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  • dna分子生物教案

    分类:生物教案 时间:2017-07-03 本文已影响

    篇一:人教版高中生物必修二3.2《DNA分子的结构》教学设计

    第三章第二节DNA分子的结构教学设计

    一、教学分析 1、教材分析

    “DNA分子的结构”是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第3章第2节的内容,由DNA模型的构建、DNA分子结构的特点及制作DNA模型三部分内容构成。其中的碱基互补配对原则是DNA复制及基因表达过程中遵循的重要原则。而DNA分子的双螺旋结构更是学生理解生物的多样性、特异性的物质基础。 2、学情分析

    通过上节课的学习,学生能够已经知道了DNA是主要的遗传物质,因此引导学生思考“DNA作为遗传物质应该具备怎样的结构?”,启发学生学习本章节的兴趣,还有学生通过必修一的学习已经掌握了核酸的基本组成和元素等相关知识,这也为进入本章节的学习奠定了基础。 二、教学目标

    1、知识目标:概述DNA分子结构的主要特点。 2、能力目标:学会制作DNA分子双螺旋结构模型。

    3、情感态度与价值观目标:通过讨论DNA结构模型的构建历程,认识到学科间的综合及科学家间的互助合作在科学研究中的重要性。 三、教学重点

    1、DNA分子结构的主要特点。 2、制作DNA分子双螺旋结构模型。 四、教学难点

    DNA分子结构的主要特点。 五、教具准备:

    1、《DNA分子的结构》课件;

    2、DNA双螺旋结构模型组件(一组一套); 3、自制的DNA展示模型; 4、DNA双螺旋结构大模型。 六、课时安排: 1课时

    1

    第二节 DNA分子的结构

    八、板书设计

    一、DNA双螺旋结构模型的构建

    模型特点结果

    三螺旋 外侧:碱基;内侧:磷酸和脱氧核糖否定(违反研究的结构数据)

    双螺旋 外侧:磷酸和脱氧核糖;内侧:碱基(A-A,T-T) 否定(违反了查哥夫的碱基数据) (基本骨架)

    双螺旋 外侧:磷酸和脱氧核糖;内侧:碱基(A-T,G-C) 正确(与X射线衍射图谱一致) 二、DMA的分子结构

    三、制作DNA双螺旋模型

    【副板书】

    脱氧核苷酸【板书】

    4

    篇二:高一生物 DNA分子的结构教学设计

    第三章 基因的本质 第二节 DNA分子的结构

    第1课时 《DNA分子的结构》教学设计

    龚世胜 高一生物组

    【教学分析】

    本节是由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构以及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容构成。本节教材的特点是:没有直接讲述DNA分子的结构特点,而是在讲述DNA之前,采取讲故事的形式,以科学家沃森和克里克的研究历程为主线,逐步呈现DNA双螺旋结构模型的要点。通过阅读这则故事,学生不仅能自然地了解DNA双螺旋结构模型的基本内容,还能得到多方面的启示:在众多有造诣的科学家中,两个年轻学者之所以脱颖而出并非偶然,首先对问题的兴趣是科学探索的开端;多学科知识的背景是科学发现的前提;科学的思维方法,锲而不舍的精神,以及善于利用前人的成果和与他人合作的品质,是科学发现的关键。在引导学生了解DNA双螺旋结构模型构建历程的基础上,本节又以简洁的语言,图文并茂地概述了DNA分子的结构特点,最后通过让学生动手尝试建构DNA双螺旋结构模型,加深对DNA分子结构特点的理解。 【设计理念】

    以新课标理念的要求“面向全体学生”“提高学生的生物科学素养”,重视“探究性学习”,“注重与现实生活的联系”,“使学生达成知识、能力、情感态度与价值观的协调一致”。为指导,在设计中的思考是:DNA的双螺旋结构模型已成为分子生物学的象征,甚至成为高科技的象征。其独特结构模型在日常生活中也能见到:从课本的封面看到中关村街头的雕塑;以及街头的路灯,有特色的建筑设计等。这些形象地告诉我们10年前鲜为人知的DNA,如今几乎到了家喻户晓的程度。这就是社会实际的切入点。由于在生物第一册第二章第三节“遗传信息的携带者——核酸”中,学生已经学习了DNA的结构单位、组成成分、名称,并看到了脱氧核苷酸链。由以上分析可知学生对DNA已经有了初步的了解,这样就为学生学好DNA的双螺旋结构打下了基础。本节课通过设计不同层次的问题,尝试让学生亲历思考与探究的过程,培养学生的科学探究精神与方法,以及解决实际问题的能力。 【教学目标】

