3.2DNA的结构导学案-2024-2025学年高一下学期生物学人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦“DNA的结构”，核心内容包括DNA分子结构特点、双螺旋模型构建历程及碱基互补配对计算规律。通过问题探讨引导学生思考DNA链数与立体结构，结合课前预习的基础梳理（如构建者、基本单位等）和课堂探究的模型制作，搭建从基础认知到深度理解的学习支架。 特色在于融合科学史分析与探究实践，通过梳理沃森、克里克等科学家的研究贡献培养科学思维与态度责任，模型建构活动强化结构与功能观及动手能力。分层设计的预习、探究与检测环节，助力学生深化对DNA结构的理解，提升自主学习效率和生物学核心素养。

第三章 基因的本质 第2节 DNA的结构 导学案 班级： 姓名： 学号： __ 【一、学习目标】 知识与技能： 1.概述DNA分子结构的主要特点。 2.制作DNA双螺旋结构模型。 3.讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程，体验多学科合作与科学技术的发展在科学研究中的作用。 过程与方法： 1.通过制作DNA双螺旋结构模型，体验模型建构的方法，加深对DNA结构特点的理解。 2.通过分析科学史资料，学习科学家善于捕获信息、严谨推理的科学思维。 情感态度与价值观： 1.认同人类对事物的认识是不断深化、不断完善的过程。 2.认同技术的发展和学科间的交叉渗透对科学发展的推动作用。 【二、学习重难点】 重点：DNA分子结构的主要特点。 难点：DNA双螺旋结构模型构建的科学史分析；DNA分子中碱基数量的计算规律。 【三、课前预习·自主探究】 一、问题探讨（阅读课本P48“问题探讨”） 1.DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？___________________________________________________________________________________________________________________________________。 2.DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？________________________________________________________________________________________________________________。 二、基础梳理 1.DNA双螺旋结构模型的构建 （1）构建者：______________（美国）和______________（英国）。 （2）基础：______________（奥地利）提供的DNA________衍射图谱；______________（美国）对不同生物DNA的碱基组成分析得出的________原则。 （3）发表时间：________年。 2.DNA分子的结构 （1）基本组成单位：________________。一分子________、一分子________、一分子________。 （2）四种脱氧核苷酸：________________（A）、_______________（G）、________________（C）、________________（T）。 （3）平面结构：由________的脱氧核苷酸连接而成的________。 （4）空间结构：规则的________结构。 （5）结构特点： ①由________条链组成，________向平行盘旋成双螺旋结构。 ②________和________交替连接，排列在________侧，构成基本骨架；________排列在________侧。 ③两条链上的碱基通过________连接成________，且遵循________原则。即________与________配对，________与________配对。（A一定与________配对，G一定与________配对）。碱基之间的这种一一对应关系，叫作________原则。 3.碱基互补配对原则的相关计算规律（在双链DNA分子中） （1）A = ________, G = ________ ⇒ A + G = T + C 或 A + C = G + T ⇒ (A + G) / (T + C) = ________。 （2）链中两个不互补的碱基之和的比值，等于另一条链中这种比值的，也等于整个DNA分子中这种比值的________。即 (A1 + G1) / (T1 + C1) = ________ = (A + G) / (T + C)。 （3）链中两个互补的碱基之和的比值，与另一条链中这种比值以及整个DNA分子中这种比值都。即 (A1 + T1) / (G1 + C1) = ________ = (A + T) / (G + C)。 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：DNA双螺旋结构模型的构建历程 1.资料分析：阅读课本P48-49“思考·讨论”，分析下列科学家为DNA双螺旋结构模型的建立做出了哪些贡献？ （1）威尔金斯和富兰克林：_____________________________________________________________________________________________。 （2）查哥夫：_________________________________________________________________________________________________________。 （3）沃森和克里克：___________________________________________________________________________________________________。 2.讨论：从DNA双螺旋结构模型的构建历程中，你领悟到现代科学研究通常需要哪些方面的支持？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 探究二：DNA分子的结构特点 1.