第一篇：DNA分子標(biāo)記及其優(yōu)缺點(diǎn)

DNA分子標(biāo)記種類及相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)

摘要： 對(duì)RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR 等常用的DNA 分子標(biāo)記技術(shù)以及其他幾種新興的標(biāo)記技術(shù)(SNP、EST 等)的原理、特點(diǎn)進(jìn)行了綜述,并對(duì)各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：DNA分子標(biāo)記

優(yōu)缺點(diǎn)

分子標(biāo)記是繼形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞標(biāo)記和生化標(biāo)記之后發(fā)展起來(lái)的一種較為理想的遺傳標(biāo)記形式,它以蛋白質(zhì)、核酸分子的突變?yōu)榛A(chǔ),檢測(cè)生物遺傳結(jié)構(gòu)與其變異。分子標(biāo)記技術(shù)從本質(zhì)上講,都是以檢測(cè)生物個(gè)體在基因或基因型上所產(chǎn)生的變異來(lái)反映生物個(gè)體之間的差異。每一種分子標(biāo)記都有其自身的特點(diǎn)和特定的應(yīng)用范圍,但就一般意義而言,DNA 分子標(biāo)記與形態(tài)標(biāo)記和生化標(biāo)記等相比,具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn): ①不受組織類別、發(fā)育階段等影響。植株的任何組織在任何發(fā)育時(shí)期均可用于分析。②不受環(huán)境影響。因?yàn)榄h(huán)境只影響基因表達(dá)(轉(zhuǎn)錄與翻譯),而不改變基因結(jié)構(gòu)即DNA 的核苷酸序列。③標(biāo)記數(shù)量多,遍及整個(gè)基因組。④多態(tài)性高,自然存在許多等位變異。⑤有許多標(biāo)記表現(xiàn)為共顯性,能夠鑒別純合基因型和雜合基因型, 提供完整的遺傳信息。⑥D(zhuǎn)NA 分子標(biāo)記技術(shù)簡(jiǎn)單、快速、易于自動(dòng)化。⑦提取的DNA 樣品,在適宜條件下可長(zhǎng)期保存,這對(duì)于進(jìn)行追溯性或仲裁性鑒定非常有利。因此,DNA 分子標(biāo)記可以彌補(bǔ)和克服在形態(tài)學(xué)鑒定及同工酶、蛋白電泳鑒定中的許多缺陷和難題,因而在品種鑒定方面展示了廣闊的應(yīng)用前景。

1.1 第1 代分子標(biāo)記

1.1.1 RFLP 標(biāo)記技術(shù)。1980 年Botesin提出的限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(Restriction fragment length polymorphisms ,RFLP)可以作為遺傳標(biāo)記,開(kāi)創(chuàng)了直接應(yīng)用DNA 多態(tài)性的新階段,是最早應(yīng)用的分子標(biāo)記技術(shù)。RFLP 是檢測(cè)DNA 在限制性內(nèi)切酶酶切后形成的特定DNA 片段的大小,反映DNA 分子上不同酶切位點(diǎn)的分布情況,因此DNA 序列上的微小變化,甚至1 個(gè)核苷酸的變化,也能引起限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)的丟失或產(chǎn)生, 導(dǎo)致酶切片段長(zhǎng)度的變化。

優(yōu)點(diǎn)：RFLP 標(biāo)記的等位基因具有共顯性的特點(diǎn),結(jié)果穩(wěn)定可靠,重復(fù)性好,特別適應(yīng)于構(gòu)建遺傳連鎖圖。

缺點(diǎn)：在進(jìn)行RFLP 分析時(shí),需要該位點(diǎn)的DNA片段做探針,用放射性同位素及核酸雜交技術(shù),既不安全又不易自動(dòng)化。另外,RFLP 對(duì)DNA 多態(tài)性檢出的靈敏度不高,RFLP 連鎖圖上還有很多大的空間區(qū)。

1.1.2 RAPD 標(biāo)記技術(shù)。為了克服RFLP 技術(shù)上的缺點(diǎn),Williams等于1990 年建立了隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)DNA(Randomamplified polymorphic DNA ,RAPD)技術(shù),由于其獨(dú)特的檢測(cè)DNA 多態(tài)性的方式使得RAPD 技術(shù)很快 滲透于基因研究的各個(gè)領(lǐng)域。RAPD 是建立于PCR 基礎(chǔ)之上的分子標(biāo)記技術(shù),基本原理是利用一個(gè)隨機(jī)引物(8～10 個(gè)堿基)通過(guò)PCR 反應(yīng)非定點(diǎn)地?cái)U(kuò)增DNA 片段,然后用凝膠電泳分離擴(kuò)增片段來(lái)進(jìn)行DNA 多態(tài)性研究。對(duì)任一特定引物而言,它在基因組DNA 序列上有其特定的結(jié)合位點(diǎn),一旦基因組在這些區(qū)域發(fā)生DNA 片段插入、缺失或堿基突變,就可能導(dǎo)致這些特定結(jié)合位點(diǎn)的分布發(fā)生變化,從而導(dǎo)致擴(kuò)增產(chǎn)物的數(shù)量和大小發(fā)生改變,表現(xiàn)出多態(tài)性。

優(yōu)點(diǎn)：與RFLP 相比,RAPD 技術(shù)簡(jiǎn)單,檢測(cè)速度快,DNA 用量少,實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單,不需DNA 探針,設(shè)計(jì)引物也不需要預(yù)先克隆標(biāo)記或進(jìn)行序列分析,不依賴于種屬特異性和基因組的結(jié)構(gòu),合成一套引物可以用于不同生物基因組分析,用一個(gè)引物就可擴(kuò)增出許多片段,而且不需要同位素,安全性好。

