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1、《DNA的結(jié)構(gòu)》教學(xué)案例
【教學(xué)目標(biāo) 】
1.知識(shí)目標(biāo)
(1)理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
(2)掌握運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則分析問題的方法。
2.能力目標(biāo)
(1)培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力:在自學(xué)中去領(lǐng)悟知識(shí),去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。
(2)培養(yǎng)觀察能力、分析理解能力:通過觀察DNA結(jié)構(gòu)模型及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型來提高觀察能力、分析和理解能力。
(3)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力:通過探索求知、制作模型、討論交流激發(fā)獨(dú)立思考、主動(dòng)獲取新知識(shí)的能力。
3.情感目標(biāo)
通過DNA的結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),探索生物界豐富多彩的奧秘,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、愛科學(xué)的求知欲。
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦
2、法】
【教學(xué)重點(diǎn)】
(1)DNA分子的結(jié)構(gòu)
?。?)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
?。?)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其重要性
【教學(xué)疑點(diǎn)】
DNA分子中只能是A—T、C-G配對(duì)嗎?能不能A—C、G—T配對(duì)?為什么?
【解決辦法】
(1)充分發(fā)揮多媒體計(jì)算機(jī)的獨(dú)特功能,把DNA的基本組成單位、平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)等重、難點(diǎn)知識(shí)編制成多媒體課件。將這些較難理解的重、難點(diǎn)知識(shí)變靜為動(dòng)、變抽象為形象,轉(zhuǎn)化為易于吸收的知識(shí)。
(2)通過制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,加深對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí)。
(3)通過討論交流、通過提高學(xué)生的識(shí)圖能力、思維能力,通過配合適當(dāng)?shù)木毩?xí),將知識(shí)化難為易。
(4
3、)通過單環(huán)化合物、雙環(huán)化合物所占空間及堿基對(duì)之間氫鍵數(shù)的穩(wěn)定性,來說明只能A—T、C—G配對(duì)。
【課時(shí)安排】? 2課時(shí)
【教學(xué)過程】
(一)引言:
我們經(jīng)過學(xué)習(xí),已經(jīng)知道DNA是主要的遺傳物質(zhì),它能使親代的性狀在子代表現(xiàn)出來。那么,DNA為什么能起遺傳作用呢?通過幾張圖片的展示和分析,表明我們有必要學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)。
(二)教學(xué)過程
1.DNA的基本組成單位——脫氧核苷酸
1953年,沃森和克里克提出了著名的DNA雙螺旋模型,為合理地解釋遺傳物質(zhì)的各種功能奠定了基礎(chǔ)。
知識(shí)回顧,請學(xué)生回答下列問題:
①DNA是人體的遺傳物質(zhì),中文全稱是
4、,主要存在人體細(xì)胞的 中。②DNA也是一種大分子物質(zhì),是由 五種元素組成,DNA的基本組成單位是 ,每個(gè)基本單位又是由 三部分組成?
學(xué)生回答后,教師點(diǎn)撥:
①中文全稱是脫氧核糖核酸,主要存在細(xì)胞的細(xì)胞核中。
②是由C、H、O、N、P五種元素組成,DNA的基本單位是脫氧核苷酸,它又是由一個(gè)脫氧核糖、一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮堿基組成。
用多媒體展示:
5、 磷酸
脫氧核苷酸 脫氧核糖
含氮堿基
教師講解:其中組成DNA的堿基有兩類四種:腺嘌呤(A),鳥嘌呤(G),胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T);因此形成的脫氧核苷酸也有四種分別是:腺嘌呤脫氧核苷酸,鳥嘌呤脫氧核苷酸,胞嘧啶脫氧核苷酸,胸腺嘧啶脫氧核苷酸。
2. DNA分子的平面和立體結(jié)構(gòu)
蛋白質(zhì)是一種大分子物質(zhì),組成人體蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸,各種氨基酸可以通過 方式形成大分子的蛋白質(zhì)的(提問)。
6、那么,一個(gè)個(gè)的脫氧核苷酸又是如何形成DNA大分子的呢?
