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【研究课】顿狈础分子结构
发布时间:2017-03-10   点击:   来源:网络转载   录入者:皋磊

一、 导入

首先观赏一组图片,这些图片之所以如此精美,因为符合斐波拉契黄金比例,大自然中的生物看似形态各异,然而其中往往蕴含着一些规律,因此,很多科学家提出:科学家尤其是物理学家一直寻求着能够解释整个世界的大一统理论,他们认为世界是简洁、和谐、对称、有序的,而作为生命遗传物质---顿狈础,正是这样一种简洁、对称、有序的物质。那么,顿狈础分子的结构是怎样的呢?

二、顿狈础双螺旋结构模型的构建

今天就让我们沿着科学家探索的脚步重走这段历史,在这段历史中最闪亮的明星是两位年轻的科学家:沃森和克里克。为什么说年轻呢?因为当沃森获得诺贝尔奖时年仅27岁。 沃森在大学毕业后,主要从事动物学的研究,克里克则是一位对数学和物理十分感兴趣的科学家,一段时间的偶然合作, DNA结构的发现是生物学的奇迹,因为这样一件伟大的事业主要是由两位年轻人完成的,也因为这两位年轻人当时并不是生物化学或生物物理领域的资深专家,并没有资格和能力开辟新的实验室,他们并没有像其他科学家那样做实验,那么,他们是怎样发现DNA分子的具体结构的呢?他们从真正接触DNA到提出DNA结构模型只用了不到一年时间!因此有关DNA双螺旋的发现过程就成为启迪生物学工作者的极好典范。

 1、占有资料 1951年 DNA分子是由脱氧核苷酸为单位连接而成 含有A\T\C\G 1951年 威尔金斯和富兰克林展示出了DNA的衍射图谱 克里克和沃森: 将磷酸—脱氧核糖骨架安排在螺旋外部, 碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。 1952年 查哥夫研究发现在DNA中A=T、G=C

 2、构建模型 采用课前发学案预习的方式,先剪出构建模型所需要的材料 占有时间,构建模型 (1)DNA的基本组成单位 (2)含氮碱基有几种?(AGCT) (3)多个脱氧核苷酸分子连接起来才能形成DNA分子,脱氧核苷酸分子之间的连接是:一个核苷酸分子的脱氧核糖与下一个核苷酸分子的磷酸连接形成一种化学键,叫磷酸二酯键。这样多个脱氧核苷酸就构成了一条脱氧核苷酸链。

    3.顿狈础的基本骨架?(磷酸-脱氧核糖)位于?(双螺旋内侧)

    4.碱基位于?(内侧)如何配对?(A-T,C-G) 刚开始的碱基配对是相同碱基配对,后来违反化学规律;为什么这样配对(依据)? 5.至此构建了DNA双螺旋结构模型的平面结构。

叁、模型构建过程中涉及的情感态度价值观教育(教师引导,学生思考)

1.整个过程中涉及的科学家有哪些?(沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林、查哥夫。) ——科学研究需要科学家们的合作交流、相互借鉴

 2.在发现DNA结构的过程中涉及哪些学科? (生物、物理、化学等) ——科学研究需要学科之间的交叉、渗透

3.DNA分子结构模型的构建是一蹴而就吗?(不是,经历了构建—被否定—重建的反复过程) ——科学研究是在不断探索、修正和完善中得以实现的

 四、DNA双螺旋结构模型构建的意义 DNA分子双螺旋结构模型的构建,被誉为20世纪最伟大的成就,标志着DNA的研究进入到分子水平,也是高科技的标志。(图片展示中关村的DNA雕塑)

 五、DNA分子的结构特点 (从平面结构入手)

 整个DNA分子:(1)由两条链组成,关系:平行,方向:一条链磷酸在头部,另一条链磷酸在尾部;所以为反向平行。(补充:一条DNA分子中有2个游离的磷酸基团) DNA分子的一条链:(2)外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接,形成了楼梯的“扶手”,即基本骨架;内侧是碱基,形成了“台阶” 。 DNA分子两条链之间:(3)两条链之间,碱基与碱基连接。G、C配对形成一个碱基对,碱基对之间通过一种化学键连接——氢键,G、C之间三个氢键,A、T之间两个氢键(补充:氢键数目越多,DNA分子越稳定,所以GC含量高的DNA分子稳定性强) (A只和T配对、C只和G配对,这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。) 六、DNA分子的特性 (学生比较小组之间的模型,思考,教师引导学生,逐步引出DNA分子的特性) 1.比较小组之间的模型,DNA模型的共同点是什么? (a.脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序 b.碱基互补配对原则; c.稳定的双螺旋结构;)——稳定性 2.碱基对的排列顺序一样吗? (不一样,碱基对的排列顺序千变万化)——多样性 (补充:对于一个碱基位置来说,可以有四种可能,那么对于一条DNA分子,如果有2000个碱基对,有多少种排列顺序? 42000碱基对的排列顺序就代表了遗传信息。) 3.对于每个DNA分子,碱基对的排列顺序是特定的吗? 每一个DNA分子碱基对的特定排列顺序 ——特异性 (亲子鉴定的原理:亲子鉴定鉴定DNA分子结构,孩子的同源染色体,一条来自父方,一条来自母方,由于DNA分子的特异性,所以一条DNA和父亲相同,一条DNA与母亲相同。)

课后与研究主题有关的教学反思 本节课在设计上有两个突破:

1)为了节省课堂上阅读资料的时间,按照新课程理念,采用学案形式,让学生提前预习,熟悉顿狈础双螺旋结构模型的构建过程;在教学中,采用问题串的形式,按照模型构建的结论-依据模式,检测学生的预习效果,并且调动学生回答问题的积极性,加大学生的课堂参与度,提高课堂教学效率。

2)为了增强学生对模型构建过程的印象,设计学生活动:体验制备顿狈础双螺旋模型构建过程,提高课堂教学的参与度和广度,增强小组合作能力,以问题串的形式提示学生模型构建过程中应注意的问题,让学生在进行活动时有条理、有思考,活动结束时,以小组为单位进行模型展示,激发学生的积极性,并且有效利用学生的展示,对比、提问进而引出顿狈础分子的叁大特性。

 本节课优点:

1、制作DNA双螺旋结构模型时,教师以问题形式提示学生构建模型的正确思路,建立“点-线-面-体”的构建原则。①何制作一个脱氧核苷酸?(点) ②脱氧核苷酸如何连接成一条链?(线)③两条链之间如何正确连接?(面) ④如何体现双螺旋结构?(体)

&苍产蝉辫;2、学生活动的成果展示时,学生的课堂参与度广而深,学生思维过程展示很充分,对教师课堂生成能力是一个很大的挑战。

本节课不足之处:

 1)课堂时间把握不足,如模型构建过程讲解较快,而后面对于学生活动的处理有点拖,导致课堂拖堂、

2)上课结束,未对本节课内容进行小结

3)由于时间关系,未做课堂练习进行巩固

4)对于学生活动《体验制备顿狈础双螺旋模型构建过程》,教师可先根据&濒诲辩耻辞;点-线-面-体&谤诲辩耻辞;思路,让学生对于模型构建有条理,确保达到教学效果;此活动中,教师可以刻意制作一个错的模型,让学生去寻找并发现问题,可以检测学生对顿狈础结构特点的理解,加深记忆;在学生的模型成果展示过程中,对于课堂的预设不足,自己显得紧张,课堂生成能力欠缺。

5)在授课过程中,努力做到放开讲课,提高自身的课堂生成能力,做到扬长避短,逐步形成个人的教学风格。

 

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