缺點(diǎn)：當(dāng)然,RAPD 技術(shù)受許多因素影響,實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性差,首先是顯性遺傳,不能識(shí)別雜合子位點(diǎn),這使得遺傳分析相對(duì)復(fù)雜 ,在基因定位、作連鎖遺傳圖時(shí),會(huì)因顯性遮蓋作用而使計(jì)算位點(diǎn)間遺傳距離的準(zhǔn)確性屬特異性和基因組的結(jié)構(gòu),合成一套引物可以用于不同生物基因組分析,用一個(gè)引物就可擴(kuò)增出許多片段,而且不需要同位素,安全性好。當(dāng)然,RAPD 技術(shù)受許多因素影響,實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和重復(fù)性差,首先是顯性遺傳,不能識(shí)別雜合子位點(diǎn),這使得遺傳分析相對(duì)復(fù)雜 ,在基因定位、作連鎖遺傳圖時(shí),會(huì)因顯性遮蓋作用而使計(jì)算位點(diǎn)間遺傳距離的準(zhǔn)確性下降;其次,RAPD 對(duì)反應(yīng)條件相當(dāng)敏感,包括模板濃度、Mg2 +濃度,所以實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性差。

1.1.3 AFLP 標(biāo)記技術(shù)。擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)技術(shù)(AFLP),又名限制片段選擇擴(kuò)增技術(shù)(Selective restriction fragment amplifi2cation ,SRFA),于1993 年由荷蘭KEYGENE 公司的Zabean 和Vos 等發(fā)明,并已申請(qǐng)專利。AFLP 是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種分子標(biāo)記技術(shù),它將基因組DNA 用成對(duì)的限制性內(nèi)切酶雙酶切后產(chǎn)生的片段用接頭(與酶切位點(diǎn)互補(bǔ))連接起來(lái),并通過(guò)5′端與接頭互補(bǔ)的半特異性引物擴(kuò)增得到大量DNA 片段,從而形成指紋圖譜的分子標(biāo)記技術(shù)。AFLP 指紋呈孟德?tīng)柺焦诧@性和顯隱性遺傳。

優(yōu)點(diǎn)：它兼具RAPD 與RFLP 的優(yōu)點(diǎn),有較高的穩(wěn)定性,用少量的選擇性引物能在較短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到大量位點(diǎn),并且每對(duì)引物所檢測(cè)到的多個(gè)位點(diǎn)都或多或少地隨機(jī)分布在多條染色體上,各染色體上AFLP 標(biāo)記的數(shù)目與染色體長(zhǎng)度呈正相關(guān)(r = 0.501),而一對(duì)引物獲得的標(biāo)記涉及的染色體數(shù)與標(biāo)記數(shù)呈正相關(guān)(r = 0.826)。因此,通過(guò)少量效率高的引物組合,可獲得覆蓋整個(gè)基因組的AFLP 標(biāo)記。目前,AFLP 作為一種高效的指紋技術(shù),已在遺傳育種研究中發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。

缺點(diǎn)：不過(guò)也有研究認(rèn)為,AFLP 對(duì)基因組純度和反應(yīng)條件要求較高,另外用于遺傳作圖時(shí),少數(shù)的標(biāo)記與圖譜緊密度有出入。此外, 在RAPD 和RFLP 技術(shù)基礎(chǔ)上建立了SCAR(Sequence characterize damplified regions ,序列特異性擴(kuò)增區(qū)域)、CAPS(Cleaved ampli2fied polymorphic sequence ,酶切擴(kuò)增多態(tài)序列)和DAF(DNA am2plified fingerprints ,DNA 擴(kuò)增指紋)等標(biāo)記技術(shù)。這些技術(shù)的出現(xiàn),進(jìn)一步豐富、完善了第1 代分子標(biāo)記技術(shù),增加了人們對(duì)DNA 多態(tài)性的研究手段。

1.2 第2 代分子標(biāo)記 1.2.1 SSR 標(biāo)記技術(shù)。在真核生物基因組中存在許多非編碼的重復(fù)序列,如重復(fù)單位長(zhǎng)度在15～65 個(gè)核苷酸的小衛(wèi)星DNA(Minisatellite DNA),重復(fù)單位長(zhǎng)度在2～6 個(gè)核苷酸的微衛(wèi)星DNA(Microsatellite DNA)。小衛(wèi)星和微衛(wèi)星DNA 分布于整個(gè)基因組的不同位點(diǎn)。由于重復(fù)單位的大小和序列不同以拷貝數(shù)不同,從而構(gòu)成豐富的長(zhǎng)度多態(tài)性。Moore 等于1991 年結(jié)合PCR 技術(shù)創(chuàng)立了SSR(Simple sequence repeat ,簡(jiǎn)單重復(fù)序列)標(biāo)記技術(shù)。SSR 也稱微衛(wèi)星DNA ,是一類由幾個(gè)(多為1～5 個(gè))堿基組成的基序串聯(lián)重復(fù)而成的DNA 序列,其中最常見(jiàn)的是雙核苷酸重復(fù),即(CA)n和(TG)n ,每個(gè)微衛(wèi)星DNA 的核心序列結(jié)構(gòu)相同,重復(fù)單位數(shù)目10～60 個(gè),其高度多態(tài)性主要來(lái)源于串聯(lián)數(shù)目的不同。不同遺傳材料重復(fù)次數(shù)不同,導(dǎo)致了SSR 長(zhǎng)度的高度變異性,這一變異性正是SSR 標(biāo)記產(chǎn)生的基礎(chǔ)。SSR 標(biāo)記的基本原理:根據(jù)微衛(wèi)星重復(fù)序列兩端的特定短序列設(shè)計(jì)引物,通過(guò)PCR 反應(yīng)擴(kuò)增微衛(wèi)星片段。由于核心序列重復(fù)數(shù)目不同,因而擴(kuò)增出不同長(zhǎng)度的PCR 產(chǎn)物,這是檢測(cè)DNA 多態(tài)性的一種有效方法。微衛(wèi)星序列在群體中通常具有很高的多態(tài)性,而且一般為共顯性,因此是一類很好的分子標(biāo)記。目前已利用微衛(wèi)星標(biāo)記構(gòu)建了人類、小鼠、大鼠、水稻、小麥、玉米等物種的染色體遺傳圖譜。

優(yōu)點(diǎn)：這些微衛(wèi)星標(biāo)記已被廣泛應(yīng)用于基因定位及克隆、疾病診斷、親緣分析或品種鑒定、農(nóng)作物育種、進(jìn)化研究等領(lǐng)域。此外,SSR 標(biāo)記不僅能夠鑒定純合體和雜合體,而且結(jié)果更加可靠,方法簡(jiǎn)單,省時(shí)省力。

