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滬科版(2019)1.2 DNA分子的結構 課件(25張PPT)+教案

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  1. 二一教育資源

滬科版(2019)1.2 DNA分子的結構 課件(25張PPT)+教案

資源簡介

(共27張PPT)
第二節
DNA分子的結構
滬科版
必修2
第一章
遺傳信息主要編碼在DNA分子上
新知導入
科學家發明了一項以DNA為介質的數據存儲新技術。與現有的各類存儲介質相比,DNA能夠儲存更多的信息。DNA作為生物的遺傳物質,能夠攜帶大量控制生物生長、發育和繁殖的遺傳信息,這是由DNA分子的特定結構決定的。為什么DNA分子特定的結構適合于儲存遺傳信息?遺傳信息以什么形式儲存在DNA分子上?DNA分子是如何保證遺傳信息穩定保存的?
DNA存儲器
新知講解
問題一:DNA分子由四種脫氧核苷酸構成
DNA分子的基本單位:
脫氧核苷酸
脫氧
核糖
含氮堿基
磷酸
1分子脫氧核糖
1分子含氮堿基
1分子磷酸
含氮堿基與磷酸基團分別連接在脫氧核糖上
新知講解
問題一:DNA分子由四種脫氧核苷酸構成
C
C
C
C
C
C
C
N
C
N
C
N
C
CH
C
HC
C
NH
NH2
C
C
C
C
C
C
C
N
C
N
C
CH
C
HN
C
NH
C
C
NH2
O
C
C
C
N
C
CH
C
NH
C
C
NH2
O
C
CH
C
CH3
C
C
C
O
C
C
C
NH
C
C
O
C
CH
C
HN
腺嘌呤(A)
鳥嘌呤(G)
胞嘧啶(C)
胸腺嘧啶(T)
4種含氮堿基:
新知講解
問題一:DNA分子由四種脫氧核苷酸構成
因此,脫氧核苷酸也有4種:
腺膘呤脫氧核苷酸
A
胞嘧啶脫氧核苷酸
C
鳥瞟呤脫氧核苷酸
G
胸腺嘧啶脫氧核苷酸
T
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(一)DNA分子結構模型的建立
資料一:
英國女科學家富蘭克林運用X射線衍射技術研究DNA結構時,于1951年獲得了一幅衍射圖像。這幅圖對建立DNA分子的結構模型起到了至關重要的作用。
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(一)DNA分子結構模型的建立
資料二:
20世紀40年代,科學家發現不同種的DNA分子中堿基數目及比例有差異,但同一生物體內不同細胞的DNA分子中堿基數目及比例有差異,但同一生物體內不同細胞的DNA分子中堿基數目及比例相同。到50年代,科學家已確定,在DNA分子中,堿基A的數量等于堿基T的數量,堿基G的數量等于堿基C的數量。
堿基組成(%)
堿基比例
A
B
C
T
A/T
G/C
(A+G)/(T+C)
(A+T)/(G+C)