模型构建：请利用教师提供的材料（或画图），制作（或绘制）一个含有4种碱基、8个核苷酸的DNA分子双螺旋结构平面模型片段。请在模型中明确标出：脱氧核糖、磷酸、含氮碱基（A,T,G,C）、氢键、磷酸二酯键。 2.根据你构建的模型，回答以下问题： （1）DNA分子中的基本骨架是：_____________________________ （2）连接两个核苷酸之间的化学键是：________________________ （3）连接两条链之间碱基的化学键是：________________________ （4）碱基配对为什么必须是A与T配对，G与C配对？____________________________________________________________________ 探究三：碱基互补配对原则的应用 1.计算分析：在一个双链DNA分子中，碱基总数为a，腺嘌呤数为b。请回答： （1）鸟嘌呤的数量为：________________________。 （2）一条链中A + T的数量为c，则另一条链中A + T的数量为：________________________。 （3）若一条链中 (A + T) / (G + C) = m，则另一条链中 (A + T) / (G + C) = ________，整个DNA分子中 (A + T) / (G + C) = ________。 2.思考：不同生物的DNA分子中，(A + T) / (G + C) 的比值相同吗？这有什么意义？__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【五、课堂小结·知识体系】 （请用概念图的形式，构建本节的知识体系，核心应包括：DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构层次、结构特点、碱基计算规律） 【六、当堂检测·巩固提升】 一、选择题 1.下列关于DNA分子结构的叙述，正确的是（ ） A. DNA分子由两条方向相同的链盘旋而成 B. DNA分子中特定的碱基对排列顺序代表遗传信息 C. DNA分子基本骨架由磷酸和核糖交替连接而成 D. DNA分子中A+T的量一定等于G+C的量 2.某双链DNA分子中，鸟嘌呤占全部碱基的比例为28%，则腺嘌呤占全部碱基的比例为（ ） A. 28% B. 22% C. 44% D. 56% 二、填空题 1.DNA两条链上的碱基通过________连接成碱基对，并且遵循________原则。 2.沃森和克里克于________年提出了DNA分子的________结构模型。 三、简答题 下图是一段DNA空间结构和平面结构的示意图，据图回答下列问题： （1）从图甲中可以看出DNA具有规则的________结构，由两条________的脱氧核苷酸链构成。 （2）若图甲中某段DNA一条链的序列是5'-CAGTCAG-3'，那么它的互补链的序列是5'-_________-3'。 （3）图乙中由1、2、3组成4的中文全称为_______，5代表的是______，DNA的基本骨架是由______交替连接构成的。 【七、课后反思】 1.制作DNA双螺旋结构模型对我理解DNA结构有哪些帮助？___________________________________________________________________________________________________________________________。 2.我对“碱基互补配对原则”在DNA结构和功能中的重要性有了哪些新的认识？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 参考答案 【三、课前预习·自主探究】 一、1.DNA是由两条链构成的；它具有规则的双螺旋立体结构。 2.DNA的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接组成的；它们位于DNA分子的外侧。 二、1.沃森；克里克；富兰克林；X射线；查哥夫；查哥夫；1953 2.脱氧核苷酸；含氮碱基；脱氧核糖；磷酸；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；多个；长链；双螺旋；两；反；磷酸；脱氧核糖；外；碱基；内；氢键；碱基对；碱基互补配对；A（腺嘌呤）；T（胸腺嘧啶）；G（鸟嘌呤）；C（胞嘧啶）；T；C；碱基互补配对 3.T；C；1；一；倒数；1；(T₂+C₂)/(A₂+G₂)；一；相等；(A₂+T₂)/(G₂+C₂)；m；m 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：1.（1）威尔金斯和富兰克林：提供了DNA的X射线衍射图谱，为推导DNA结构提供了关键证据。 （2）查哥夫：发现了DNA中嘌呤数等于嘧啶数，即A=T,G=C，为碱基互补配对原则奠定了基础。 （3）沃森和克里克：汲取前人的研究成果，构建出DNA双螺旋结构模型。 2.现代科学研究通常需要多学科交叉（如物理学、化学、生物学）、先进的技术支持、团队合作、科学思维（推理、建模）以及对前人研究成果的借鉴与发展。 探究二：1.图略 2.（1）磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧。 （2）磷酸二酯键。 （3）氢键。 （4）因为A和T之间能形成两个氢键，G和C之间能形成三个氢键，这样的配对方式使得DNA分子的结构更加稳定；同时，这种特异性配对保证了遗传信息准确复制。 探究三：1.（1）(a-2b)/2 （2）c （3）m；m 2.不同。这个比值具有种的特异性，即不同生物物种的DNA分子中，(A+T)/(G+C)的比值一般是不同的，这反映了DNA分子的多样性。 【六、当堂检测·巩固提升】 一、1.B 2.B 二、1.氢键；碱基互补配对 2.1953；双螺旋 三、（1）双螺旋；反向平行 （2）CTGACTG （3）胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸；碱基对；脱氧核糖与磷酸 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $