNA中，
（只与脱氧核糖连接）只存在RNA中，
（只与核糖连接）oooooo5′3′5′3′氢键oooooooooooo1. DNA 分子的两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，每个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸的磷酸基团结合，形成主链的“糖-磷酸”基本骨架，并排列在主链的外侧，碱基位于主链的内侧。2. 碱基总是跟另一条链上的碱基互补配对，由氢键连接， A和T通过2个氢键相连，G和C通过3个氢键相连，称碱基互补配对原则。DNA分子双螺旋结构的主要特点A A G G C C T T碱基对的排列方式有多少种？ 特定的碱基序列携带特定的遗传信息。碱基之间为什么是A和T、G和C配对？所有DNA分子中碱基含量：
A=T，G=C两条链为什么是反向的呢？资料1 ：20世纪50年代，伦敦大学物理学家威尔金斯和化学家富兰克林得到了DNA的X射线晶体衍射图像,提示DNA为双螺旋结构，由 A、G、C、T 四种脱氧核苷酸组成。威尔金斯富兰克林和她的DNA衍射图谱三、DNA分子双螺旋结构的研究发现资料2：沃森、克里克和威尔金斯都认识到，DNA是一个“糖-磷酸”骨架在外侧、碱基在内侧的分子，碱基间以氢键相连。资料4 ：A和T通过2个氢键相连，G和C通过3个氢键相连。沃森和克里克沃森和克里克重温当年美国生物学家沃森和
英国物理学家克里克沃森在浙江大学
任沃森学院名誉教授
