第三章 第二节 DNA分子的结构
测评练习
1、对沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型做出过帮助的科学家不包括（ ）
A、威尔金斯 B、富兰克林 C、查哥夫 D、格里菲斯
2、DNA分子的基本骨架是（ ）
A、交替连接的脱氧核糖和磷酸 B、通过氢键连接的碱基对
C、通过氢键连接的脱氧核苷酸对 D、通过共价键依次相连的脱氧核糖和碱基
3、在DNA分子的两条链上排列顺序稳定不变的物质是（ ）
A、四种脱氧核苷酸 B、脱氧核糖和磷酸
C、碱基对 D、脱氧核苷
4、关于DNA的双螺旋结构的描述有误的是（ ）
A、DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接成的生物大分子
B、磷酸——脱氧核糖交替连接在外侧构成基本骨架
C、碱基对之间通过氢键相连排在双螺旋内部
D、两条链反向平行且游离的磷酸基在相同的一端
5、在DNA分子的一条单链中，相邻的碱基A与T是通过下列那种结构连接起来的？（ ）
A、氢键 B、——脱氧核糖——磷酸——脱氧核糖——
C、肽键 D、——磷酸——脱氧核糖——磷酸——
6.DNA水解后，得到的化学物质是 （ ）
A．氨基酸、葡萄糖、碱基 B．氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C．核糖、碱基、磷酸 D．脱氧核糖、碱基、磷酸
7.根据DNA分子结构模式图回答下列问题：
⑴写出①～⑥的名称：
①______________； ②______________； ③______________；
④______________； ⑤______________； ⑥______________。
⑵分析这种结构的主要特点：
①构成DNA分子的两条链按________方式盘旋成双螺旋结构。
②DNA分子的基本骨架由___________________________构成。
③DNA分子两条链上的碱基通过_______连接成碱基对，并且遵循________原则。
《DNA分子的结构》教学设计
1.教材分析
《DNA分子的结构》一节是新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容，由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子结构的主要特点及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容构成。其中碱基互补配对原则是DNA结构、DNA复制以及DNA控制蛋白质合成过程中遵循的重要原则。DNA分子的双螺旋结构是学生学习和理解遗传学的基础知识；DNA独特的双螺旋结构保证了DNA具有多样性、特异性、稳定性的特征，它是学生理解生物的多样性、特异性、物种稳定性本质的物质基础。?
与原教材比较，最大的变化是：没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是首先采取讲故事的形式，以科学家沃森、克里克的研究历程为主线，逐步呈现DNA双螺旋结构模型的特点。这样使学生不仅能自然的了解到DNA双螺旋结构的主要特点，还能感悟科学家锲而不舍的科学精神，从而在情感、能力等多方面得到启示和升华。
2.学情分析
通过前面的学习，学生已掌握核酸及脱氧核苷酸的相关知识，懂得DNA是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。
DNA分子是抽象的立体空间结构，学生的认知水平和空间想象能力相对较弱，学生理解起来可能有一定的困难，需要借助于多媒体课件及模型建构等手段把DNA直观形象地表示出来，帮助学生理解。高中学生对新知识有较强的的探究欲和学习兴趣，因此教师要着力扮演好组织者、引导者和参与者的角色，适时地、不断地启迪、指导和帮助学生。
3.教学目标
（1）知识目标：概述DNA分子结构的主要特点，阐明碱基互补配对的原则及意义
（2）能力目标：制作DNA分子双螺旋结构模型。
（3）情感态度与价值观目标：体验DNA双螺旋结构模型的构建历程，感悟科学研究中蕴含的科学思想和科学态度；认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。
4.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。
5.教学难点
DNA分子结构的主要特点。
6.教学设计的基本理念
美国教育学家克莱恩曾经说过：“最佳的学习方法是先做后辨认，或是一边做一边辨认。”本节内容以DNA模型为依托，让学生在分析相关资料的基础上动手构建物理模型，最后通过小组间的交流、比较和归纳，水到渠成得出DNA分子结构的主要特点，同时体会科学发展史中蕴含的科学方法和科学思想，达到在探究活动中获得知识的教学目标。
?7.教学过程
7.1.情境导入
科学家在通过实验知道了DNA是遗传物质之后，又迫切得想知道DNA是如何储存遗传信息的？又是如何控制生物的性状的？要回答以上问题必须了解DNA的结构。
课件展示中关村广场的到DNA雕塑、超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片、DNA的结构模式图，同时做简短的介绍，激发学生的学习兴趣，紧接着展示本节课的学习目标并对已有知识做一个简单的回顾。（提问学生回顾知识）
