第二节 DNA分子的结构_
教材分析
授课内容：人教版普通高中课程标准实验教科书必修2《遗传与进化》第三章第二节“DNA分子的结构”
教材的地位和作用；《DNA分子的结构》这一课题是高中生物必修2第三章第二节的内容，它在教材中起着承前启后的作用，一方面，它是在讲完DNA是主要的遗传物质这一内容的基础上完成的，通过它的学习可以加深学生对遗传物质的认识，使学生从结构方面更加了解为什么DNA是生物主要的遗传物质；另一方面，它又为后面基因的表达、生物的变异和进化教学进行了必要的知识铺垫。因此从这个地位来看，这部分内容不仅是本章的重点，更是整个必修本的重点内容。
课本首先用较大篇幅介绍了科学家们构建DNA双螺旋结构模型的故事，旨在使学生了解科学家的研究过程，学习和体会科学家们善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。之后是DNA分子结构主要特点介绍，最后是制作DNA双螺旋结构模型的学生动手实验，学生通过感性的观察加上理性的总结，掌握DNA 分子结构特点。
教学重点和难点：本节重点在于掌握DNA分子结构的主要特点，这也是本节的教学难点。另一个重点在于帮助学生认识DNA分子双螺旋结构模型建构的科学研究的过程，进一步培养学生的科学精神和科学态度及科学的方法。
1．教学重点
DNA分子结构的主要特点和制作DNA分子双螺旋结构模型?
2．教学难点
DNA分子结构的主要特点
?
第二节 DNA分子的结构_
课后反思
本节课上课伊始复习核苷酸的组成，鼓励学生回顾核苷酸有几部分组成，各部分名称是什么，种类，连接特点等，最后要求学生在练习本上完整画出其结构示意图。接下来，教师出示一个醒目的DNA结构物理模型，将它摆放在讲桌上，让学生仔细观察，鼓励学生先自己尝试用语言描述DNA分子结构特点，教师可以通 过几个问题稍做引导，比如设计问题：DNA有几条链组成？在这两条链中谁排列在外做骨架？而谁排列在内？学生通过仔细观察，互相补充，自己完全可以解决上 述问题。学生完成初步的观察后教师再用课件打出一张清晰的DNA分子结构模式图，进一步要求学生观察：刚才已经发现两条链的碱基都排列在内侧，现在再观察 两条链的碱基之间有个什么规律？是否有着某种对应关系？怎样对应？学生带着悬疑会很迫切的自己去发现问题。这样一来学生通过感性的观察加上理性的总结，自 己第一时间就掌握了碱基互补配对原则。最后引导学生观察DNA的这两条链方向怎样，是否平行。然后要求他们将刚才做出的一系列判断理好头绪、整理说出，同时将书上的总结画下来，看与自己的总结是否有出入，而前面科学家研究的那一大段内容完全可以作为丰富学生科学视野的资料让学生自己阅读。这样设计我觉得极大程度发挥了学生自主性，也有效地提到了课堂效率，满足了教学直观性原则，使原来一节以传授为主的课变成了学生自己的发现学习，学生有成就感，寓教于乐。
不足和有待改进的地方：
1、课本的科学史“DNA的构建故事”，也是在本节进行探究性教学可以借助的重要教学资源之一。可以通过布置学生收集资料了解DNA结构的发现过程进而体会两位科学家之所以能成功，首先对问题的兴趣是科学探索的开端；同时多学科知识的背景是科学发现的前提；科学的思维方法、锲而不舍的精神以及善于利用前人的成果和与他人合作的品质，是科学发现的关键。这样不仅培养学生收集资料的能力，同时也得到很好的情感体验。
2、要善于及时热情地表扬学生，使他们在积极参与课堂的时候有被重视和受肯定的感觉，这样才能增强大家参与课堂的欲望。
3、处理好主题和主线条的关系
主题是DNA结构，主线条是研究的科学史，主题要明确、主线条要清晰
4、有关资料的选择利用问题
精选、不多不滥为上，比如我的第一稿用了很多的资料，效果并不好，听大家的意见，狠心舍弃，结果更好
5、多媒体的应用
要学会借鉴，但也要经过自己的精心加工方可用，而不是照搬，比如本课所用到的动画，就解决了教材中很重要的问题。
6、考虑和解决一个问题：虽然是公开课，能不能在平时也能这样上，虽然不是自己的学生，但如果他们有一定的基础，能不能做到引导他们在原有基础上开始新知识的学习，“导和教的区别”！
第二节 DNA分子的结构 教学设计
一、教学目标：
知识目标：
1、了解DNA双螺旋结构模型构建历程；
2、制作DNA分子的双螺旋结构模型；
3、概述DNA分子的结构的主要特点；
能力目标：
制作DNA双螺旋结构模型，锻炼动手、动脑以及空间思维能力；
情感目标：
1、认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用；
2、认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程
二、教学重点和难点：
教学重点：1、DNA分子结构的主要特点；
2、制作DNA分子双螺旋结构模型
教学难点： DNA分子结构的主要特点。
三、教学过程
（一）、导入
谈论一个社会热点话题：中央电视台有一档节目，自2014年播出后便引起了强烈反响。在这档节目里面，许多丢失多年的孩子被找回，家庭得以团聚。十几年二十几年过去，孩子的外貌发生了很大的变化，如何确定他们之间确实有着亲自关系呢？（DNA鉴定）DNA是遗传物质，是大分子，它的基本组成单位是什么？（脱氧核糖核苷酸/脱氧核苷酸）展示脱氧核苷酸的分子结构模式图，含氮碱基有几种？（4）分别是？（AGCT）4种碱基对应的脱氧核苷酸就有4种，分别是？（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）
小分子的脱氧核苷酸如何连接起来形成DNA分子，DNA分子如何储存遗传信息，要解答这些问题，就得搞清楚DNA分子的结构 。