1.2.2 ISSR 標(biāo)記技術(shù)。ISSR 即內(nèi)部簡(jiǎn)單重復(fù)序列,是一種新興的分子標(biāo)記技術(shù)。1994 年Zietkiewicz 等對(duì)SSR 技術(shù)進(jìn)行了發(fā)展,建立了加錨微衛(wèi)星寡核苷酸(Anchored microsatellite oligo nucleotides)技術(shù)。他們用加錨定的微衛(wèi)星寡核苷酸作引物,即在SSR 的5′端或3′端加上2～ 4 個(gè)隨機(jī)選擇的核苷酸,這可引起特定位點(diǎn)退火,從而導(dǎo)致與錨定引物互補(bǔ)的間隔不太大的重復(fù)序列間的基因組節(jié)段進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。這類標(biāo)記又被稱為ISSR(Inter2simple sequence repeat)、ASSR(Anchored simple sequence repeats)或AMP2PCR。在所用的兩翼引物中,可以一個(gè)是ASSR 引物,另一個(gè)是隨機(jī)引物。如果一個(gè)是5′端加錨的ASSR 引物,另一個(gè)是隨機(jī)引物,則被稱為RAMP 技術(shù)[19]。用于ISSR2PCR 擴(kuò)增的引物通常為16～18 個(gè)堿基序列,由1～4 個(gè)堿基組成的串聯(lián)重復(fù)和幾個(gè)非重復(fù)的錨定堿基組成,從而保證了引物與基因組DNA 中SSR 的5′或3′末端結(jié)合,通過(guò)PCR 反應(yīng)擴(kuò)增SSR 之間的DNA 片段。

優(yōu)點(diǎn)：SSR 在真核生物中的分布是非常普遍的,并且進(jìn)化變異速度非常快,因而錨定引物的ISSR2PCR 可以檢測(cè)基因組許多位點(diǎn)的差異。與SSR2PCR 相比,用于ISSR2PCR 的引物不需要預(yù)先的DNA 測(cè)序,也正因如此,有些ISSR 引物可能在特定基因組DNA 中沒(méi)有配對(duì)區(qū)域而無(wú)擴(kuò)增產(chǎn)物,通常為顯性標(biāo)記,呈孟德?tīng)柺竭z傳,且具有很好的穩(wěn)定性和多態(tài)性。

1.3 第3 代分子標(biāo)記

1.3.1 SNP 標(biāo)記技術(shù)。單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphism ,SNP)被稱為第3 代DNA 分子標(biāo)記,是指同一位點(diǎn)的不同等位基因之間個(gè)別核苷酸的差異,這種差異包括單個(gè)堿基的缺失或插入,更常見(jiàn)的是單個(gè)核苷酸的替換,且常發(fā)生在嘌呤堿基(A 與G)和嘧啶堿基(C 與T)之間。SNP 標(biāo)記可幫助區(qū)分兩個(gè)個(gè)體遺傳物質(zhì)的差異,被認(rèn)為是應(yīng)用前景最好的遺傳標(biāo)記。目前,已有2 000 多個(gè)標(biāo)記定位于人類染色體上,在擬南芥上也已發(fā)展出236 個(gè)SNP 標(biāo)記。在這些SNP 標(biāo)記中大約有30 %包含限制性位點(diǎn)的多態(tài)性。

優(yōu)點(diǎn)：檢測(cè)SNP 的最佳方法是DNA 芯片技術(shù),最新報(bào)道的微芯片電泳(Microchip electrophoresis),可以高速度地檢測(cè)臨床樣品的SNP ,它比毛細(xì)管電泳和板電泳的速度可分別提高10 和50倍。SNP 與第1 代的RFLP 及第2 代的SSR 標(biāo)記的不同有2 個(gè)方面:其一,SNP 不再以DNA 片段的長(zhǎng)度變化作為檢測(cè)手段,而直接以序列變異作為標(biāo)記;其二,SNP 標(biāo)記分析完全摒棄了經(jīng)典的凝膠電泳,代之以最新的DNA 芯片技術(shù)。

1.3.2 EST 標(biāo)記技術(shù)。表達(dá)序列標(biāo)簽(Expressed sequence Tag , EST)是美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health ,NIH)的生物學(xué)家Venter 于1991 年提出的。隨著人類基因組計(jì)劃的開(kāi)展,EST 技術(shù)首先被廣泛應(yīng)用于尋找人類新基因,繪制人類基因組圖譜,識(shí)別基因組序列編碼區(qū)等研究領(lǐng)域,之后又被廣泛應(yīng)用于植物基因組研究。EST 是指在來(lái)源于不同組織的cDNA 文庫(kù)中隨機(jī)挑選克隆、測(cè)序,得到部分cDNA 序列,一個(gè)EST對(duì)應(yīng)于某一種mRNA 的cDNA 克隆的一段序列,長(zhǎng)度一般為150～500 bp ,只含有基因編碼區(qū)域。

優(yōu)點(diǎn)：EST可代表生物體某種組織某一時(shí)間的一個(gè)表達(dá)基因,所以被稱之為“表達(dá)序列標(biāo)鑒”;而EST的數(shù)目則顯示出其代表的基因表達(dá)的拷貝數(shù),一個(gè)基因的表達(dá)次數(shù)越多,其相應(yīng)的cDNA 克隆越多,所以通過(guò)對(duì)cDNA 克隆的測(cè)序分析可以了解基因的表達(dá)豐度。目前構(gòu)建cDNA 文庫(kù)一般都使用試劑盒,方法成熟,而且飛速發(fā)展的DNA 測(cè)序技術(shù),也使得進(jìn)一步降低大規(guī)模DNA 序列測(cè)定成本成為可能。展望

