第1节 DNA的结构（第2课时）
教学目标
1．概述DNA分子结构的主要特点。
2．制作DNA分子双螺旋结构模型，锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力。
3．讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程，领悟模型构建在认识DNA结构中的重要作用，认同与人合作在科学研究中的重要性。
教学重难点
【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。
教学过程
一、导入新课
DNA的结构是怎样的呢？
二、讲授新课
（二）DNA的结构
教师展示DNA模型，结合图片讲解结构的主要特点：
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5’－3’，另一条链是3’－5’）。
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DNA分子的内侧。
③碱基互补配对原则
两条链上的碱基通过氢键（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。
教师提问，学生思考后回答，由教师总结：
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。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。
（三）DNA的结构特性
①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸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44000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。
（四）DNA碱基数量的计算
（建议此处插入卡片：【知识解析】“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律）?
设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则可知： A1=T2 ，A2=T1，G1 = C2，G2 =C1。则DNA双链中碱基数目的数量关系：A = T， G = C。
①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数：A+G=T+C，即A+G/T+C=1。
②双链DNA分子中A+T/G+C比值等于其中任何一条链的A+T/G+C比值。
A+T
G+C
=
A1+T1
G1+C1
=
A2+T2
G2+C2
。
③双链DNA分子中，互补的两条链中A+G/T+C的比值互为倒数。
A1+G1
T1+C1
=
C2+T2
G2+A2
，
A1+C1
T1+G1
=
G2+T2
C2+A2
④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的百分比，其中任何一条链A+T的数目和是整个DNA分子A+T数目和的一半，G+C同理。
A+T
A+T+G+C
=
A1+T1
A1+T2+G1+C1
=
A2+T2
A2+T2+G2+C2
，A1+T1=A2+T2=
1
2
（A+T）。
（五）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。
模型构建，小组合作检验概念教学效果，引发新的问题探究。
模型建构：每个小组自备制作DNA分子双螺旋结构的材料用具，组装一个模型。
知识延伸的方面主要在于两条链的方向、DNA的多样性、DNA的稳定性、DNA中遗传信息的携带、DNA的解旋。据此可以设置如下问题：
1．各小组DNA的连接是不是都是正确的？
各小组展示自己的制作成果，观察分子间连接是否正确，各种小分子的形态、颜色区分是否明显，整个DNA分子比例是否恰当，制作是是否精良。可能出现的问题：四种碱基没有用不同的颜色和形态区分、磷酸和脱氧核糖没有用形状区分、没有立体构型等。
教师也应及时对学生的观点看法进行点评、补充。
2．请同学们观察每个小组的DNA是否相同？每个DNA之间的差异主要在哪里？
问题1和问题2主要是引发对遗传信息、DNA的多样性、特异性的概念学习。
3．在每个小组中，大家的组装方式有三种：一种是先组装脱氧核苷酸对，然后再组装成双螺旋长链；另一种是先组成两条长链，再组成双螺旋。第三种是先组装一条长链，再逐个添加脱氧核苷酸成双螺旋长链。思考：你觉得细胞在形成DNA的时候会是以哪种方式进行的呢？
这个问题可以引发学生对下一个课时《DNA的复制》的期望，并且为构建更完整的知识体系提供帮助。同时，可以建议对问题3感兴趣的学生课后自主寻找资料和讨论。
三、课堂反馈
1．下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1~10的名称。
/
答案：1：胞嘧啶 2：腺嘌呤 3：鸟嘌呤 4：胸腺嘧啶 5：脱氧核糖
6：磷酸 7：胸腺嘧啶脱氧核苷酸 8：碱基对 9：氢键
10：1条脱氧核苷酸链的片段
2．已知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 （ C）
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．某高中一实验小组想要制作一个含10个碱基对的DNA分子双螺旋结构模型，模型设计设定其中一条链所用的A、C、T、G碱基模型的数量比为1∶2∶3∶4，则模型构建需要准备的C碱基模型的数量应为（ C ）
A．4个 B．5个
C．6个 D．8个
4．下列关于DNA结构的叙述中，错误的是（ A ）
A．大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构
B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基
C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G配对
D．DNA的两条链反向平行
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。
课件20张PPT。第2节 DNA的结构（第2课时）第3章 基因的本质一、导入新课 DNA分子的结构是怎样的呢？二、讲授新课（二）DNA的结构3’5’5’3’（1）DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。二、讲授新课（二）DNA的结构（2）DNA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。二、讲授新课（二）DNA的结构（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。二、讲授新课（二）DNA的结构碱基对另一碱基对 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、讲授新课（二）DNA的结构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。二、讲授新课（三）DNA的结构特性1．多样性：具有n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。2．特异性：每个DNA分子都具有其特定的碱基对排列顺序。3．稳定性：磷酸与脱氧核糖之间的共价键维持了一级结构的
稳定性；氢键与其他作用力维持了空间结构的稳定性。二、讲授新课（四）DNA碱基数量的计算设DNA一条链为1链，互补链为2链。
根据碱基互补配对原则可知： A1=T2 ，
A2=T1，G1 = C2 ， G2 =C1。
则DNA双链中碱基数目的数量关系：
A = T ， G = C。二、讲授新课（四）DNA碱基数量的计算①嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数：
A+G=T+C 即A+G/T+C=1②双链DNA分子中A+T/G+C比值等于
其中任何一条链的A+T/G+C比值。二、讲授新课（四）DNA碱基数量的计算③双链DNA分子中，互补的两条链中
A+G/T+C的比值互为倒数。二、讲授新课（四）DNA碱基数量的计算④双链DNA分子中，A+T占整个DNA分子碱基总数的
百分比等于其中任何一条链中A+T占该链碱基总数的
百分比，其中任何一条链A+T的数目和是整个DNA分
子A+T数目和的一半，G+C同理。“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律1．在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A+G=T+C。2．互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中 =m，则在互补链及整个DNA分子中都有 =m。A+TG+CA+TG+C3．非互补链之和的比例在两条互补链中虎互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中 =a，则在其互补链中 = ，而在整个DNA分子中 =1。A+GT+CA+GT+C1aA+GT+C二、讲授新课（五）制作DNA双螺旋结构模型制作DNA双螺旋结构模型。三、课堂反馈 1．下面是DNA的分子结构模式图，说出图中1~10的名称。 1：胞嘧啶
2：腺嘌呤
3：鸟嘌呤
4：胸腺嘧啶
5： 脱氧核糖
6： 磷酸
7： 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
8： 碱基对
9： 氢键
10：1条脱氧核苷酸链的片段三、课堂反馈2．已知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C三、课堂反馈3．某高中一实验小组想要制作一个含10个碱基对的DNA分
子双螺旋结构模型，模型设计设定其中一条链所用的A、C、
T、G碱基模型的数量比为1∶2∶3∶4，则模型构建需要准备
的C碱基模型的数量应为（ ）
A．4个 B．5个
C．6个 D．8个C三、课堂反馈4．下列关于DNA结构的叙述中，错误的是（ ）
A．大多数DNA分子由两条核糖核苷酸长链盘旋而成为螺旋结构
B．外侧是由磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基
C．DNA两条链上的碱基间以氢键相连，且A与T配对，C与G配对
D．DNA的两条链反向平行A四、课堂小结五种元素：C、H、O、N、P四种碱基：A、G、C、T三种物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基两条长链：两条反向平行的脱氧核苷酸长链一种螺旋：规则的双螺旋结构DNA的组成和结构（可用五四三二一表示）再见