导入新课：板书：3.2??DNA分子的结构
以上关于DNA的化学组成，是科学家们在19世纪50年代对DNA分子的所有认识。
至于DNA分子的具体结构如何，还需要后来科学家的不断探索和研究。
（二）、DNA双螺旋结构模型的构建
1.（学生自主阅读教材p47-p48材料，完成P49的《思考与讨论》问题，之后教师以问题串形式引导学生了解整个构建过程，学生回答检测其预习效果，幻灯片展示相关图片及信息）
1）.构建此模型的科学家是？（两位当时很年轻的科学家：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克）
2）.DNA是由几条链组成？（两条链）空间结构？（双螺旋）科学家得出此结论的依据是？
（依据：1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱。）
3）.DNA的基本骨架？（磷酸-脱氧核糖）位于？（双螺旋内侧）
4）.碱基位于？（内侧）如何配对？（A-T，C-G）
刚开始的碱基配对是相同碱基配对，后来违反化学规律；为什么这样配对（依据）？
（依据：1952年，奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量(A=T)；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C)）
5）.至此构建了DNA双螺旋结构模型的平面结构，展示沃森和克里克的双螺旋的立体结构，并且他们于1953年4月25日，写论文发表在英国《自然》杂志上，今年正好是DNA模型构建60周年。
6）.直到1962年，沃森、克里克和威尔金斯因此荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。
2.模型构建过程中涉及的情感态度价值观教育（教师引导，学生思考）
1).整个过程中涉及的科学家有哪些？（沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林、查哥夫。）
——科学研究需要科学家们的合作交流、相互借鉴
2).在发现DNA结构的过程中涉及哪些学科? （生物、物理、化学等）
——科学研究需要学科之间的交叉、渗透
3).DNA分子结构模型的构建是一蹴而就吗？（不是，经历了构建—被否定—重建的反复过程）
——科学研究是在不断探索、修正和完善中得以实现的
?3.DNA双螺旋结构模型构建的意义
DNA分子双螺旋结构模型的构建，被誉为20世纪最伟大的成就，标志着DNA的研究进入到分子水平，也是高科技的标志。（图片展示中关村的DNA雕塑）
（四）、DNA分子的结构特点
（从平面结构入手）
整个DNA分子：（1）由两条链组成，关系：平行，方向：一条链磷酸在头部，另一条链磷酸在尾部；所以为反向平行。（补充：一条DNA分子中有2个游离的磷酸基团）
DNA分子的一条链：（2）外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接，形成了楼梯的“扶手”，即基本骨架；内侧是碱基，形成了“台阶” 。
DNA分子两条链之间：（3）两条链之间，碱基与碱基连接。G、C配对形成一个碱基对，碱基对之间通过一种化学键连接——氢键，G、C之间三个氢键，A、T之间两个氢键（补充：氢键数目越多，DNA分子越稳定，所以GC含量高的DNA分子稳定性强）
（A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。）
（五）、学生活动：制作DNA双螺旋结构模型
6人一组，利用模型盒中的材料制作一个DNA双螺旋结构模型。
1.介绍模型盒里的材料（图片直观展示）
2.教师以问题形式提示学生构建模型的正确思路，建立“点-线-面-体”的构建原则
①何制作一个脱氧核苷酸？（点）
②脱氧核苷酸如何连接成一条链？（线）
③两条链之间如何正确连接？（面）
④如何体现双螺旋结构？（体）
3.学生以小组为单位，制作模型，教师巡视，及时发现问题，适当引导。
4.小组展示自己的模型
（六）、DNA分子的特性
（学生比较小组之间的模型，思考，教师引导学生，逐步引出DNA分子的特性）
1.比较小组之间的模型，DNA模型的共同点是什么？
（a.脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序 b.碱基互补配对原则； c.稳定的双螺旋结构；）——稳定性
2.碱基对的排列顺序一样吗？
（不一样，碱基对的排列顺序千变万化）——多样性
（补充：对于一个碱基位置来说，可以有四种可能，那么对于一条DNA分子，如果有2000个碱基对，有多少种排列顺序？ 42000碱基对的排列顺序就代表了遗传信息。）
3.对于每个DNA分子，碱基对的排列顺序是特定的吗？
每一个DNA分子碱基对的特定排列顺序?——特异性
（亲子鉴定的原理：亲子鉴定鉴定DNA分子结构，孩子的同源染色体，一条来自父方，一条来自母方，由于DNA分子的特异性，所以一条DNA和父亲相同，一条DNA与母亲相同。 ）
（七）、课后作业
1.课后拓展题：DNA分子作为遗传物质，必须要复制，根据结构特点，大家设想一下复制方式。
2.动手作业：3-5人一组，利用生活中的材料制作DNA双螺旋结构模型 。
（八）、课堂反馈
1.下列制作DNA螺旋模型中，连接正确的是（???）
2.知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是?????????????