教師講解:DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)是由美國的生物學(xué)家沃森和英國的物理學(xué)家克里克于1953年共同提出的。他們兩者在研究過程中既分工有合作,其中克里克能夠幫助沃森分析DNA衍射圖譜,而沃森可以幫助克里克理解生物學(xué)的內(nèi)容。同時(shí)兩人的成功又是建立在許多其他科學(xué)家多年努力研究的基礎(chǔ)上的。
沃森和克里克提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)主要依據(jù):(用多媒體展示)
①阿斯特伯里等人的研究已經(jīng)表明了DNA分子是由4種脫氧核苷酸連接而成的脫氧核苷酸長鏈。
②利用威爾金斯、弗蘭克林提供的DNA衍射圖譜推算出DNA分子的結(jié)構(gòu)是呈雙螺旋結(jié)構(gòu)。
根據(jù)以上兩個(gè)依據(jù),沃森
7、和克里克在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了許多的DNA模型,都是把堿基放在外側(cè),均以失敗而告終。
③在1952年的春天,從奧地利的生物學(xué)家查哥夫那里得到一個(gè)重要信息:DNA分子的堿基數(shù)總是“A=T、G=C”。
沃森和克里克嘗試讓A—T、G—C配對(duì),構(gòu)建出新的DNA模型與弗蘭克林提供的DNA衍射圖譜完全相符,并且能夠解釋一系列的生物學(xué)問題。因此沃森、克里克和威爾金斯三人于1962年獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。
用八分鐘左右時(shí)間讓學(xué)生制作活動(dòng):分發(fā)DNA模型盒,讓學(xué)生之間分工合作《制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》。
八分鐘過后,再用多媒體演示DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程和方法。
3.DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
可以利用同學(xué)們
8、自作的DNA模型進(jìn)行解說,對(duì)學(xué)生提問,歸納出DNA結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是:
①兩條長鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)(簡要解釋“反向”,一條鏈?zhǔn)?,-3,,
另一條鏈?zhǔn)?,-5,,不宜過深)。
②脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在DNA分子的外側(cè),構(gòu)成基本骨架,堿基排列在內(nèi)側(cè)。
?、蹓A基互補(bǔ)配對(duì)原則:
兩條鏈上的堿基通過氫鍵(教師對(duì)“氫鍵”要進(jìn)行必要的解釋)連接成堿基對(duì),且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律:A—T、G—C(A一定與T配對(duì),G一定與C配對(duì))??梢?,DNA一條鏈上的堿基排列順序確定了,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,另一條鏈上的堿基排列順序也就確定了。
教師設(shè)問,學(xué)生思考后,由教師回答:
9、 設(shè)問一:堿基配對(duì)時(shí),為什么嘌呤堿基不與嘌呤堿基或嘧啶堿基不與嘧啶堿基配對(duì)呢?
這是由于嘌呤堿是雙環(huán)化合物(多媒體展示),占有空間大;嘧啶堿是單環(huán)化合物(多媒體展示),占有空間小。而DNA分子的兩條鏈的距離是固定的,只有雙環(huán)化合物和單環(huán)化合物配對(duì)才合適。
設(shè)問二:為什么只能是A—T、G—C,不能是A—C,G—T呢?
這是由于A與T通過兩個(gè)氫鍵相連,G與C通過三個(gè)氫鍵相連,這樣使DNA的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,所以,A與T或G與C的摩爾數(shù)比例均為1:1。
同時(shí)教師拿出同學(xué)們作好的DNA模型進(jìn)行比較,指出一些錯(cuò)誤,并更正。并要求同學(xué)之間比較DNA堿基的排列順序,看看有沒有完全一樣
10、的。再回應(yīng)導(dǎo)課時(shí)的情景。這樣有前后回應(yīng)之功效。
學(xué)生訓(xùn)練:某生物細(xì)胞DNA分子的堿基中,腺嘌呤的分子數(shù)占18%,那么鳥嘌呤的分子數(shù)占(? )
A.9% B.18% C.32% D.36%
答案:C
【課堂小結(jié)】
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了DNA的化學(xué)組成,DNA的平面、立體結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。組成DNA的堿基共有A、T、G、C四種,構(gòu)成DNA的基本單位也有4種。每個(gè)DNA分子由二條多脫氧核苷酸長鏈反向平行盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu),兩條鏈上的堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,即A—T、G—C,通過氫鍵連接成堿基對(duì)。
【遷移訓(xùn)練】
1.課本51頁基礎(chǔ)題中的1小題。
2.在DNA分子 中,
11、兩條鏈之間的兩個(gè)脫氧核苷酸,相互連接的部位是 ( )
A. 堿基 B. 磷酸 C .脫氧核糖 D. 任一部位
答案:A
【板書設(shè)計(jì)】
1、DNA分子的基本組成單位——脫氧核苷酸
磷酸
脫氧核苷酸 脫氧核糖
含氮堿基(4種,A、T、G、C)
2、DNA的平面和立體結(jié)構(gòu)
3、DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
①兩條長鏈按反向平行方式
12、盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)
②脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架,排列在外側(cè),堿基成對(duì)排列在內(nèi)側(cè)。
③堿基互補(bǔ)配對(duì)原則:
堿基配對(duì)有一定的規(guī)律:A—T、G—C
【教學(xué)反思】
①在教學(xué)中我把DNA結(jié)構(gòu)模型的制作實(shí)驗(yàn)穿插在教學(xué)過程中,讓學(xué)生分組扮演科學(xué)家角色制作DNA模型,這對(duì)學(xué)生理解脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)非常有益。這樣可以使DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)、堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則等教學(xué)重難點(diǎn)輕松突破,同時(shí)情感態(tài)度也得以升華。
②但學(xué)生的動(dòng)手能力及時(shí)間較緊等因素會(huì)對(duì)教學(xué)效果起一定的限制。
③在準(zhǔn)備這節(jié)課的授課內(nèi)容和授課過程時(shí),我無數(shù)次的被科學(xué)家的機(jī)智、聰慧和大膽的創(chuàng)造性思維所打動(dòng),作為教師我不只要激勵(lì)我的學(xué)生勇攀科學(xué)的高峰,同時(shí)也要不斷鞭策自己,使自己在教學(xué)教研領(lǐng)域有所建樹。