第3章基因的本质第2节DNA分子的结构复习导入：提问学生遗传物质应具备的特点是什么？为什么DNA分子的结构具有相对稳定性呢？学习（或复习）DNA的基本组成单位—脱氧核糖核苷酸：1、请学生在黑板上画出四种脱氧核苷酸的图式，并解释组成、种类及连接方式等。2、说明脱氧核苷酸的基本元素组成通过上述学生活动，不是直接将结论告诉学生，而是在师生主客体角色互换中得以解决，使学生学习积极性提高。设置疑问，引入下一环节：四种脱氧核苷酸是如何构建DNA分子的？DNA分子的结构是什么样的？这一问
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的解决于1953年，由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克共同提出。学生活动：阅读教材中的DNA分子结构发现的故事并回答下列问题：1、沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？（1）当时科学界已经发现的证据有：组成ＤNＡ分子的单位是脱氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的；（2）英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的ＤＮＡ的Ｘ射线衍射图谱；（3）美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法（1950年），即按照Ｘ射线衍射分析的实验数据建立模型的方法（因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构，以完整的、简明扼要的形象
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示出来），为此，沃森和克里克像摆积木一样，用自制的硬纸板构建ＤNＡ结构模型；（4）奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量这一碱基之间的数量关系。[来源:学科网]2、沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？沃森和克里克根据当时掌握的资料，最初尝试了很多种不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在这些模型中，他们将碱基置于螺旋的外部。在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下，他们否定了最初建立的模型。在失败面前，沃森和克里克没有气馁，他们又重新构建了一个将磷酸—核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。沃森和克里克最初构建的模型，连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的，即A与A、T与T配对。但是，有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量总是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鸟嘌呤（Ｇ）的量总是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终构建出了正确的DNA模型。教师向学生出示DNA分子双螺旋的模型，师生共同观察归纳出DNA分子的结构，并做出适当的扩展：讲述：1、在主链上脱氧核糖与磷酸交替排列，核苷酸之间的磷酸与脱氧核糖通过脱水缩合结合在一起。2、在DNA分子的外侧骨架如果一条为：磷酸—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖；另一条为：脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—磷酸；两条链上的脱氧核苷酸、磷酸和碱基数目相等，长度一样，排列反向。3、碱基互补配对原则：一条链上有碱基A，另一条链必有碱基T与其配对，一条链上有碱基C，另一条链上必有碱基G与其配对；碱基间通过氢键连在一起：A与T有两个氢键，G与C有三个氢键，因此,DNA分子中C、G数目越多，分子结构越稳定。在双链DNA分子中：嘧啶碱基的总数与嘌呤碱基的总数相等。A＋G＝C＋T。这可作为判断单、双链DNA的唯一依据。但不同生物的DNA分子中AT对和GC对的比例不同：（A＋T）／（G＋C）＝a(不同生物a值不同）。4、在DNA分子的双链螺旋结构中：①共有四种碱基对：AT对、TA对、GC对、CG对（在理解AT对、TA对在DNA分子中不同时，可以先确定一条链为参照，图示说明）。②每螺旋一周一条链由10个脱氧核苷酸构成，也就是有10对碱基可螺旋为一周，这样的螺旋结构对链上的脱氧核苷酸顺序无任何限制。因此，DNA分子中的脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。从4种碱基中任选4个，在一条链上作全排列的形式（可以重复的）就有44＝256种不同的排序。假设一条链上有4000个碱基，按全排列的公式推算则有多少种排列顺序呢？（让学生通过对数计算可以得出44000=102408种） 这样千变万化的顺序决定了生物的多样性。人类中找不到两个人的指纹完全相同就在于此。但是，每一DNA都有其特异的脱氧核苷酸的排列顺序，这是DNA分子的特异性。由此，我们完全可以通过对DNA中脱氧核苷酸序列的测定建立人的DNA档案，鉴别人的血缘关系，为刑事案的侦破提供可靠依据，是人类基因组
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研究的重要组成部分。讲述：DNA和蛋白质同属于高分子，两者考查的知识点有些类似，我们现在共同归纳、整理一下：项目DNA蛋白质基本元素[来源:Z。xx。k.Com]C、H、O、N、PC、H、O、N基本单位及种类脱氧核糖核酸，4种氨基酸，20种连接方式脱水缩合脱水缩合标记元素PS失水数n-2,n为碱基数n-x，n是氨基酸数、x是肽链数合成场所[来源:Z。xx。k.Com]细胞核、线粒体、叶绿体核糖体游离基团游离的磷酸基为2个，游离的五碳糖为2个游离的氨基为x个，游离的羧基为x个，x为肽链数关系DNA控制蛋白质的合成。染色体是DNA和蛋白质共同组成的。课下要求学生用硬纸板为材料，借用于剪刀、针线等来完成制作DNA的双螺旋结构模型，有条件的地方可以买到做DNA分子结构的教具，每四个同学一组，通过合作来组装出DNA分子，并在下一节课上课时进行交流，通过学生的动手，让每个学生真正掌握DNA分子的结构。变抽象为具体，再由具体想象出DNA分子的结构。七、板
书
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设计DNA分子的结构一、DNA分子的基本单位二、DNA分子结构的发现过程三、DNA分子的结构特点[来源:学科网ZXXK]四、DNA分子的碱基计算五、制作DNA分子双螺旋结构模型八、课后练习（见同步练习）九、教学后记
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