30.9
19.9
19.8
29.4
1.05
1.01
1.03
1.52

28.8
20.5
21.5
29.2
0.99
0.95
0.97
1.38
海膽
32.8
17.7
17.3
32.1
1.02
1.02
1.02
1.85
酵母菌
31.3
18.7
17.1
32.9
0.95
1.09
1.00
1.79
大腸桿菌
24.7
26
25.7
23.6
1.05
1.01
1.03
0.93
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(一)DNA分子結構模型的建立
資料三:
美國科學家沃森和英國科學家克里克以富蘭克林等人提供的DNA衍射圖像的有關數據為依據,推算出DNA分子呈螺旋結構。他們嘗試構建了各種不同的結構模型,但很快就被否定。直到1952年,他們從其他科學家那里了解到DNA分子中堿基數量的規律,才終于成功構建了DNA雙螺旋結構模型,并于1953年在英國《自然》雜志上發表,論文標題為“核酸的分子結構——脫氧核糖核酸的一個結構模型”
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(一)DNA分子結構模型的建立
分析討論:
1.通過以上資料,你認為現代科學的發展具有哪些特點?
2.表1-1顯示出DNA分子中各種堿基的數目比例有什么規律?如何解釋這種規律?
3.若2個生物的DNA中堿基數(A+T)/(G+C)值相同,能說明它們是同種生物嗎?
4.依據DNA分子結構模型,思考一下DNA分子作為遺傳物質具有哪些特征。
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(二)DNA雙螺旋結構模型的特點:
(1)DNA分子通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構。
DNA分子平面結構示意圖
DNA雙螺旋結構示意圖
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(二)DNA雙螺旋結構模型的特點:
(2)雙螺旋結構中,脫氧核糖和磷酸交互連接形成的長鏈排列在分子外側,夠成DNA分子的骨架,堿基對位于雙螺旋結構的內側。
(3)堿基對之間通過氫鍵相連,并遵循堿基互補配對原則,即腺嘌呤與胸腺嘧啶互補配對,鳥嘌呤與胞嘧啶互補配對。
A
T
G-C比例越高,DNA結構越穩定
C
G
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(三)利用堿基互補配對規律的計算:
規律一:在雙鏈DNA分子中(以下均同),由于堿基互補配對,
故在數量上A=T,C=G
A+G=T+C,即嘌呤數=嘧啶數。
例1:已知一個含150個磷酸的雙鏈DNA分子中有腺嘌呤25個,請問此DNA分子中有多少個胞嘧啶?
50個
新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(三)利用堿基互補配對規律的計算:
規律二:DNA雙鏈中的兩條互補鏈的堿基相等,任意兩個不互補的堿基之和恒等,占堿基總數的50%。即:A+G=T+C=A+C=T+G=50%,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(G+T)=(T+C)/(A+G)=1。
例2、某雙鏈DNA的分子中,鳥嘌呤的分子數占堿基總數的22%,那么胸腺嘧啶的分子數占堿基總數的
A、22%
B、28%
C、78%
D、50%
例3、DNA的組成分析表明下列的相關比值其中有一個是可變的
A、A/T
B、(A+T)/(G+C)
C、G/C
D、
(A+G)/(T+C)


新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(三)利用堿基互補配對規律的計算:
規律三:在DNA雙鏈中,假設一條單鏈的A+G/T+C等于m,則另一條互補鏈的A+G/T+C的值互為倒數關系即1/m,在整個DNA分子中該值為1。
例4、DNA的一個單鏈中(A+G)/(T+C)=0.4,上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是
A、0.4和0.5
B、2.5和0.4
C、2.5和
1.0
D、0.4和1.0

新知講解
問題二:DNA分子具雙螺旋結構
(三)利用堿基互補配對規律的計算:
規律四:DNA雙鏈中,一條單鏈的A+T/G+C等于m,則另一條互補鏈的A+T/G+C的值是相等,也為m,在整個DNA分子中的A+T/G+C的值也相等
。
規律五:在雙鏈DNA分子中,若G+C=a%則G1+C1=G2+C2=a%,若A+T=b%則A1+T1=A2+T2=b%。
例5、在雙鏈DNA分子中,G和C之和占全部堿基的48%,其中一條鏈的A占該堿基總數的24%,則另一條鏈中的A占該堿基總數的百分比為
A、24%
B、26%
C、28%
D、76%

合作探究
構建DNA雙螺旋結構模型
(一)目的要求
通過構建DNA分子結構模型,加深對DNA雙螺旋結構的直觀認識和理解
質地較硬、易切的常見生物材料,如各色蘿卜、馬鈴薯等;刀、牙簽、瓶蓋、訂書針等。
(二)材料用具
合作探究
(三)活動程序
1.請同學們在小組內討論解決以下問題,并進行模型的總設計:
(1)需要選取幾種材料?分別制成什么形狀以代表DNA的各個組分?
(2)各組分間應當在什么位置相互連接?
2.將所用材料洗凈、晾干,用刀切成約5mm厚的小片。
3.制作各種組分的模型,同時,確定每種組分模型需要制作的數量。
構建DNA雙螺旋結構模型
合作探究
(三)活動程序
4.制作各種組分的模型,同時,確定每種組分模型需要制作的數量。
5.將單個脫氧核苷酸模型在桌面上排成縱列,依下圖中的方式將它們串連成DNA分子單鏈模型。
6.以做好的單鏈為模板,按照堿基互補配對原則,將其余脫氧核苷酸模型排列在已經做好的單鏈一側,注意2條鏈要反向平行。再將它們彼此縱向連接,然后將各堿基對以一定方式連接,制作成DNA分子平面模型。
構建DNA雙螺旋結構模型
合作探究
(三)活動程序
7.2名同學分別握住模型兩端左右旋轉,展示DNA的雙螺旋結構。若組分間連接不牢導致模型松散,展示前可對模型各連接處進行加固。
構建DNA雙螺旋結構模型
合作探究
(四)分析討論
1.最初制成的代表各組分的小模型是否正好用完?這表明DNA分子中各組分的數量關系如何?
2.在制作時如何保證DNA同種組分的形狀相同?是否用到模具(如以瓶蓋為模具制作磷酸基團模型)?模具在制作中可發揮怎樣的作用?
3.模型怎樣體現DNA雙鏈是反向平行的?
4.對比各組制作的模型,構成DNA的堿基數量和堿基序列是否相同?這能反應DNA結構的什么特點?
5.通過對構建DNA分子結構模型過程的認識,說說構建模型對科學發展有什么意義?
構建DNA雙螺旋結構模型
課堂練習
1.經過多位科學家的研究,人們終于揭開了遺傳物質—DNA結構的神秘面紗。下列關于DNA分子結構的敘述,正確的是(