DNA分子標(biāo)記技術(shù)的開(kāi)發(fā)雖然只有短短20 年左右的歷史,但已取得了巨大的進(jìn)展。分子標(biāo)記技術(shù)的廣泛應(yīng)用最重要的影響因素是成本與效益。隨著分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展, 它已接近程序化而變得易于實(shí)施。但在實(shí)踐中還有許多問(wèn)題急需解決，例如如何采用更易為育種家們接受的簡(jiǎn)便、實(shí)用的分子標(biāo)記(SSR、RAPD 等)來(lái)構(gòu)建新的連鎖圖,更多重要農(nóng)藝性狀基因的精細(xì)定位、檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)、分子標(biāo)記技術(shù)與常規(guī)育種經(jīng)驗(yàn)的結(jié)合等。我們相信,隨著這些問(wèn)題的圓滿解決,DNA分子標(biāo)記技術(shù)必然會(huì)有突破性的進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉光興.遺傳標(biāo)記技術(shù)在海洋橈足類生物多樣性和系統(tǒng)發(fā)生研究中的應(yīng)用[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào),2007 ,37(1):3357.[3] 劉華,賈繼增.指紋圖譜在作物品種鑒定中的應(yīng)用[J ].作物品種資源, 1997(2):4549.[7] 王志林,趙樹(shù)進(jìn),吳新榮.分子標(biāo)記技術(shù)及其進(jìn)展[J ].生命的化學(xué),2001 ,21(1):3976.[9] 趙淑清,武維華.DNA 分子標(biāo)記和基因定位[J ].-2.生物技術(shù)通報(bào),2000(6):1

第二篇：《DNA分子的結(jié)構(gòu)》說(shuō)課稿

《DNA分子的結(jié)構(gòu)》說(shuō)課稿

一、說(shuō)教材

《DNA分子的結(jié)構(gòu)》選自高中人教版生物必修2的第3章第2節(jié)。它在教材中起著承前啟后的作用，一方面，它是在講完DNA是主要的遺傳物質(zhì)這一內(nèi)容的基礎(chǔ)上完成的，通過(guò)它的學(xué)習(xí)可以加深學(xué)生對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生從結(jié)構(gòu)方面更加了解為什么DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)；另一方面，它又為后面基因的表達(dá)、生物的變異和進(jìn)化教學(xué)進(jìn)行了必要的知識(shí)鋪墊。所以說(shuō)《DNA分子結(jié)構(gòu)》是高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容之一。

二、說(shuō)教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)本教材的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容分析，結(jié)合著高二年級(jí)學(xué)生他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)及其心理特征，我制定了以下的教學(xué)目標(biāo)：

1、知識(shí)目標(biāo)：識(shí)記DNA分子的基本單位的化學(xué)組成；

理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

2、能力目標(biāo)：通過(guò)制作DNA平面結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力；

通過(guò)對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的觀察，提高學(xué)生的觀察能力、分析和理解能力。

3、情感目標(biāo)：通過(guò)DAN結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程的教學(xué)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到與人合作的在科學(xué)研究中的重要性，討論技術(shù)的進(jìn)步在探索遺傳物質(zhì)奧秘中的重要作用。

三、說(shuō)教學(xué)的重、難點(diǎn)

本著高二新課程標(biāo)準(zhǔn)，在吃透教材基礎(chǔ)上，我確定了以下的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1、教學(xué)重點(diǎn)：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

2、教學(xué)難點(diǎn)：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

四、說(shuō)教法

圍繞本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)，為了“全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”、“培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”“促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式”，我以計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)為手段，采用了觀察法、演示法、討論法、實(shí)踐法等多種教學(xué)方法，積極創(chuàng)設(shè)一個(gè)可以讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中，去主動(dòng)探求知識(shí)的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中，開(kāi)展師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，體現(xiàn)出以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的主動(dòng)探究式教學(xué)理念。

五、說(shuō)學(xué)法 在本節(jié)課中，學(xué)生將通過(guò)多種途徑，如：觀察、閱讀、思考、分析、討論、實(shí)踐等等，來(lái)開(kāi)展學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，形成以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。

六、教學(xué)過(guò)程

1、導(dǎo)入新課：

2004年3月4號(hào)，北大生命科學(xué)學(xué)院，為了迎接世界華人生物學(xué)家大會(huì)，特地向北京世紀(jì)盛典廣告公司訂制了一個(gè)題為“旋律”的DNA雕塑。但是本意為了紀(jì)念DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)50年，也就是大家現(xiàn)在所看到的以逆時(shí)針?lè)较蛳蛏闲D(zhuǎn)的右旋DNA分子，做成了左旋。北大就說(shuō)了，我要右旋，你左旋，不行，不給錢。這廣告公司也不樂(lè)意，我又沒(méi)有偷工減料，沒(méi)少花功夫，扣錢，沒(méi)門，就把北大告上了法庭。對(duì)錯(cuò)，自有法律公斷，但是我們從中可以看出，哪怕是從事與生物毫不相干的行業(yè)，對(duì)了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，也是必要的。那么，我們今天就一塊來(lái)了解一下DNA的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

2、講授新課：

（1）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

科學(xué)家是如何構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的？采用讀書指導(dǎo)法讓學(xué)生讀課文了解兩位科學(xué)家構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的故事。使學(xué)生了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出者、構(gòu)建依據(jù)、嘗試與構(gòu)建模型。（2）DNA分子結(jié)構(gòu)

DNA分子結(jié)構(gòu)如何？有何特點(diǎn)？教師首先播放動(dòng)畫展示DNA分子的立體結(jié)構(gòu)，然后手拿DNA教具模型，組織學(xué)生小組討論DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

①化學(xué)組成，通過(guò)學(xué)生自學(xué)和討論，老師講解，認(rèn)識(shí)四種脫氧核苷酸及脫氧核苷酸的構(gòu)成磷酸、脫氧核糖、堿基（ATGC）。

②平面結(jié)構(gòu)，每?jī)扇艘唤M提供一個(gè)五邊形/一個(gè)圓/一個(gè)長(zhǎng)方形的即時(shí)貼和一個(gè)紙板，組織學(xué)生動(dòng)手拼脫氧核苷酸，并用線段將它們連接，并給自己的脫氧核苷酸命名。在動(dòng)手過(guò)程中，讓學(xué)生理解化學(xué)鍵是如何連接的。