A．1800个和800个????????????????????B．1800个和l800个
C．3600个和800个????????????????????D．3600个和3600个
3.20个碱基对组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达（???）
A、120?????????????B、1204????????????C、460?????????????D、4120
4.是DNA的分子结构模式图，说出图中1－10的名称。
1________________________
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（九）. 课堂小结
（十）.作业：完成同步学案
四、课后反思
1．本节课将DNA分子双螺旋结构模型的建构这个验证型实验大胆地改为探究型实验，学生能随教师提供的资料，主动参与探究过程，由被动的接受知识变为主动的探究知识、获取知识。在探究中学生能自己发现问题，分析问题，解决问题，培养学生的生物学素养和分析解决问题的能力。?
2．DNA分子双螺旋结构模型的建构完成后，有关DNA?分子结构的相关知识都由学生分析讨论得出，这使学生观察模型、分析模型得出理性认识的能力得到了很好的锻炼。最后，本节课将后面的碱基对序列的探究整合提到了这里，由于更直观教学效果更好。?
3．在整节课中，充分体现了学生的主体地位，尽量留给学生更多的空间，更多的展示自己的机会，让学生在充满情感的、和谐的课堂氛围中，在老师和同学的鼓励和欣赏中认识自我、找到自信，体验成功的乐趣，树立学好生物和进行探究学习的信心。
第二节 DNA分子的结构_
评测练习
1.?分析一个DNA时，发现20%的脱氧核苷酸含有鸟嘌呤，由此可知，该分子中一条链上腺嘌呤含量的最大值可占此链碱基数的：（）、
A．60%???????? B.30%???????? C.40%????????? D.80% 2. 双链DNA分子中，G占碱基总数的38%，其中一条链中的T占5%，那么另一条链中的T占该链的：(?? )
A．19%???????? B.38%????? ?? C.5%??????? D.76% 3.已知A和T间有2个氢键，G和C间有3个氢键，甲DNA分子有30%的腺嘌呤，乙DNA分子有30%鸟嘌呤，对这两个DNA分子结构稳定性判断正确的是：（） A．甲强于乙 B.乙强于甲 C.甲等于乙 D.无法判断 4. 某DNA分子有100个碱基对，其中鸟嘌呤30个，则该DNA分子中的氢键和游离 的磷酸基个数分别是：（） A．230 和2???? B.130 和4??????C.230和4????? D.260和2 5．每个脱氧核苷酸是由哪几部分组成的（） A．二分子磷酸，一分子脱氧核糖和二分子含氮碱基 B．?三分子磷酸，一分子脱氧核糖和四分子含氮碱基 C．?一分子磷酸，一分子脱氧核糖和四分子含氮碱基 D．?一分子磷酸，一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基 6．DNA分子的基本骨架是（） A．通过氢键相互连接的碱基对 B.通过氢键相互连接的核苷酸对 C.交替连接的脱氧核糖和磷酸 D.通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基 10．由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类最多可达（）
A．4120??????? B.1204???????? C.460??????? D.604
课件25张PPT。中央电视台综合频道大型公益寻人行动《等着我》是中央电视台2014年重磅推出的全新栏目，旨在发挥国家力量，打造全媒体寻人平台，既是一档节目，又是一次全民公益寻人活动。DNA鉴定 DNA分子的基本单位A —腺嘌呤
G —鸟嘌呤
C —胞嘧啶
T —胸腺嘧啶P脱氧核糖含氮碱基脱氧核苷酸P脱氧核糖AP脱氧核糖P脱氧核糖GP脱氧核糖TC 腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸第2节 DNA分子的结构济宁市高新区高级中学 程晶学习目标
知识目标：
1、了解DNA双螺旋结构模型构建历程；
2、制作DNA分子的双螺旋结构模型；
3、概述DNA分子的结构的主要特点；
能力目标：
制作DNA双螺旋结构模型，锻炼动手、动脑以及空间思维能力；
情感目标：
1、认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用；
2、认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程
※教学重点：1、DNA分子结构的主要特点；
2、制作DNA分子双螺旋结构模型
※教学难点： DNA分子结构的主要特点。1962年 沃森和克里克 获诺贝尔生理学或医学奖面对DNA双螺旋模型的美国生物学家沃森（左）和英国生物物理学家克里克（右）。一、DNA双螺旋结构模型的构建自主阅读材料并完成思考与讨论
1. 沃森和克里克在构建DNA模型过程中，涉及到哪些学科的知识和方法？而这些，对你理解生物科学的发展以及和各学科的联系有什么启示？2.沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启示？ 3.DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？
DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？讨论1：
沃森和克里克在构建DNA模型过程中，涉及到哪些学科的知识和方法？而这些，对你理解生物科学的发展以及和各学科的联系有什么启示？
主要涉及了物理学（主要是晶体学），生物化学、数学和分子生物学等学科的知识。
涉及的方法主要有：X射线衍射结构分析方法，其中包括数学计算法；构建模型的方法等等。
现代科学技术中许多成果的取得都是多学科交叉运用的结果；反过来，多学科交叉的运用，又会促进学科的发展，诞生新的边缘学科，如生物化学、生物物理学等。沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启示？要善于利用他人的研究成果和经验；
要善于与他人 交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；
研究小组成员在知识背景上最好是互补的；
对所从事的研究要有兴趣和激情等。讨论2：DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？
DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？DNA的空间结构以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片。从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构DNA的结构模式图从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大DNA的空间结构AAATTTGGGGCCCATC磷酸脱氧核糖含氮碱基碱基对另一碱基对 嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。ATGC氢键二、制作DNA双螺旋结构模型1.分别用哪几种材料来代表组成DNA分子的磷酸、脱氧核糖和碱基？这三种物质是在什么部位相互连接的？
2.在DNA分子中，每个脱氧核苷酸之间是在什么部位相互连接的？
3.在模型中，如何体现DNA分子的两条链是反相平行的？又如何体现两条链的碱基互补配对？
4. ※总结出DNA 分子结构的特点AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。三、DNA分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（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；碱基在内侧。DNA分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。（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；碱基在内侧。（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。DNA分子的结构特点AAATTTGGGGCCCATC你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。你注意到了吗？两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的。长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。 DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。DNA分子的特性：①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序肯定不同。③稳定性：DNA分子外侧的脱氧核糖和磷酸交替排列不变。DNA分子的结构
小结★基本组成单位：四种脱氧核苷酸一分子含氮碱基一分子脱氧核糖一分子磷酸★空间结构规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链碱基对氢键碱基互补配对原则★分子结构的稳定性、多样性和特异性★元素组成：C、H、O、N、P课堂检测1、下面关于DNA分子结构的叙述中错误的是 ( )
A．每个双链DNA分子通常都会含有四种脱氧核苷酸
B．每个核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
C、每个DNA分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数
D．双链DNA分子中的一段若含有40个胞嘧啶，就一定会同时含有40个鸟嘌呤
2、DNA分子中，稳定不变的是( )
A.碱基对的排列顺序 B.脱氧核糖和磷酸的交替排列
C.脱氧核苷酸的排列顺序 D.核糖和磷酸的交替排列√√3、决定DNA分子的多样性主要是
A、组成DNA的碱基排列顺序不同 B、组成DNA的碱基种类很多
C、组成DNA的脱氧核苷核酸种类很多 D、组成DNA的五碳糖种类很多
4、关于DNA的描述错误的是（ ）
A、两条链是平行排列 B、DNA双链的互补碱基对之间以氢键相连
C、每个DNA分子由一条多核苷酸链缠绕形成D、两条链的碱基以严格的互补关系配对
5、关于下列DNA片段的示意图，其中正确的是 ( )
√√√作业布置1.背诵DNA分子的结构特点
2.设想DNA分子的复制方式