    知识目标:

    1. 总结科学家沃森和克里克对DNA的探索历程。

    2.说出DNA结构的主要特征,默写出DNA的平面结构图。 能力目标:

    学生对DNA的立体结构、平面结构观察能力和画图能力。 情感目标:

    1 认同与人合作在科学研究中的重要性。

    2 学习科学的思维方法、科学家锲而不舍的精神和善于利用前人的果。 【重点难点】

    教学重点:1.DNA分子结构的主要特点

    2.制作DNA分子双螺旋结构模型。

    教学难点:DNA分子结构的主要特点。 教学重难点的处理:

    DNA分子结构的主要特点及碱基互补配对原则是本节课的教学重点。 突出重点的方法拟采用:①设计问题串的形式:如“DNA是双螺旋还是三螺旋?” “碱基排列在螺旋内侧还是外侧?”──“碱基对如何连接起来?”,进行不断地质疑和解疑;②在“制作DNA分子双螺旋结构模型”的活动中,通过讨论和交流,建构以“基本单位—脱氧核苷酸长链—平面脱氧核苷酸双链—立体双螺旋结构”的知识链,完成对DNA分子双螺旋结构的初步认识。

    如何有效地组织开展模型建构的活动是本节课的教学难点。突破该难点的方法拟采用课件动态的分步演示、教师恰当的示范、启发和引导、并注意直观教具(DNA分子双螺旋结构模型)的使用,帮助学生顺利完成该活动的基本内容。

    本节内容中的“碱基互补配对原则的应用”是另一个教学难点,也是高考中的重要知识考点,可考虑安排在下一节课种,以习题的变式求解和讨论逐步解决。【教学方法】

    DNA分子是抽象的立体空间结构,学生的认知水平和空间想象能力相对较弱,但对新知识有较强的的探究欲和学习兴趣,因此教师要着力扮演好组织者、引导者和参与者的角色,适时地、不断地启迪、指导和帮助学生;在“制作DNA双螺旋结构”模型构建的活动中,和学生一起去体验“发现”的乐趣;学会将模型建构过程中获得的信息进行汇总,通过讨论和交流,初步得出结论;养成在学习活动中友好合作,资源共享的科学探究习惯。

    在教学过程中,高度重视师生互动、生生互动。在“DNA分子双螺旋结构模型建立过程”的科学史料的阅读和理解中,以严密的逻辑推理步步追踪、层层深入,不断地引发学生去积极思考、主动参与“DNA分子结构”的学习过程。 【教学方案】

    学习内容通过重新组合,可设计成两大活动板块。

    1. 以新课程教学理念为指导,充分利用课程资源,引导学生以DNA分子结构的探索史为主线,将“制作DNA分子的结构模型”的活动有机地穿插其中。 在构建模型的探究活动中,引导学生学会合作学习、积极参与讨论交流,不断地发现问题和解决问题,让学生在“自我创造”中获取DNA分子结构的知识。 2. 以DNA双螺旋结构模型作为直观教具,引导学生理解DNA分子的双螺旋结构结构的组成要点,带领学生通过对碱基互补配对原则含义的深入认识和问题的变式讨论,在课本相关习题的解答中,达成知识目标的落实。

    【教学实施过程】

    【板书设计】

    DNA分子的结构

    一、DNA模型建构

    1.基本结构单位:4种脱氧核苷酸 2.脱氧核苷酸链

    3.反向平行的螺旋结构

    (遵循碱基互补配对原则A=T、G=C) 二、DNA模型分析

    1.DAN分子的结构特点: ① 双链,反向平行,螺旋

    ② 基本骨架:脱氧核糖和磷酸交替连接(外侧) ③ 碱基互补配对原则:A与T,G与C(内侧) 2.结构特性:稳定性、多样性、特异性。

    篇三:分子生物学教案

    第一章 绪论

    重点:1. 分子生物学的基本含义

    2. DNA的发现

    3. 分子生物学与其他学科的关系

    难点:DNA的发现

    课时分配:1.5学时

    分子生物学的基本含义

    分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。

    所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、 生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。

    1.1 引言

    现代分子生物学研究的目标是要在分子水平上掌握细胞的功能并揭

    示生命是本质。

    1.1.1 创世说与进化论

    多少年来,人们常常会反复提出下面3个与生命和一切生物学现象有关的问题:

    (1)生命是怎样起源的?