7.2.资料分析，模型构建
通过刚才的图片，我们知道DNA是规则的双螺旋结构，下面我们一起跟随科学家的研究足迹尝试着构建出这个著名的双螺旋结构。
一、DNA分子双螺旋结构的构建
1．模型建构1：脱氧核苷酸
前面学过20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是
1分子脱氧核苷酸 = 1分子磷酸+1分子 脱氧核糖 + 1分子 含氮碱基
请学生试着板书脱氧核苷酸的模式图
多媒体展示：
请学生回答碱基的种类和脱氧核苷酸的种类。
2．模型建构2：脱氧核苷酸单链
基本单位找到了，科学家们进一步发现DNA就是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。
请学生试着板书脱氧核苷酸链的连接方式，并解释连接规律
多媒体展示：脱氧核苷酸连接成长链，形成磷酸二酯键
3．模型建构三：脱氧核苷酸双链
4．模型建构四：双螺旋
多媒体展示：资料三和资料四
师讲述：1951年春天，在意大利举行了一次生物大分子结构的会议。会上，英国科学家富兰克林和她同事威尔金斯展示了采用X射线衍射技术拍摄到的DＮＡ晶体照片，而这张照片让来参加会议的沃森激动地话也说不出来了，心怦怦直跳。为什么？因为从这张照片上完全可以断定DNA的结构是一个螺旋体。多媒体展示：衍射照片
师讲述：那么到底是什么样的螺旋结构呢？在1951年的秋天，沃森在英国剑桥大学碰到了对DNA结构同样着迷的克里克。虽然克里克比沃森大12岁，却有一见如故的感觉。物理学家出身的克里克对衍射图谱的分析十分熟悉，而沃森可以帮助克里克理解生物学内容。他们尝试了很多螺旋模型，但都以失败告终。
师讲述：在失败面前他们没有气馁。最终，根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析，沃森和克里克得出一个共识：DNA是一种双链螺旋结构。于是沃森和克里克立即行动，马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起开始奋战，他们夜以继日，废寝忘食，终于在3月7日，将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。
多媒体展示：DNA双螺旋结构模型
多媒体展示图片：
回眸历史：在生命的旋梯上
1962年，威尔金斯和沃森、克里克共同获得了当年的诺贝尔奖。
5．思考与讨论
（1）沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？又涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？
（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？
（请同学回答，获得情感的升华）
6.教师引导，学生以小组为单位根据资料信息利用模型盒尝试构建DNA结构模型
（1）组装一个脱氧核苷酸模型：（注意三种物质的连接位置）
（2）组装脱氧核苷酸长链：
（3）构建脱氧核苷酸双链
（4）学生构建DNA的立体结构：双螺旋结构模型。
7.3观察模型，总结特点
?1，教师对学生制作的模型进行评价后，引导学生观察不同DNA 双螺旋模型的共同点，总结DNA分子双螺旋结构的主要特点：
课件展示：DNA平面结构模式图，总结
（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。
总结后，让学生齐声朗一遍
2，通过对比不同小组制作的DNA模型，发现不同DNA 分子的结构并不尽相同，差异表现在DNA双链碱基对的排列顺序不同，碱基排列顺序的千变万化构成DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序构成每一个DNA分子的特异性。
课件展示：DNA平面结构模式图，引导学生仔细观察，并形成结论：
DNA分子结构具有稳定性，多样性和特异性。
设计思考题：DNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么DNA是通过什么储存大量的遗传信息？
请同学们回答问题，体会DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
7.4巩固基础
为了检测学习成果，设计练习题：
图示DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称
7.5知识小结
7.6拓展延伸
DNA分子双螺旋结构中四种碱基的数量关系，并设计练习题
7.7完成学案的基础测评
8.课后反思
在教学中我觉得通过DNA结构模型的制作实验后，对学生理解脱氧核苷酸的结构和DNA的结构非常有益。学生在实践中能准确理解脱氧核苷酸是如何构成DNA双螺旋结构的，而且其中的碱基互补配对的原则，和数量关系以及DNA的排序等教学难点也能轻松的突破。
教学以“基本单位—单链—平面双链—立体空间结构”逐步深入。模型在本节课中不但是教具，也是提供学生分析和思考的素材。以DNA模型为依托，培养学生的空间想象能力。知识间以问题串衔接，环环相扣，学生能跟随教师的思路，主动参与探究过程，在课堂中既动手又动脑，全方位调动感观，使抽象知识形象化，提高课堂知识理解效率。?