③DNA的空間結(jié)構(gòu)，DNA分子是由兩條鏈組成的，并按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列內(nèi)側(cè)；兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，并且是：A和T配對(duì)，G和C配對(duì)。

（3）制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)動(dòng)手制作讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步理解加深印象。

3、課堂小結(jié)，強(qiáng)化認(rèn)識(shí)。

通過(guò)對(duì)DNA雙螺旋模型的構(gòu)建、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，理解DNA分子構(gòu)成，重點(diǎn)掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

4、板書設(shè)計(jì)

DNA結(jié)構(gòu)的“五四三二一”

五種元素：C、H、O、N、P；

四種堿基：A、T、G、C，相應(yīng)的有四種脫氧核苷酸； 三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基； 兩條長(zhǎng)鏈：兩條反向平行的脫氧核酸鏈； 一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

結(jié)束

本著改變課堂教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式的思想，在教學(xué)過(guò)程中，我充分利用現(xiàn)代化多媒體技術(shù)，充分利用學(xué)校現(xiàn)有的資源，大膽的讓學(xué)生動(dòng)手，在熱切的觀察和熱烈的討論中，使學(xué)生主動(dòng)而輕松的掌握了DNA的基本結(jié)構(gòu)。整堂課，生動(dòng)活潑，學(xué)生由始至終處于一種興奮好奇的狀態(tài)，成功的實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。我的說(shuō)課完畢。謝謝大家。

第三篇：DNA分子的結(jié)構(gòu)的教案

“DNA分子的結(jié)構(gòu)”的教案

趙艷玲（江蘇省靖江高級(jí)中學(xué) 214500）

一、教學(xué)目標(biāo)

1． 知識(shí)方面：概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

2． 能力方面：制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型；進(jìn)行遺傳信息多樣性原因的探究

3． 情感態(tài)度和價(jià)值觀方面：認(rèn)同與人合作在科學(xué)研究中的重要性；體驗(yàn)科學(xué)探索不是一帆風(fēng)順的，需要鍥而不舍的精神

二、教學(xué)重點(diǎn)

1． DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 2． 制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

三、教學(xué)難點(diǎn)

DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

四、教學(xué)用具

DNA分子結(jié)構(gòu)模型組件、DNA分子的空間結(jié)構(gòu)模型

五、教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)探究、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)

新課標(biāo)理念下的高中生物教學(xué)要在“面向全體學(xué)生”的基礎(chǔ)上“提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”，采取多種教學(xué)形式，重視“探究性學(xué)習(xí)”，“注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”，使學(xué)生達(dá)成知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的協(xié)調(diào)一致。

基于這個(gè)理念，在設(shè)計(jì)這節(jié)課時(shí)，我并沒(méi)有按照教材中的順序：先介紹沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究歷程，再概述DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，最后讓學(xué)生動(dòng)手嘗試建構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，加深對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解。而是先讓學(xué)生依據(jù)4個(gè)科學(xué)研究資料，逐步探究如何構(gòu)建脫氧核苷酸、單鏈、平面雙鏈、立體空間結(jié)構(gòu)，從而一步一步地構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)探究構(gòu)建模型的過(guò)程，學(xué)生就會(huì)自然地了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，同時(shí)還體驗(yàn)了科學(xué)家的研究歷程，能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)家善于捕獲分析信息和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)及持之以恒的科研精神。然后以構(gòu)建好的DNA模型為依托，讓學(xué)生根據(jù)老師提出的問(wèn)題分析模型、主動(dòng)探究得出DNA結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)，再由學(xué)生總結(jié)出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。由于考慮到這個(gè)模型可以很好的解答遺傳信息多樣性，所以最后讓學(xué)生比較不同組構(gòu)建的DNA模型，分析探究得出DNA分子多樣性的原因。

七、教學(xué)過(guò)程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

教師展示沃森和克里克的圖片，提出問(wèn)題：同學(xué)們，你們知道這兩位科學(xué)家嗎？ 他們就是因研究DNA而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的沃森和克里克。今天就讓我們一起來(lái)重溫他們的研究過(guò)程，構(gòu)建DNA模型并探究DNA分子的結(jié)構(gòu)。

（二）模型建構(gòu)，探究新知 1．模型建構(gòu)

教師展示【資料1】：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNA分子的單位是，且每個(gè)脫氧核苷酸是由、、構(gòu)成的。（空白處請(qǐng)同學(xué)們回憶已學(xué)知識(shí)回答）

提出問(wèn)題：依據(jù)這則資料，你能試著構(gòu)建出脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)模型嗎？請(qǐng)同學(xué)們從模型

六、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 盒中拿出一個(gè)白色小球（代表磷酸）、一個(gè)藍(lán)色的小球（代表脫氧核糖）、一個(gè)帶凹凸的圓柱（代表堿基）、一個(gè)粗棒和一個(gè)細(xì)棒（代表化學(xué)鍵），試著構(gòu)建一個(gè)脫氧核苷酸模型。構(gòu)建好一個(gè)的同學(xué)，請(qǐng)用同樣的方法多構(gòu)建幾個(gè)。

【模型建構(gòu)1】：脫氧核苷酸

請(qǐng)一位同學(xué)到黑板上畫出你所構(gòu)建的脫氧核苷酸模型的示意圖，教師糾正。教師展示【資料2】：DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈構(gòu)成的。

提出問(wèn)題：一個(gè)個(gè)脫氧核苷酸怎么連接成長(zhǎng)鏈呢？請(qǐng)同學(xué)們兩人一組，利用剛才完成的脫氧核苷酸模型，試著構(gòu)建脫氧核苷酸鏈。

【模型建構(gòu)2】:脫氧核苷酸鏈

學(xué)生代表展示成果，教師點(diǎn)評(píng)，課件展示正確的連接方法。

教師展示【資料3】：奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量，鳥(niǎo)嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。

提出問(wèn)題：分析剛才所建構(gòu)的模型是否符合這一科學(xué)事實(shí)，討論應(yīng)構(gòu)建怎樣的模型才能在任何情況下都符合這樣的科學(xué)事實(shí)？