A.每個脫氧核糖均連接有2個磷酸基團
B.堿基對一定是由一個嘌呤和一個嘧啶構成
C.2條鏈中嘌呤堿基的數目相同
D.不同的DNA分子中堿基的種類不同
2.下列關于DNA結構的描述錯誤的是(

A.每個DNA分子由1條多核苷酸鏈盤繞而成的螺旋結構
B.外側是由磷酸與脫氧核糖交替連接構成的骨架
C.DNA兩條鏈上的堿基間以氫鍵相連,且A與T配對、G與C配對
D.DNA的兩條鏈反向平行
B
A
課堂練習
3.下圖為某同學在學習DNA的結構后畫的DNA片段(其中
表示磷酸基團),另外幾位同學對其進行了評價,其中正確的是(

A.該圖沒有物質和結構上的錯誤
B.該圖有一處錯誤,就是堿基U應改為T
C.該圖有3處錯誤,其中核糖應該為脫氧核糖
D.如果說他畫的是RNA雙鏈,則該圖就是正確的
C
課堂練習
4.下列DNA分子雙螺旋結構的特點,敘述錯誤的是(

A.DNA分子由兩條反向平行的鏈組成
B.脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側
C.堿基對構成DNA分子的基本骨架
D.兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對
5.已知某個DNA分子的一條鏈中,堿基A有4000個,堿基C有5000個,則在其互補鏈(另一條鏈)中堿基G和堿基T的個數分別是(

A.4000、4000
B.5000、5000
C.4000、5000
D.5000、4000
C
D
課堂練習




A
G
C
T
6.下圖是DNA分子結構模式圖,用文字填出1—10的名稱。





10
胞嘧啶(C)
腺嘌呤(A)
鳥嘌呤(G)
胸腺嘧啶(T)
脫氧核糖
磷酸
鳥嘌呤脫氧核苷酸
堿基對
氫鍵
1、
2、
3、
4、
5、
6、
7、
8、
9、
10、
一條脫氧核苷酸鏈的片段
課堂總結
DNA分子的結構
構成
1分子脫氧核糖
1分子含氮堿基
1分子磷酸
種類
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
DNA分子雙螺旋結構
結構模型的建立歷程
雙螺旋結構模型的特點
構建DNA雙螺旋結構模型實驗
基本單位:脫氧核苷酸
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小學教育資源及組卷應用平臺
第二節DNA分子的結構教學設計
課題
第二節DNA分子的結構
單元
第一章
學科
生物
年級
必修2
學習目標
知識目標:1.識記構成DNA分子的基本單位、核苷酸種類、堿基種類。2.熟悉DNA雙螺旋結構模型的構建歷程。3.能說出DNA雙螺旋結構的特點。能力目標:1.學會構建DNA雙螺旋結構模型的方法。2.培養分析資料和表格的能力。情感態度價值觀:1.認識到與人合作的在科學研究中的重要性,討論技術的進步在探索遺傳物質奧秘中的重要作用。2.
認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程。1.
生命觀念:識記構成DNA分子的基本單位、核苷酸種類、堿基種類、元素種類、堿基配對方式;討論DNA雙螺旋結構模型的構建歷程。2.科學思維:通過探索求知、討論交流激發獨立思考,構建DNA模型,同時培養學生的創造新思維。3.科學探究:就科學家探索基因的本質的過程和方法進行分析和討論,領悟模型方法在這些研究中的應用。4.社會責任:認識到與人合作的在科學研究中的重要性,討論技術的進步在探索遺傳物質奧秘中的重要作用。認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程。
重點
1.構成DNA分子的基本單位、核苷酸種類、堿基種類。2.DNA雙螺旋結構的特點。
難點
構建DNA雙螺旋結構模型
教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
新知導入
出示DNA存儲器圖片,介紹DNA存儲器的優點,引出問題為什么DNA分子特定的結構適合于儲存遺傳信息?遺傳信息以什么形式儲存在DNA分子上?DNA分子是如何保證遺傳信息穩定保存的?
認真聽講,思考問題
激發學習興趣,引入新課
新知講解
問題一:DNA分子由四種脫氧核苷酸構成請同學們閱讀課本10頁內容回答下列問題:(1)DNA分子的基本單位:
。(2)脫氧核苷酸由
、

。其中含氮堿基又包括
、
、
、
。所以脫氧核苷酸包括
、

、
。過渡語:DNA分子是由4種脫氧核苷酸按一定順序連接而成的生物大分子,具有特定的空間結構,能夠儲存遺傳信息。那么DNA分子的空間結構究竟是怎么樣的?各國科學家們是如何揭開這一具有偉大科學價值的研究課題的呢?問題二:DNA分子具雙螺旋結構(一)DNA分子結構模型的建立請同學們閱讀課本經典再現部分,回答下列問題:1.通過以上資料,你認為現代科學的發展具有哪些特點?2.表1-1顯示出DNA分子中各種堿基的數目比例有什么規律?如何解釋這種規律?3.若2個生物的DNA中堿基數(A+T)/(G+C)值相同,能說明它們是同種生物嗎?4.依據DNA分子結構模型,思考一下DNA分子作為遺傳物質具有哪些特征。(二)DNA雙螺旋結構模型的特點:請同學們閱讀課本12頁文字和圖片,總結DNA雙螺旋結構的主要特點:(1)DNA分子通常由兩條

長鏈形成雙螺旋結構。(2)雙螺旋結構中,
交互連接形成的長鏈排列在分子
,夠成DNA分子的
,堿基對位于雙螺旋結構的
。(3)堿基對之間通過
相連,并遵循
原則,即
與胸腺嘧啶互補配對,
與胞嘧啶互補配對。(三)利用堿基互補配對規律的計算:規律一:在雙鏈DNA分子中(以下均同),由于堿基互補配對,
故在數量上A=
,C=
。例1:已知一個含150個磷酸的雙鏈DNA分子中有腺嘌呤25個,請問此DNA分子中有多少個胞嘧啶?規律二:DNA雙鏈中的兩條互補鏈的堿基相等,任意兩個不互補的堿基之和恒等,占堿基總數的50%。即:A+G=T+C=A+C=T+G=50%,(A+G)/(T+C)=(A+C)/(G+T)=(T+C)/(A+G)=1。例2、某雙鏈DNA的分子中,鳥嘌呤的分子數占堿基總數的22%,那么胸腺嘧啶的分子數占堿基總數的A、22%
B、28%
C、78%
D、50%例3、DNA的組成分析表明下列的相關比值其中有一個是可變的
A、A/T
B、(A+T)/(G+C)
C、G/C
D、
(A+G)/(T+C)規律三:在DNA雙鏈中,假設一條單鏈的A+G/T+C等于m,則另一條互補鏈的A+G/T+C的值互為倒數關系即1/m,在整個DNA分子中該值為1。例4、DNA的一個單鏈中(A+G)/(T+C)=0.4,上述比例在其互補單鏈和整個DNA分子中分別是
A、0.4和0.5
B、2.5和0.4
C、2.5和
1.0
D、0.4和1.0規律四:DNA雙鏈中,一條單鏈的A+T/G+C等于m,則另一條互補鏈的A+T/G+C的值是相等,也為m,在整個DNA分子中的A+T/G+C的值也相等
。規律五:在雙鏈DNA分子中,若G+C=a%則G1+C1=G2+C2=a%,若A+T=b%則A1+T1=A2+T2=b%。例5、在雙鏈DNA分子中,G和C之和占全部堿基的48%,其中一條鏈的A占該堿基總數的24%,則另一條鏈中的A占該堿基總數的百分比為
A、24%
B、26%
C、28%
D、76%
按要求閱讀課本,做好勾畫與批注,小組內交流,以備展示按要求閱讀課本,做好勾畫與批注,小組內交流,以備展示按要求閱讀課本,做好勾畫與批注,小組內交流,以備展示認真聽講,學習規律,當堂練習
培養學生自學、合學和展示自我的能力培養學生自學、合學和展示自我的能力規律提升,學以致用
合作探究
