第一篇：DNA分子標記及其優缺點

DNA分子標記種類及相應的優缺點

摘要： 對RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR 等常用的DNA 分子標記技術以及其他幾種新興的標記技術(SNP、EST 等)的原理、特點進行了綜述,并對各自的優缺點進行了探討。

關鍵詞：DNA分子標記

優缺點

分子標記是繼形態標記、細胞標記和生化標記之后發展起來的一種較為理想的遺傳標記形式,它以蛋白質、核酸分子的突變為基礎,檢測生物遺傳結構與其變異。分子標記技術從本質上講,都是以檢測生物個體在基因或基因型上所產生的變異來反映生物個體之間的差異。每一種分子標記都有其自身的特點和特定的應用范圍,但就一般意義而言,DNA 分子標記與形態標記和生化標記等相比,具有許多獨特的優點: ①不受組織類別、發育階段等影響。植株的任何組織在任何發育時期均可用于分析。②不受環境影響。因為環境只影響基因表達(轉錄與翻譯),而不改變基因結構即DNA 的核苷酸序列。③標記數量多,遍及整個基因組。④多態性高,自然存在許多等位變異。⑤有許多標記表現為共顯性,能夠鑒別純合基因型和雜合基因型, 提供完整的遺傳信息。⑥DNA 分子標記技術簡單、快速、易于自動化。⑦提取的DNA 樣品,在適宜條件下可長期保存,這對于進行追溯性或仲裁性鑒定非常有利。因此,DNA 分子標記可以彌補和克服在形態學鑒定及同工酶、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用前景。

1.1 第1 代分子標記

1.1.1 RFLP 標記技術。1980 年Botesin提出的限制性片段長度多態性(Restriction fragment length polymorphisms ,RFLP)可以作為遺傳標記,開創了直接應用DNA 多態性的新階段,是最早應用的分子標記技術。RFLP 是檢測DNA 在限制性內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的分布情況,因此DNA 序列上的微小變化,甚至1 個核苷酸的變化,也能引起限制性內切酶切點的丟失或產生, 導致酶切片段長度的變化。

優點：RFLP 標記的等位基因具有共顯性的特點,結果穩定可靠,重復性好,特別適應于構建遺傳連鎖圖。

缺點：在進行RFLP 分析時,需要該位點的DNA片段做探針,用放射性同位素及核酸雜交技術,既不安全又不易自動化。另外,RFLP 對DNA 多態性檢出的靈敏度不高,RFLP 連鎖圖上還有很多大的空間區。

1.1.2 RAPD 標記技術。為了克服RFLP 技術上的缺點,Williams等于1990 年建立了隨機擴增多態DNA(Randomamplified polymorphic DNA ,RAPD)技術,由于其獨特的檢測DNA 多態性的方式使得RAPD 技術很快 滲透于基因研究的各個領域。RAPD 是建立于PCR 基礎之上的分子標記技術,基本原理是利用一個隨機引物(8～10 個堿基)通過PCR 反應非定點地擴增DNA 片段,然后用凝膠電泳分離擴增片段來進行DNA 多態性研究。對任一特定引物而言,它在基因組DNA 序列上有其特定的結合位點,一旦基因組在這些區域發生DNA 片段插入、缺失或堿基突變,就可能導致這些特定結合位點的分布發生變化,從而導致擴增產物的數量和大小發生改變,表現出多態性。

優點：與RFLP 相比,RAPD 技術簡單,檢測速度快,DNA 用量少,實驗設備簡單,不需DNA 探針,設計引物也不需要預先克隆標記或進行序列分析,不依賴于種屬特異性和基因組的結構,合成一套引物可以用于不同生物基因組分析,用一個引物就可擴增出許多片段,而且不需要同位素,安全性好。

缺點：當然,RAPD 技術受許多因素影響,實驗的穩定性和重復性差,首先是顯性遺傳,不能識別雜合子位點,這使得遺傳分析相對復雜 ,在基因定位、作連鎖遺傳圖時,會因顯性遮蓋作用而使計算位點間遺傳距離的準確性屬特異性和基因組的結構,合成一套引物可以用于不同生物基因組分析,用一個引物就可擴增出許多片段,而且不需要同位素,安全性好。當然,RAPD 技術受許多因素影響,實驗的穩定性和重復性差,首先是顯性遺傳,不能識別雜合子位點,這使得遺傳分析相對復雜 ,在基因定位、作連鎖遺傳圖時,會因顯性遮蓋作用而使計算位點間遺傳距離的準確性下降;其次,RAPD 對反應條件相當敏感,包括模板濃度、Mg2 +濃度,所以實驗的重復性差。

1.1.3 AFLP 標記技術。擴增片段長度多態技術(AFLP),又名限制片段選擇擴增技術(Selective restriction fragment amplifi2cation ,SRFA),于1993 年由荷蘭KEYGENE 公司的Zabean 和Vos 等發明,并已申請專利。AFLP 是近年來迅速發展起來的一種分子標記技術,它將基因組DNA 用成對的限制性內切酶雙酶切后產生的片段用接頭(與酶切位點互補)連接起來,并通過5′端與接頭互補的半特異性引物擴增得到大量DNA 片段,從而形成指紋圖譜的分子標記技術。AFLP 指紋呈孟德爾式共顯性和顯隱性遺傳。