學(xué)生邊討論邊動(dòng)手構(gòu)建 【模型建構(gòu)3】:DNA雙鏈

請(qǐng)一位學(xué)生展示并說(shuō)明如此構(gòu)建的原因，教師點(diǎn)評(píng)。

提出問(wèn)題：模型構(gòu)建得正確與否關(guān)鍵要看是否與DNA原型一致。DNA原型是怎樣的呢？ 教師展示【資料4】：1951年，英國(guó)科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜。

提出問(wèn)題：科學(xué)家從圖譜中推算出DNA應(yīng)呈螺旋結(jié)構(gòu)，你們的模型符合嗎？應(yīng)如何修改體現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)呢？（在平面雙鏈的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)即可）

【模型建構(gòu)4】:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

教師請(qǐng)完成得好的同學(xué)展示他們的模型，給予肯定和鼓勵(lì)。讓學(xué)生體會(huì)成功的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)生自主探究的主動(dòng)性，增強(qiáng)成功信心。教師隨后展示現(xiàn)成的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生通過(guò)觀察和對(duì)比，對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)形成更加感性的認(rèn)識(shí)。2．模型分析

分析1：請(qǐng)同學(xué)們觀察DNA分子結(jié)構(gòu)模型，討論以下問(wèn)題：（投影顯示下列問(wèn)題）（1）DNA分子中，外側(cè)由什么連接而成？?jī)?nèi)側(cè)是什么？（2）兩條鏈之間堿基的連接有什么規(guī)律？（3）構(gòu)成DNA的兩條鏈有怎樣的關(guān)系？

學(xué)生分析模型，得出答案并說(shuō)明如何從模型中得出答案的。學(xué)生回答，教師點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充。

問(wèn)題（1）中很容易出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，從模型中同學(xué)們很容易認(rèn)為排列在外側(cè)的是磷酸，教師應(yīng)給予引導(dǎo)：磷酸是和磷酸直接相連的嗎？學(xué)生觀察后就會(huì)得出：磷酸和脫氧核糖相連。從而得出正確答案。

問(wèn)題（3）中反向這個(gè)關(guān)系學(xué)生不容易得出，教師可以讓學(xué)生通過(guò)角色扮演來(lái)尋找答案：請(qǐng)兩列同學(xué)起立擺出左手握拳，右手平伸的姿勢(shì)（左手握拳代表磷酸，右手代表堿基，軀干代表脫氧核糖），一個(gè)人可以代表一個(gè)脫氧核苷酸，一列同學(xué)就一條脫氧核苷酸鏈，請(qǐng)一列同學(xué)不動(dòng)，另一列同學(xué)與之進(jìn)行堿基配對(duì)（這列同學(xué)只能轉(zhuǎn)身完成配對(duì)）。這個(gè)角色扮演更直觀地反映了兩條鏈反向的關(guān)系，學(xué)生印象會(huì)更深刻，效果更好。

通過(guò)上述分析，學(xué)生不難歸納出DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)：（學(xué)生回答）（1）DNA分子是有 條鏈組成，盤旋成 結(jié)構(gòu)。

（2）交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架； 排列在內(nèi)側(cè)。（3）堿基通過(guò) 連接成堿基對(duì)，并遵循 原則。

分析2：請(qǐng)同學(xué)們比較不同組學(xué)生構(gòu)建的DNA模型，分析不同組的DNA模型有什么不同？（學(xué)生回答：堿基對(duì)排列順序不同）教師總結(jié)補(bǔ)充。

請(qǐng)四位同學(xué)將各自組的堿基對(duì)排列順序?qū)懺诤诎迳?，其他組同學(xué)寫在紙上。學(xué)生通過(guò)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)堿基對(duì)排列順序確實(shí)不同。

接著讓學(xué)生先比較各組的第一個(gè)堿基對(duì)，試分析第一個(gè)堿基對(duì)的可能情況。

進(jìn)一步提出問(wèn)題：第二個(gè)堿基對(duì)呢？若這兩個(gè)堿基對(duì)連起來(lái)呢，共有幾種排列方式呢？ 從而讓學(xué)生根據(jù)上述問(wèn)題，探究堿基對(duì)數(shù)量（n）和堿基對(duì)排列方式的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型。

引導(dǎo)學(xué)生思考：DNA作為主要的遺傳物質(zhì)，其遺傳信息蘊(yùn)藏在哪兒? 教師總結(jié)：通過(guò)以上分析可知，堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的，堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性。

（三）課堂小結(jié) 與學(xué)生共同回憶我們的探索之路，談?wù)勌骄堪l(fā)現(xiàn)的體會(huì)并回顧本課知識(shí)，完成拓展訓(xùn)練。思考如何以本節(jié)課構(gòu)建的模型為基礎(chǔ)，形成2個(gè)完全相同的DNA分子（即DNA分子是如何完成復(fù)制的）。

八、板書設(shè)計(jì)

DNA分子的結(jié)構(gòu)

一、模型建構(gòu)

二、模型分析

1．DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2．DNA的多樣性

九、教學(xué)反思

1．在教學(xué)中將DNA結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)分解，以“基本單位—單鏈—平面雙鏈—立體空間結(jié)構(gòu)”逐步深入，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生理解脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)。

2．本節(jié)課將DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)這個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)大膽地改為探究型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能跟隨教師提供的資料，主動(dòng)參與探究過(guò)程，由被動(dòng)的接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)的探究知識(shí)、獲取知識(shí)。在探究中學(xué)生能自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)和分析解決問(wèn)題的能力。

3．DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)完成后，有關(guān)DNA 分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)都由學(xué)生分析討論得出，這使學(xué)生觀察模型、分析模型得出理性認(rèn)識(shí)的能力得到了很好的鍛煉。最后，本節(jié)課將后面的堿基對(duì)序列的探究整合提到了這里，由于更直觀教學(xué)效果更好。

4．在整節(jié)課中，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，盡量留給學(xué)生更多的空間，更多的展示自己的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在充滿情感的、和諧的課堂氛圍中，在老師和同學(xué)的鼓勵(lì)和欣賞中認(rèn)識(shí)自我、找到自信，體驗(yàn)成功的樂(lè)趣，樹(shù)立學(xué)好生物和進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的信心。