    (2)为什么“有其父必有其子”?

    (3)动、植物是怎样从一个受精卵发育而来的?

    对这些问题的回答:

    创世说:

    西方:上帝先创造了世间万物,后来又创造了男人亚当,再从亚当身上抽一根肋骨,这就成了女人夏娃,亚当和夏娃繁衍了人类。

    中国:女娲团土造人

    进化论:

    1859年,伟大的英国生物学家达尔文(Charles Darwin)发表了著名的《物种起源》一书,确立了进化论的观点。正是达尔文的生物进化学说,打破了上帝造人的传统观念,改变了社会对人类在整个世界中的地位的看法,极大地推动了人类思想的发展。

    达尔文用大量事实证明“物竟天择,适者生存”的进化论思想,他认为世界上的一切生物都是可变的,并预言从低级到高级的变化中必定有过渡物种存在。他指出物种的变异是由于大自然的环境和生物群体的生存竞争造成的,彻底否定了上帝创造万物的旧思想,推翻了物种不变的神话,使生物学真正迈入实证自然科学的行列。

    1.1.2 细胞学说

    早期生物科学家的另一大贡献是提出细胞理论(Cell Theory)。17世纪末,荷兰籍显微镜专家Leeuwenhoek成功制作了世界上第一架显微镜。大约与Leeuwenhoek同时代的Hooke,第一次用“细胞”这个概念来形容组成软木的最基本单元。

    动、植物的基本单元是细胞,这是19世纪三大发现之一的细胞学说的核心。建立这一学说的是德国植物学家Schleiden和动物学家Schwann。

    1.1.3 经典的生物化学和遗传学

    现代生物学的两大支柱:生物化学和遗传学

    进化论和细胞学说相结合,产生了作为实验科学之一的现代生物学,

    而以研究动、植物的遗传变异规律为目标的遗传学和以分离纯化、鉴定细胞内含物质为目标的生物化学则是这一学科的两大支柱。

    生物化学家Buchner第一个实现了用酵母无细胞液和葡萄糖进行氧化反应,生成乙醇,证明化学物质的转换并不需要完整的细胞而仅仅需要细胞中的某些成分。蛋白质是生活细胞中所有化学反应的执行者和催化剂。

    生物化学从一开始就执行着双重使命,首先,分析细胞的组成成分;其次,弄清楚这些物质与细胞内生命现象的联系。

    孟德尔通过豌豆实验,总结出生物遗传的两条基本规律——基因分离规律和自由组合规律,被公认为经典遗传学的奠基人。

    在孟德尔遗传学的基础上,美国著名的遗传学家Morgan又提出了基因学说。

    当所研究的两个基因位于同一染色体上而距离又较近时,Morgan的连锁遗传规律起主导作用;而当所研究的两个基因位于不同染色体上时,孟德尔的自由组合规律起主导作用。

    1.1.4 DNA的发现

    直到1953年Watson 和Crick提出DNA双螺旋模型之前,人们对于基因的理解仍然是抽象的、概念化的,缺乏准确的物质内容。

    首次证明DNA是遗传物质的是Avery的细菌转化实验。

    图1-1 DNA是转化源

    早在1928年,英国科学家Griffith等人就发现,肺炎链球菌使小鼠死亡的原因是引起肺炎。细菌的毒性是由细胞表面荚膜中的多糖决定的。具有光滑外表的S型肺炎链球菌因为带有荚膜而能使小鼠发病,具有粗糙外表的R型肺炎链球菌因为没有荚膜而失去致病力,(荚膜多糖使细菌免受动物白细胞的攻击)。

    首次用实验证明基因就是DNA分子的是美国著名的微生物学家Avery。他和同事首先将光滑型致病菌(S型)烧煮杀灭活性以后在侵染小鼠,发现这些死细菌自然丧失了致病力。再用活的粗糙型细菌(R型)来侵染小鼠,也不能使之发病,因为粗糙型细菌无致病力。然而,当他们将烧煮杀死的S型细菌和活的R型细菌混合再感染小鼠时,小鼠死亡。解剖死鼠,发现有大量活的S型细菌(而不是R型)。他们推测,死细菌中的某一成分——转化源将无致病力的细菌转化成致病菌。10多年后,实验证明,DNA就是转化源。死细菌DNA指导了这一可遗传的转化,从而导致了小鼠死亡。

