資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 化學 年級 高二 學期 (春季)
課題 核酸
教學目標
1.了解核酸的結構特點和生物功能；知道核酸與核苷酸、戊糖、堿基、磷酸之間的關系，能辨識核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵。 2.能從結構角度認識核酸分子的形成過程及水解過程（官能團和化學鍵角度）。 3.了解DNA分子中基本結構單元之間的連接方式，能基于氫鍵分析堿基互補配對原理。 4.認識人工合成核酸等的意義，體會化學學科在生命科學發展中所起的重要作用。
教學內容
教學重點： 1. 分析DNA基本機構之間的連接方式。 2.基于氫鍵分析堿基配對原理。 教學難點： 1. DNA的分子結構
教學過程
【情境導入】核酸檢測是疫情防控的重要手段，檢測的是病毒的核酸。核酸有什么功能？核酸化學組成是什么？核酸有什么結構特點？開展核酸研究有何意義？ 【環節一】認識核酸的分類和組成 問題1 核酸有什么生理功能？ 問題2 蛋白質的基本組成單元是氨基酸，核酸的基本組成單元是什么？ 資料卡 19世紀末20世紀初，生物化學家經過研究發現，發現DNA是由基本結構單元核苷酸形成的大分子；核苷酸是由堿基、脫氧核糖、磷酸形成的；DNA中有4種堿基，即腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶。 問題3 核苷酸是如何水解成小分子的？ 問題4 戊糖是區分DNA和RNA的重要依據。兩種戊糖的區別是什么，他們名稱的由來是什么？ 小結 在研究復雜的大分子時，可以通過化學反應使共價鍵斷裂，將其分解成較小片段，然后通過分析產物來推測大分子的組成和結構 問題5 以磷酸、戊糖、堿基為原料如何合成核酸？ 評價1腺嘌呤核苷和腺嘌呤核苷酸是生產核酸類藥物的中間體。（1）請在以下結構簡式中找出戊糖、堿基和磷酸所對應的部分。（2）形成腺嘌呤核苷和腺嘌呤核苷酸時分別如何成鍵的？ 分析：堿基與脫氧核糖的1號碳原子相連，形成糖苷鍵；磷酸與脫氧核糖的5號碳原子相連，形成磷酯鍵。 【過渡】20世紀50年代初，沃森和克里克致力于研究DNA的分子結構。他們深入研究DNA晶體的X射線衍射數的基礎上，提出了“雙螺旋結構模型”：DNA分子由兩條多聚核苷酸鏈組成，兩條鏈平行盤繞，形成雙螺旋結構。 【環節二】探析核酸的結構 問題6（縱向結構） 核苷酸之間通過怎樣的連接方式形成多聚核苷酸鏈？ 展示一條多聚核苷酸鏈的結構:磷酸與脫氧核糖3號碳原子上的羥基之間通過脫水形成磷酯鍵，將多個核苷酸連接起來形成多聚核苷酸鏈。脫氧核糖和磷酸，在外側交替連接，堿基排列在內側。 問題7 （橫向結構）DNA分子中，兩條多聚核苷酸鏈之間如何連接形成雙螺旋結構？ 兩條鏈上的堿基通過氫鍵作用，腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對，鳥嘌呤(G)與胞嘧啶(C)配對，結合成堿基對，遵循堿基互補配對原則。 問題8 為什么堿基間的配對方式為A配T，G配C A與T配對能形成兩個氫鍵，G與C配對能形成三個氫鍵，這樣形成的氫鍵數目最多、結構最穩定。A-T、G-C的配對方式可使堿基對平行，保持DNA的雙螺旋結構。 評價2 DNA分子的多聚核苷酸鏈中，核苷酸之間通過磷酯鍵連接。類比蛋白質結構，指出DNA分子、核苷酸分子、磷酯鍵分別對應蛋白質的哪些部分？ 分析：不同氨基酸分子中的氨基與羧基通過脫水縮合生成肽鍵，相互連接形成多肽，多肽通過盤曲折疊形成具有一定空間結構的蛋白質。 因此，DNA分子對應蛋白質分子；核苷酸是形成核酸的基本結構單元，對應形成蛋白質的基本結構單元氨基酸；磷酯鍵則與肽鍵相對應。 評價3 結合圖示，類比DNA，說出RNA的結構特點 RNA分子由一條 組成，形成 結構，相對分子質量比DNA小很多。每條鏈中的_____和____交替鏈接排在___側,堿基排列在___側，堿基有 。 【過渡】DNA結構的發現是20世紀最偉大的科學成果之一。對核酸的結構和生物功能的研究，使人類能夠深入認識生命活動規律，更好利用生物資源，提高疾病診斷治療水平，促進醫學、農業等的發展。 【環節三】感知核酸研究的意義 對核酸的結構和生物功能的研究，使人類能夠深入認識生命活動規律，更好利用生物資源，提高疾病診斷治療水平，促進醫學、農業等的發展。 我國在核酸的研究中取得了令人矚目的成績。1981年，我國科學家人工合成了具有生物活性的核酸分子——酵母丙氨酸轉移核糖核酸。1999年，我國參與了人類基因組計劃，成為參與該項計劃的唯一發展中國家。2002年，我國科學家完成了水稻基因組圖譜的繪制。 問題解決：我們常做的核酸檢測,其原理是什么呢？ 【課堂總結】

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