（四）作業(yè)布置

第四篇：《DNA分子的結(jié)構(gòu)》教案

《DNA分子的結(jié)構(gòu)》教案

【教學(xué)目標(biāo)】

知識(shí)目標(biāo)

識(shí)記DNA分子的基本單位的化學(xué)組成；理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。能力目標(biāo)

通過(guò)制作DNA平面結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力；通過(guò)對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的觀察，提高學(xué)生的觀察能力、分析和理解能力。德育目標(biāo)

通過(guò)DAN結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程的教學(xué)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到與人合作的在科學(xué)研究中的重要性，討論技術(shù)的進(jìn)步在探索遺傳物質(zhì)奧秘中的重要作用。

【教學(xué)重點(diǎn)】

DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

【教學(xué)難點(diǎn)】

DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

【課前準(zhǔn)備】

DNA分子結(jié)構(gòu)模型、若干套（一個(gè)五邊形/一個(gè)圓/一個(gè)長(zhǎng)方形的即時(shí)貼和一個(gè)紙板）、制作DNA模型的材料

【課時(shí)安排】1課時(shí) 【教學(xué)過(guò)程】 第一課時(shí)

一、情境創(chuàng)設(shè)

2004年3月4號(hào)，北大生命科學(xué)學(xué)院，為了迎接世界華人生物學(xué)家大會(huì)，特地向北京世紀(jì)盛典廣告公司訂制了一個(gè)題為“旋律”的DNA雕塑。但是本意為了紀(jì)念DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)50年，也就是大家現(xiàn)在所看到的以逆時(shí)針?lè)较蛳蛏闲D(zhuǎn)的右旋DNA分子，做成了左旋。北大就說(shuō)了，我要右旋，你左旋，不行，不給錢。這廣告公司也不樂(lè)意，我又沒(méi)有偷工減料，沒(méi)少花功夫，扣錢，沒(méi)門，就把北大告上了法庭。對(duì)錯(cuò)，自有法律公斷，但是我們從中可以看出，哪怕是從事與生物毫不相干的行業(yè)，對(duì)了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，也是必要的。那么，我們今天就一塊來(lái)了解一下DNA的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

二、師生互動(dòng)

（1）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

科學(xué)家是如何構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的？提出問(wèn)題以后，采用讀書指導(dǎo)法讓學(xué)生讀課文了解兩位科學(xué)家構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的故事。使學(xué)生了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出者、構(gòu)建依據(jù)、嘗試與構(gòu)建模型。通過(guò)學(xué)生討論，教師指導(dǎo)的出結(jié)論。

結(jié)論:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克提出的。（2）DNA分子結(jié)構(gòu)

DNA分子結(jié)構(gòu)如何？有何特點(diǎn)？教師首先播放動(dòng)畫展示DNA分子的立體結(jié)構(gòu)，然后手拿DNA教具模型，組織學(xué)生小組討論DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

①化學(xué)組成，通過(guò)學(xué)生自學(xué)和討論，老師講解，認(rèn)識(shí)四種脫氧核苷酸及脫氧核苷酸的構(gòu)成磷酸、脫氧核糖、堿基（ATGC）。

②平面結(jié)構(gòu)，每?jī)扇艘唤M提供一個(gè)五邊形/一個(gè)圓/一個(gè)長(zhǎng)方形的即時(shí)貼和一個(gè)紙板，組織學(xué)生動(dòng)手拼脫氧核苷酸，并用線段將它們連接，并給自己的脫氧核苷酸命名。在動(dòng)手過(guò)程中，讓學(xué)生理解化學(xué)鍵是如何連接的。

③DNA的空間結(jié)構(gòu)，DNA分子是由兩條鏈組成的，并按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列內(nèi)側(cè)；兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)，并且是：A和T配對(duì)，G和C配對(duì)。

（3）制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，明確實(shí)驗(yàn)的的原理、目的要求。通過(guò)動(dòng)手制作讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步理解加深印象。

三、板書設(shè)計(jì)

DNA結(jié)構(gòu)的“五四三二一”

五種元素：C、H、O、N、P；

四種堿基：A、T、G、C，相應(yīng)的有四種脫氧核苷酸； 三種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基； 兩條長(zhǎng)鏈：兩條反向平行的脫氧核酸鏈； 一種螺旋：規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

四、課堂總結(jié)及布置作業(yè)

通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們要掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)及主要的特點(diǎn)。

完成課本P51 頁(yè)的作業(yè)

第五篇：DNA分子的結(jié)構(gòu)說(shuō)課稿[定稿]

一、教材分析

本節(jié)內(nèi)容在教材中起著承前啟后的作用，是高中生物課程重要內(nèi)容之一。一方面，本節(jié)內(nèi)容是前一節(jié)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》的深化和拓展，使學(xué)生從分子水平上進(jìn)一步認(rèn)識(shí)基因的本質(zhì)；另一方面，此節(jié)課又為后面DNA的復(fù)制、基因的表達(dá)、生物的變異等內(nèi)容的學(xué)習(xí)進(jìn)行了必要的知識(shí)鋪墊。

本節(jié)內(nèi)容在知識(shí)方面并不難，也不多，如何挖掘教材內(nèi)涵促進(jìn)學(xué)生能力提高和態(tài)度培養(yǎng)是本節(jié)課的關(guān)鍵。與原教材比較，新教材最大的變化是：沒(méi)有直接講述DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而是首先采取講故事的形式，以沃森、克里克的研究歷程為主線，逐步呈現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點(diǎn)。這樣使學(xué)生不僅能自然的了解到DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，還能感悟科學(xué)家鍥而不舍的科學(xué)精神，從而在情感方面得到啟示。

二、學(xué)情分析

學(xué)生在高一學(xué)過(guò)DNA的相關(guān)知識(shí)，對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)有一定的了解，但學(xué)生只是停留在表淺的記憶中，對(duì)于DNA的構(gòu)建原理、構(gòu)建歷史、空間結(jié)構(gòu)并不是很清楚。因此，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí)，拓展學(xué)生知識(shí)是本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)。

