dna的结构和复制思维导图|DNA的结构和复制
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一、教学目标:1、知识目标
(1)、理解dna分子的结构特点。
(2)、理解dna分子复制的过程和意义。
2、能力目标:
(1)、培养学生自学能力:在自学中去领悟知识,去发现问题和解决问题。(2)、通过观察dna结构模型提高观察能力、分析和理解能力。
3、情感目标: 培养学生树立结构和功能相统一的观点。二、教学重点、难点:1、dna分子的结构。2、dna分子的复制。解决方法:(1)充分发挥多媒体的独特功能,把dna的化学结构、空间结构和dna的复制过程等重难点知识编制成多媒体课件。将这些很难理解掌握的重点、难点知识变静为动,变抽象为形象,转化为易于吸收的知识。(2)讨论交流、通过提高学生的识图能力、思维能力,通过配合适当的练习,将知识化难为易。三、教学方法:观察法、讨论法、讲述法、问题引导法。四、教学过程:1、 导 入:教师提问:上节课我们学习的“肺炎双球菌转化实验”“噬菌体侵染细菌实验”等实验说 明了什么? 学生回答:dna是遗传物质。 教师引导:很好,我们也知道生物的结构和功能是相统一的。那么,dna分子又应该有怎样的结构和其功能相统一呢?我们就一起来学习一下本节课的内容。 2、 讲 述: 教师讲述:1953年,沃森和克里克提出了著名的dna双螺旋结构模型,为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了理解dna的结构,先来回忆一下dna的化学组成。教师提问:学生阅读教材第8-9页,仔细观看图6-6的基本单位图。然后回答下列问题: ①组成dna的基本单位是什么?每个基本单位由哪三部分组成? ②组成dna的碱基有哪几种?脱氧核苷酸呢?学生活动:阅读、讨论、回答问题。 教师总结:①组成dna的基本单位是脱氧核苷酸,它由一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成。 ②组成dna的碱基有四种:腺嘌呤(a),鸟嘌呤(g),胞嘧啶(c)、胸腺嘧(t);所以,脱氧核苷酸有四种:腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。 教师提问:观看教材第8页,图6-5回答“dna的每一条链是如何组成的?”学生回答:dna的每一条链由四种不同的脱氧核苷酸聚合而成多脱氧核苷酸链。教学目的:(在层层设疑、释疑的基础上,帮助学生搭建有关dna分子结构的知识体系。)展示模型:教师引导:下面我们来观察一下dna分子的结构模型。 dna分子不仅具有一定的化学结构,还具有其特殊的空间结构。教师提问:观察模型,讨论一下dna的结构上有什么特点。引导学生观察在dna双螺旋结构模型中,一条链中的嘌呤碱基总数与嘧啶碱基总数有何关系?对应关系如何? 学生活动:观察模型,分组讨论。总结特点。教师引导: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? 答: 这是由于嘌呤碱是双环化合物,占有空间大;嘧啶碱是单环化合物,占有空间小。而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? 答: 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。123
教师引导:那么,若从碱基数量的角度看,双链dna分子有何特点呢?学生回答: (a=t g=c)--------即:碱基互补配对原则。教师总结:对了。由此还可以推导出(a+g)/(t+c)=1。并且(a+t)/(g+c)的比值具有物种的特异性,也就是对不同种生物来说,其比值是不一样的。几种生物(a+t)∶(c+g)的比值:小麦:1.21;家鸡:1.34;黄牛:1.36;果蝇:1.37;小鼠:1.39;猪:1.43;人:1.5;家蚕:1.59。教师总结:①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 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,碱基排列在内侧。 ③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,且碱基配对有一定的规律,(a一定与t配对,g一定与c配对) 教师引导:dna分子的这种双螺旋结构从位置上看:主链在外(磷酸和脱氧核糖交替连接),侧链在内(碱基对),形成了稳定的空间结构;从成分上看主链稳定,侧链可变,侧链成分的可变性导致了物种的差异性。教师提问:dna分子结构的特点与其结构的特性(稳定性和多样性的)是相联系的。那么dna分子都有哪些特性呢?学生活动:分组讨论。教学目的:以阅读、讨论等形式引导学生分析问题,解决问题,能充分地发挥学生的主观能动性,培养学生语言表达能力和思维能力。教师总结:①稳定性:主链在外(磷酸和脱氧核糖交替连接),侧链在内(碱基对),形成了稳定的空间结构。 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。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。教师导入:dna分子不仅具有一定的结构,还有相应的功能,下面我们来进一步学习dna复制方面的内容。首先,阅读教科书11页的相关内容。教师导入:阅读完之后,我们来了解几个与dna复制有关的两个经典实验。 一、梅赛尔—斯特尔在1958年用大肠杆菌所做的实验(课件展示过程)学生活动:观看课件、联系课文、分组讨论、总结知识。教师提问:新合成的dna分子中有一半是旧链,另一半是新链。这个现象说明dna分子是如何复制的呢?是否是像洗相片似的,有一张底片就可以洗出许多相片来?学生回答:不相同。教师提问:为什么你认为是不同的呢?学生回答:因为dna分子的复制结果并没有形成一个完整的、新的dna分子。而是形成了一半新一半旧的两个dna分子。教师提问:那么,在细胞核内的双链dna分子在开始复制的时候可能是什么状态?是单链还是双链?学生回答:可能是单链。教师提问:从螺旋型的双链结构转变为单链结构,必须先怎样变化?学生回答:解开螺旋。教学目的:通过层层设问,引导学生们建立“解旋、复制、新旧链形成新的dna分子”的dna分子的复制过程观念。教师引导:下面我们在来看另一个经典的实验。 二、美国生物化学家康贝格的实验(课件展示过程)学生活动:观看课件、分组讨论、总结知识。教师提问:试管中事先放入的四种脱氧核苷酸是做什么用的?学生回答:用作合成的原料。教师提问:试管中加入dna聚合酶起什么作用?学生回答:催化化学反应。教师提问:这个反应是什么样的反应?学生回答:是个合成反应。教师提问:试管中加入适量的atp起什么作用?学生回答:为合成反应供能。教师提问:从实验结果看,合成出的新dna分子的碱基序列与谁的碱基序列相同?康贝格在试管中放入的少量单键dna在dna复制的过程中起什么作用?学生回答:少量的单链dna是做模板用的。教学目的:让学生更明确理解dna复制的条件。教师提问:在活细胞中,dna分子在什么时间复制?教师提示:(在体细胞中,染色体是在什么时间复制的?在原始的生殖细胞中,染色体是在什么时间复制的)学生回答:在体细胞中,dna是在细胞分裂间期复制。在原始的生殖细胞中,dna是在细胞减数分裂之前复制的。教师引导:那我们一起总结一下。 “dna复制”应当如何表述呢?学生回答:以亲代dna分子为模板合成子代dna的过程。教师引导:①dna复制一般发生在什么时候?②dna复制的大致过程如何?③dna复制需要哪些条件?④dna复制的方式上有什么特点?⑤dna的分子结构为dna分子复制提供了什么样的分子基础?或一般情况下,为什么dna复制能准确无误地完成?教师总结: ①细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。(随染色体的复制而完成的) ②边解旋边复制:解旋—合成子链—形成子代dna。③模板、原料、能量、酶。④半保留复制。⑤dna分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。 通过碱基互补配对,保证了复制能够准确的进行。教师提问:dna分子复制的生物学意义?学生回答:dna分子通过复制,使遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。 课后回顾:这节课,我们学习了dna分子的结构和复制。我们再回顾开始时目的。dna有什么结构能和其功能相适应呢?作为遗传物质,应有的特点是:1、 能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢。2、 具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力-------------(多样性)3、 结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,而且突变以后还能继续复制,遗传给后代。-----------(稳定性、可变性) 4、在细胞生长和繁殖的过程中能精确的复制自己。-------(连续性)3、课后小结: 这节课通过学习dna的化学组成、空间结构和dna分子复制等方面的知识,使我们对于作为遗传物质dna的特点和功能有了更深的理解,这些都是我们今后学习有关基因控制蛋白质的合成、基因突变等知识的基础。 4、随堂练习: 1、根据碱基互补配对原则,在a≠g时,双链dna分子中,下列四个式子中正确的是( c ) a . ( a + t ): ( g + c ) = 1 b . ( a + c ): ( g + c ) = 1 c . ( a + g ): ( t + c ) = 1 d . ( a + c ): ( g + t ) ≠ 1 2、有15n标记细菌中的dna,然后又将普遍的14n来供给这种细菌,于是该细菌便用14n来合成dna,假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体,它们dna中的含14n的链与15n的链的比例是( a )a、7:1 b、2:1 c、1:1 d、3:1 3、某dna分子共有q个碱基,其中胞嘧啶m个,则复制n次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为( ) a、(q-2m)(2n-1)/2 b、(q-2m)/2 c、(q-2m)n d、 2m2n5、板 书:一、 dna的结构1、dna的化学组成: 基本单位:脱氧核苷酸磷酸碱基脱氧核糖123
a :腺嘌呤
g :鸟嘌呤 c :胞嘧啶
t :胸腺嘧啶 2、dna的空间结构: 特点:1、 2、 3、 3、dna分子特点: 稳定性: 多样性: 特异性:二、dna的复制:1、概念: 2、场所: 3、时间: 4、过程: 5、条件: 6、特点: 7、精确复制原因: 8、意义:123
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