不足在于课前没有下达任务让学生阅读课本知识，导致DNA结构模型的制作活动花费时间过长，巩固练习时间过短。
课件34张PPT。DNA分子的结构DNA分子的中关村高科技园区的DNA雕塑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的空间结构学习目标
1，构建DNA分子双螺旋结构模型
2，概述DNA分子结构的主要特点知识回顾
请同学们回答：
①DNA是人体的遗传物质，中文全称是 ，
主要存在人体细胞的 中。
②DNA也是一种大分子物质，是由 五
种元素组成，DNA的基本单位是 ，每
个基本单位又是由 三部分组成。
资料1. 20世纪30年代,科学家认识到:组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,它是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基构成。一、DNA模型建构【模型建构1】: 脱氧核苷酸 1’2’3’4’5’AGCT【模型建构1】: 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脱氧核苷酸的种类(4种)【模型建构2】 一条脱氧核苷酸链资料2. 科学家们进一步发现DNA就是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。磷酸二酯键X衍射技术是用X光透过物质的结晶体，使其在照片底片上衍射出晶体图案的技术。这个方法可以用来推测晶体的分子排列。
推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。DNA的X射线衍射图资料3:1951年春天，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。资料4:
科学研究发现，碱基之间是靠氢键连接的。
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）的量等于胞嘧啶（C）的量（G=C）。【模型建构3】脱氧核苷酸双链平面结构在生命的旋梯上沃森和克里克回眸历史 1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。 这是20世纪继爱因斯坦发现相对论之后的又一划时代发现，它标志着生物学的研究进入分子的层次。
?
1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，更宣告了分子生物学的诞生。沃森、克里克和英国物理学家威尔金斯因发现生命的双螺旋而荣获1962年诺贝尔生理学或医学奖。左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森回眸历史【模型建构4】DNA双螺旋立体结构思考与讨论
（1）沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？又涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？
（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？【模型建构1】: 脱氧核苷酸【模型建构2】一条脱氧核苷酸链【模型建构3】脱氧核苷酸双链【模型建构4】DNA双链-立体结构一起合作完成二、DNA模型分析DNA分子中，外侧由什么连接而成？内侧是什么？
两条链之间碱基的连接有什么规律？
构成DNA的两条链有怎样的关系？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。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。2）多样性 碱基对的排列顺序和数量是千变万化的，
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。3）特异性不同的生物，碱基对的数目可能不同，碱基对的排列顺序
肯定不同。1) 稳定性三、DNA双螺旋结构的特点 DNA分子中脱氧核糖和磷酸基团交替连接的方式不变，
两条链之间碱基互补配对的方式不变。答：DNA通过碱基对的排列顺序
（即为脱氧核苷酸的排列顺序）
储存大量的遗传信息思考题：DNA是遗传物质，储存着大量的遗传信息，那么DNA是通过什么储存大量的遗传信息？１２３４巩固基础：下图是DNA分子结构模式图，用文字填出1—10的名称。５６７８９１０胞嘧啶（C）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）脱氧核糖磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸碱基对氢键一条脱氧核苷酸链的片段１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、化学组成单位双螺旋结构基本单位——脱氧核苷酸种类四种主要特点碱基互补配对原则DNA分子的多样性、特异性和稳定性①由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
②外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架 ，碱基排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。碱基4种、碱基对2种、排列顺序不同DNA的结构DNA双螺旋结构的构建小结拓展延伸:在双链DNA分子中，碱基的数量关系是： A=？G=？A+G=？（A+G）/（T+C）=
（A+C）/（T+G）=
TA的数量T的数量G的数量C的数量单链1整个DNA单链2CT+C112、测定一个DNA分子中的碱基组成，知道它所含碱基T的含量为10％，则它含的碱基C的量应是（ ） A.10% B.20% C.30% D.40% D完成学案上的基础测评1-6题谢谢！