三、教學(xué)目標(biāo)：

（1）知識(shí)與技能：

1．識(shí)記構(gòu)成DNA分子的基本組成單位

2．了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程

3．概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

（2）過(guò)程與方法：

1．通過(guò)學(xué)習(xí)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立的科學(xué)史，提高學(xué)生文字分析和閱讀理解能力；

2．通過(guò)學(xué)生參與制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步加深對(duì)DNA結(jié)構(gòu)分子模型的理解。

（3）情感態(tài)度價(jià)值觀：

1．通過(guò)DNA結(jié)構(gòu)模型建立的科學(xué)史，認(rèn)同人類對(duì)事物的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過(guò)程；

2．通過(guò)學(xué)生主動(dòng)參與課堂，促進(jìn)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，勉勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中不斷進(jìn)取。

四．教學(xué)重難點(diǎn)：

重點(diǎn)：1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)；2.構(gòu)成DNA多樣性的原理；

難點(diǎn)： DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作

五．教學(xué)過(guò)程

1.新聞導(dǎo)入，引發(fā)思考

本課以新聞資料“美國(guó)軍方擊斃本·拉登”為材料，向?qū)W生提出問(wèn)題：本拉登的替身很多，為什么這一次美國(guó)軍方確定擊斃的是真生正的本·拉登？待學(xué)生們回答 “是通過(guò)DNA檢測(cè)得到”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出問(wèn)題：為什么DNA檢測(cè)能確定一個(gè)人的身份？繼而引出本課的教學(xué)內(nèi)容——DNA分子的結(jié)構(gòu)。

2．教材閱讀，逐層深入

引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材47頁(yè)-48頁(yè)，提出問(wèn)題：從知識(shí)層面，各位學(xué)生有什么收獲？從科學(xué)態(tài)度層面，各位學(xué)生有什么啟示？通過(guò)學(xué)生的閱讀，讓學(xué)生對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)有大致了解，并讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)發(fā)展和高中學(xué)習(xí)并不是一帆風(fēng)順，在學(xué)習(xí)的過(guò)程不可避免要受到失敗和挫折，但我們要像沃森和克里克那樣堅(jiān)持不懈，我們的學(xué)習(xí)一定會(huì)有豐富的收獲。

3．掛圖分析，認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)

將學(xué)生閱讀的收獲進(jìn)行整理，并結(jié)合掛圖總結(jié)出DNA分子的三個(gè)特點(diǎn)：①外側(cè)由磷酸和脫氧核糖交替連接，內(nèi)側(cè)由含氮堿基配對(duì)形成；②A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，構(gòu)成堿基配對(duì)原則；③進(jìn)一步分析脫氧核苷酸的排列特點(diǎn)，得出“DNA是由反向平行雙鏈構(gòu)成”的特點(diǎn)。

4．模型構(gòu)建，完善知識(shí)

首先分發(fā)DNA的各個(gè)組件，要求學(xué)生構(gòu)建DNA的基本單位——脫氧核苷酸，并對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的連結(jié)進(jìn)行指導(dǎo)，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本單位的認(rèn)識(shí)。接著展示DNA雙螺旋模型的部分結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建和完善。構(gòu)建的時(shí)候首先要求堿基符合堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，接著讓學(xué)生在半成品模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，進(jìn)一步完善DNA的模型。通過(guò)此過(guò)程，希望能充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，進(jìn)一步提高學(xué)生的動(dòng)手能力和分析能力，并讓學(xué)生體驗(yàn)成功的樂(lè)趣。

5．繼續(xù)探索，深化知識(shí)

邀請(qǐng)一位學(xué)生觀看DNA的模型，說(shuō)出兩條鏈的堿基排列順序，教師在學(xué)生的表達(dá)中在黑板上演示，在此基礎(chǔ)上教師改變其中一個(gè)堿基對(duì)的排列，讓學(xué)生思考：“現(xiàn)在的DNA與原先的DNA有沒(méi)有區(qū)別？”“針對(duì)同一個(gè)堿基對(duì)，如果改變其在兩條鏈的位置，他們之間有沒(méi)有區(qū)別？”在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生體悟到DNA的多樣性在于堿基對(duì)的排列順序，而并不是DNA的化學(xué)元素，也不是堿基對(duì)的排列特點(diǎn)。

6．首尾呼應(yīng)，承上啟下

又回到課初的問(wèn)題：“為什么美國(guó)軍方能判定是真正的本·拉登？”“美國(guó)軍方怎么知道本·拉登的DNA排列順序？”學(xué)生們回答：“可以通過(guò)其父親和兒子來(lái)判斷，因?yàn)槠涓赣H和兒子與他的DNA具有相似性”，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)設(shè)問(wèn)“為什么他們?nèi)叩腄NA具有相似性？”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下一節(jié)《DNA的復(fù)制》的學(xué)習(xí)。

7．課堂練習(xí)，繼續(xù)思考

要求學(xué)生完成第51頁(yè)的第一題，對(duì)于51頁(yè)其他的題目要求學(xué)生課后繼續(xù)完成。

六．教學(xué)反思

新課程四大理念是“面向全體學(xué)生、提高生物科學(xué)素養(yǎng)、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與生活的聯(lián)系”。對(duì)于DNA的空間結(jié)構(gòu)，與以往我們直接展示模型不同，我給每位同學(xué)分發(fā)DNA基本單位的組件，并讓學(xué)生上臺(tái)完成模型構(gòu)建，展示的只是DNA模型的半成品，希望讓學(xué)生來(lái)完成DNA的制作，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性和主動(dòng)性。制作的過(guò)程既是知識(shí)深化的過(guò)程，又是學(xué)生學(xué)習(xí)的成功體驗(yàn)過(guò)程。針對(duì)學(xué)生的具體情況，我增加“DNA多樣性”的內(nèi)容，此內(nèi)容既是DNA分子結(jié)構(gòu)的拓展，也讓學(xué)生理解到我們學(xué)習(xí)的知識(shí)沒(méi)有白學(xué)，在社會(huì)實(shí)踐中它有極其重要的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)該說(shuō)本課基本完成了預(yù)設(shè)的目標(biāo)。