構建DNA雙螺旋結構模型(一)目的要求通過構建DNA分子結構模型,加深對DNA雙螺旋結構的直觀認識和理解(二)材料用具質地較硬、易切的常見生物材料,如各色蘿卜、馬鈴薯等;刀、牙簽、瓶蓋、訂書針等。(三)活動程序1.請同學們在小組內討論解決以下問題,并進行模型的總設計:(1)需要選取幾種材料?分別制成什么形狀以代表DNA的各個組分?(2)各組分間應當在什么位置相互連接?2.將所用材料洗凈、晾干,用刀切成約5mm厚的小片。3.制作各種組分的模型,同時,確定每種組分模型需要制作的數量。4.制作各種組分的模型,同時,確定每種組分模型需要制作的數量。5.將單個脫氧核苷酸模型在桌面上排成縱列,依下圖中的方式將它們串連成DNA分子單鏈模型。6.以做好的單鏈為模板,按照堿基互補配對原則,將其余脫氧核苷酸模型排列在已經做好的單鏈一側,注意2條鏈要反向平行。再將它們彼此縱向連接,然后將各堿基對以一定方式連接,制作成DNA分子平面模型。7.2名同學分別握住模型兩端左右旋轉,展示DNA的雙螺旋結構。若組分間連接不牢導致模型松散,展示前可對模型各連接處進行加固。
學生按照實驗程序,完成實驗
培養學生動手能力和合作能力
課堂練習
1.經過多位科學家的研究,人們終于揭開了遺傳物質—DNA結構的神秘面紗。下列關于DNA分子結構的敘述,正確的是(
)A.每個脫氧核糖均連接有2個磷酸基團B.堿基對一定是由一個嘌呤和一個嘧啶構成C.2條鏈中嘌呤堿基的數目相同D.不同的DNA分子中堿基的種類不同2.下列關于DNA結構的描述錯誤的是(

A.每個DNA分子由1條多核苷酸鏈盤繞而成的螺旋結構
B.外側是由磷酸與脫氧核糖交替連接構成的骨架
C.DNA兩條鏈上的堿基間以氫鍵相連,且A與T配對、G與C配對
D.DNA的兩條鏈反向平行3.下圖為某同學在學習DNA的結構后畫的DNA片段(其中
表示磷酸基團),另外幾位同學對其進行了評價,其中正確的是(
)A.該圖沒有物質和結構上的錯誤
B.該圖有一處錯誤,就是堿基U應改為TC.該圖有3處錯誤,其中核糖應該為脫氧核糖
D.如果說他畫的是RNA雙鏈,則該圖就是正確的4.下列DNA分子雙螺旋結構的特點,敘述錯誤的是(

A.DNA分子由兩條反向平行的鏈組成
B.脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側
C.堿基對構成DNA分子的基本骨架
D.兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對5.已知某個DNA分子的一條鏈中,堿基A有4000個,堿基C有5000個,則在其互補鏈(另一條鏈)中堿基G和堿基T的個數分別是(

A.4000、4000
B.5000、5000
C.4000、5000
D.5000、40006.下圖是DNA分子結構模式圖,用文字填出1—10的名稱。1、
;2、
;3、
;4.
;5、
;6、
;7、
;8、
;9、
;10、
。
檢測學生的掌握情況
規定時間內,獨立自主完成,對子互查,小組交流討論
課堂小結
會議本節課所學內容,談收獲。按照自己喜歡的方式對本節課進行總結
梳理知識、建構體系
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精品試卷·第
2

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