    再次证明DNA是遗传物质的噬菌体侵染细菌的实验。

    图1-2

    噬菌体专门寄生在细菌体内,它的头、尾外部都是由蛋白质组成的外

    壳,头内主要是DNA。噬菌体侵染细菌的过程可以分为以下5个步骤:

    1. 噬菌体用尾部的末端(基片、尾丝)吸附在细菌表面,

    2. 噬菌体通过尾轴把DNA全部注入细菌细胞内,蛋白质外壳则留在

    细胞外。

    3. 噬菌体的DNA一旦进入细菌体内,它就能利用细菌的生命过程合

    成自身的DNA和蛋白质。

    4. 新合成的DNA和蛋白质能组装成许许多多与亲代完全相同的子代

    噬菌体。

    5. 子代噬菌体由于细菌的解体而被释放出来,再去侵染其他细菌。

    1.2 分子生物学简史

    分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学。

    1.3 分子生物学研究的内容

    现代生物学研究发现,所有生物体中的有机大分子都是以碳原子为核心,并以共价键的形式与氢、氧、氮及磷以不同的方式构成的。不仅如此,一切生物体中的各类有机大分子都是由完全相同的单体,如蛋白质分子中的20种氨基酸及DNA和RNA中的5种碱基组合而成,由此产生了分子生物学的3条基本原理:

    1. 构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的。

    2. 生物体内一切有机大分子的建成都遵循共同的规则。

    3. 某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。 从表面上看,分子生物学涉猎范围极为广泛,研究内容似乎包罗万象。事实上,它所研究的不外乎以下四个方面:

    1. DNA重组技术

    2. 基因表达调控

    3. 生物大分子的结构和功能

    4. 基因组、功能基因组与生物信息学

    分子生物学与其他学科的关系

    分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的,凝聚了不

    同学科专长的科学家的共同努力。它虽产生于上述各个学科,但已形成它独特的理论体系和研究手段,成为一个独立的学科。

    生物化学与分子生物学关系最为密(本文来自:www.hnBoXu.COM 博 旭范文 网:dna分子生物教案)切。两者同在我国教委和科委颁布的一个二级学科中,称为“生物化学与分子生物学”,但两者还是有区别的。生物化学是从化学角度研究生命现象的科学,它着重研究生物体内各种生物分子的结构、转变与新陈代谢。传统生物化学的中心内容是代谢,包括糖、脂类、氨基酸、核苷酸、以及能量代谢等与生理功能的联系。分子生物学则着重阐明生命的本质----主要研究生物大分子核酸与蛋白质的结构与功能、生命信息的传递和调控。《国际生物化学学会》和 《中国生物化学学会》现均已改名为《国际生物化学与分子生物学学会》和《中国生物化学与分子生物学学会》。

    细胞生物学与分子生物学关系也十分密切。传统的细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器的形态、结构与功能。细胞作为生物体基本的构成单位是由许多分子组成的复杂体系,光学显微镜和电子显微镜下所见到的规则结构是各种分子有序结合而形成的。探讨组成细胞的分子结构比单纯观察大体结构能更加深入认识细胞的结构与功能,因此现代细胞生物学的发展越来越多地应用分子生物学的理论和方法。分子生物学则是从研究各个生物大分子的结构入手,但各个分子不能孤立发挥作用,生命绝非组成成分的随意加和或混合,分子生物学还需要进一步研究各生物分子间的高层次组织和相互作用,尤其是细胞整体反应的分子机理,这在某种程度上是向细胞生物学的靠拢。分子细胞学或细胞分子生物学就因此而产生,成为人们认识生命的基础。

    由于分子生物学涉及认识生命的本质,它也就自然广泛的渗透到医学各学科领域中,成为现代医学重要的基础。在医学各个学科中,包括生理学、微生物学、免疫学、病理学、药理学以及临床各学科分子生物学都正在广泛地形成交叉与渗透,形成了一些交叉学科,如分子免疫学、分子病毒学、分子病理学和分子药理学等,大大促进了医学的发展。

    1.4 分子生物学展望(自学内容)

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