dna分子结构特点

第二节DNA的分子结构和特点（第一课时）

一、教材内容分析

作为主要遗传物质的DNA，在分子结构和生物合成的方式上，满足了遗传物

质多样化和恒定性的双重要求。本节教材首先介绍核酸的分子组成，然后分析

DNA分子结构的特点，并通过制作DNA双螺旋结构模型进一步认识和理解DNA分

子结构的特点。

二、课时安排

本节内容的教学时间为2个课时。

第一课时，用于学习DNA分子的结构，认识DNA分子的双螺旋结构，并初步

认识DNA分子结构特点。

第二课时，用于“制作DNA双螺旋结构模型”，在制作DNA双螺旋结构模型

的过程中，深入认识DNA双螺旋结构和DNA分子结构的特点。

三、教学目标

1.知识目标：描述核酸的分子组成；概述DNA分子的结构和特点。

2.能力目标：领悟建立模型的科学研究方法及其在科学研究中的应用。

3.情感目标：认同对科学的热爱和团队合作是必备的品质。

四、教学重难点

教学重点：DNA分子的结构特点。

教学难点：DNA分子的结构特点分析。

五、教学过程

教师组织和引导学生活动设计意图

新

课

导

入

展示图片：北京中关村高科技园区的DNA雕塑图。

教师设问：看似麻花卷的DNA为什么能够成为高

科技的标志？它是怎样储存遗传信息的？它又

是怎样决定生物性状的？

学生思考，

并做出猜

测和回答。

以DNA雕塑图

引入创设情

景，激发学生

的兴趣，并提

出了本节课

的目标。

一、资料阅读，初步形成DNA分子结构的基

本概念。

教师：那么，DNA的结构究竟是什么样子呢？它

又是怎样被发现的呢？（引出DNA结构的发现史）

请学生阅读课本P57-59“DNA双螺旋结构模型的

学生阅读

资料，进行

知识的探

究，思考并

回答问题。

在探究

性学习中，学

生会发现“掌

握概念”意味

着要同时体

新

课

活

动

发现”，回答问题：

（1）沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科

学成果？这对你理解生物科学的发展有什么启

示？

（2）沃森和克里克默契配合，发现了DNA双螺

旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在

科学界传为佳话。他们的这种工作方式给了你哪

些启示？

验与这些知

识共同存在

着的背景。实

施探究的过

程让学生亲

历发现问题、

提出问题、解

决问题的全

过程，让他们

体验成功的

喜悦，和探究

过程中遇到

的困惑。

二、DNA的分子结构

展示：DNA的化学结构单位的各组成部分示意图。

教师设问：DNA主要存在于细胞的什么结构之

中？DNA的化学组成是什么？

让学生阅读教材上DNA和RNA的化学组成成分

表，认识DNA和RNA在化学成分上有什么异同点。

教师提示：染色体是DNA的主要载体，另外叶绿

体和线粒体中也含有少量的DNA。

教师设问：DNA分子的基本单位是什么？基本单

位是由哪几部分组成，是如何组成的？

学生通过阅读还知道碱基类型的不同使得脱氧

核苷酸的种类不同。

学生看图

结合书本

自学归纳。

这部分的问

题并不难，学

生完全可以

通过阅读教

材找出答案。

三、DNA分子的结构特点

展示：DNA分子的一级（平面）结构和双螺旋（立

体）结构图。

教师设问：核苷酸是怎样组成DNA分子的，DNA

分子结构的组成特点是什么？

在新课开始时，学生已经阅读了DNA的发现历程，

逐渐形成了对DNA双螺旋结构特点的认识。

分层次认识DNA双螺旋结构：①DNA是由相互盘

绕旋转的两条长链结合而成的大分子。其中每条

链上一个核苷酸上的脱氧核酸与另一个核苷酸

的磷酸基团相连接，形成主链；螺旋盘绕的两条

主链内侧是碱基；②DNA一条练上的核苷酸碱基

总是跟另一条链的核苷酸碱基互补配对，由弱氢

键联结；③在DNA分子中，腺嘌呤和胸腺嘧啶的

分子数相等，胞嘧啶和鸟嘌呤的分子数相等。

教师与学生一同归纳：

根据模型

和图片说

出DNA分

子的结构

特点。

根据模型和

平面图进一

步认识DNA，

突出教学重

点，突破教学

难点。

化学结构：脱氧核苷酸长链（展示多个脱氧核苷

酸通过聚合而成）。

平面结构：展示若干个脱氧核苷酸，说明它们如

何通过化学键形成一条单链。再如何组成双链。

空间结构：规则的双螺旋结构：

（1）DNA分子是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘

旋而成的；

（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连结，排

列在外侧；

（3）碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢

键连结起来，形成碱基对，讲清A与T之间以双

键相连，C与G之间以叁键相连（以上三点出示

DNA的平面结构与立体结构，让学生进行观察、

总结，填写表格）。

主链碱基对

构成方式

位置

1）碱基互补配对原则：出示动画，显示DNA中

的碱基互相配对的情况，让学生理解在DNA中为

什么A只能与T相配对，C只能与G相配对，从

而为下面的相对稳定性埋下伏笔）。

2）根据DNA双链中碱基之间的关系，总结相关

的公式或结论，如：

在双链中A=T，C=G；由①引伸出A+G=T+C，即

嘌呤数=嘧啶数。

例：已知一个含150个磷酸的双链DNA分子中

有腺嘌呤25个，请问此DNA分子中有多少个胞

嘧啶？（应用公式①，得50）

播放DNA立体结构动画，总结出DNA分子的结构

特点：

①双链，反向平行，双螺旋；

②基本骨架：外侧，内侧；

③配对：碱基通过氢键互补配对。

问题：维持DNA分子的稳定性的因素是什么？

创设数学化

的问题情境，

充分挖掘DNA

分子结构中

隐含的原理，

学会运用多

种方式表达

概念。

四、DNA分子的多样性和特异性

教师设问：DNA分子结构的特点与它作为遗传物

质有何关系？（作为遗传物质应具有遗传物质的

特点，如多样性、稳定性、特异性等）

幻灯片播放：归纳推理：一个包含2个碱基对的

DNA分子可能有几种（碱基的排列方式有几种）？

包含2对碱基对的DNA分子可能有几种？包含3

对碱基对的DNA分子呢？包含n对碱基对的DNA

分子呢？

学生归纳

推理。

学生通过自

己的归纳推

理与总结，对

DNA的多样性

和特异性会

理解得更加

深入，并能将

其与遗传功

能结合起来。

教师通过提示学生，归纳出一个由n个碱基对组

成的DNA分子可能的排列方式有4n种。

教师引导：再以人为例，人的体细胞中有31亿

个碱基对，请学生想一下可能的种类有多少，这

是一个非常大的天文数字。所以世界上出现DNA

相同的机率是非常微小的（除了同卵双生）。DNA

的多样性也决定了生物的多样性。

稳定性：DNA分子的双螺旋结构。

特异性（对所有的DNA分子来说表现为多样性，

但对每一种DNA分子来说，有其特定的脱氧核苷

酸排列顺序，从而显示出单个的独特性）结合.

请学生思考DNA作为遗传物质怎样储存遗传信

息？（遗传信息由4种碱基的排列顺序决定，碱

基对的排列顺序先变万化，构成DNA的多样性，

而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分

子的特异性）

与学生一起总结：DNA分子的多样性由DNA分子

双螺旋结构中碱基对的排列顺序和数量决定、稳

定性是由DNA分子的碱基互补配对以及双螺旋等

特点决定的、特异性是由DNA分子的碱基对排列

顺序决定的。因此DNA分子具有遗传物质的特点。

学生总结

DNA分子

的多样性

由DNA上

的碱基对

的排列顺

序和数量

决定。稳

定性和特

异性的原

因。

课

堂

小

结

与学生一起总结本节课所学内容

总结本节

课所学内

容

明确所学知

识及重点内

容

五、板书设计

核酸分子的组成

DNA的化学结构单位——核苷酸

DNA的结构DNA的分子结构——DNA分子的双螺旋结构模型

DNA在细胞中有秩序地包装成染色体

DNA具有多样性、稳定性和特异性