優點：它兼具RAPD 與RFLP 的優點,有較高的穩定性,用少量的選擇性引物能在較短時間內檢測到大量位點,并且每對引物所檢測到的多個位點都或多或少地隨機分布在多條染色體上,各染色體上AFLP 標記的數目與染色體長度呈正相關(r = 0.501),而一對引物獲得的標記涉及的染色體數與標記數呈正相關(r = 0.826)。因此,通過少量效率高的引物組合,可獲得覆蓋整個基因組的AFLP 標記。目前,AFLP 作為一種高效的指紋技術,已在遺傳育種研究中發揮它的優勢。

缺點：不過也有研究認為,AFLP 對基因組純度和反應條件要求較高,另外用于遺傳作圖時,少數的標記與圖譜緊密度有出入。此外, 在RAPD 和RFLP 技術基礎上建立了SCAR(Sequence characterize damplified regions ,序列特異性擴增區域)、CAPS(Cleaved ampli2fied polymorphic sequence ,酶切擴增多態序列)和DAF(DNA am2plified fingerprints ,DNA 擴增指紋)等標記技術。這些技術的出現,進一步豐富、完善了第1 代分子標記技術,增加了人們對DNA 多態性的研究手段。

1.2 第2 代分子標記 1.2.1 SSR 標記技術。在真核生物基因組中存在許多非編碼的重復序列,如重復單位長度在15～65 個核苷酸的小衛星DNA(Minisatellite DNA),重復單位長度在2～6 個核苷酸的微衛星DNA(Microsatellite DNA)。小衛星和微衛星DNA 分布于整個基因組的不同位點。由于重復單位的大小和序列不同以拷貝數不同,從而構成豐富的長度多態性。Moore 等于1991 年結合PCR 技術創立了SSR(Simple sequence repeat ,簡單重復序列)標記技術。SSR 也稱微衛星DNA ,是一類由幾個(多為1～5 個)堿基組成的基序串聯重復而成的DNA 序列,其中最常見的是雙核苷酸重復,即(CA)n和(TG)n ,每個微衛星DNA 的核心序列結構相同,重復單位數目10～60 個,其高度多態性主要來源于串聯數目的不同。不同遺傳材料重復次數不同,導致了SSR 長度的高度變異性,這一變異性正是SSR 標記產生的基礎。SSR 標記的基本原理:根據微衛星重復序列兩端的特定短序列設計引物,通過PCR 反應擴增微衛星片段。由于核心序列重復數目不同,因而擴增出不同長度的PCR 產物,這是檢測DNA 多態性的一種有效方法。微衛星序列在群體中通常具有很高的多態性,而且一般為共顯性,因此是一類很好的分子標記。目前已利用微衛星標記構建了人類、小鼠、大鼠、水稻、小麥、玉米等物種的染色體遺傳圖譜。

優點：這些微衛星標記已被廣泛應用于基因定位及克隆、疾病診斷、親緣分析或品種鑒定、農作物育種、進化研究等領域。此外,SSR 標記不僅能夠鑒定純合體和雜合體,而且結果更加可靠,方法簡單,省時省力。

1.2.2 ISSR 標記技術。ISSR 即內部簡單重復序列,是一種新興的分子標記技術。1994 年Zietkiewicz 等對SSR 技術進行了發展,建立了加錨微衛星寡核苷酸(Anchored microsatellite oligo nucleotides)技術。他們用加錨定的微衛星寡核苷酸作引物,即在SSR 的5′端或3′端加上2～ 4 個隨機選擇的核苷酸,這可引起特定位點退火,從而導致與錨定引物互補的間隔不太大的重復序列間的基因組節段進行PCR 擴增。這類標記又被稱為ISSR(Inter2simple sequence repeat)、ASSR(Anchored simple sequence repeats)或AMP2PCR。在所用的兩翼引物中,可以一個是ASSR 引物,另一個是隨機引物。如果一個是5′端加錨的ASSR 引物,另一個是隨機引物,則被稱為RAMP 技術[19]。用于ISSR2PCR 擴增的引物通常為16～18 個堿基序列,由1～4 個堿基組成的串聯重復和幾個非重復的錨定堿基組成,從而保證了引物與基因組DNA 中SSR 的5′或3′末端結合,通過PCR 反應擴增SSR 之間的DNA 片段。

優點：SSR 在真核生物中的分布是非常普遍的,并且進化變異速度非?？?因而錨定引物的ISSR2PCR 可以檢測基因組許多位點的差異。與SSR2PCR 相比,用于ISSR2PCR 的引物不需要預先的DNA 測序,也正因如此,有些ISSR 引物可能在特定基因組DNA 中沒有配對區域而無擴增產物,通常為顯性標記,呈孟德爾式遺傳,且具有很好的穩定性和多態性。

1.3 第3 代分子標記

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

優點：檢測SNP 的最佳方法是DNA 芯片技術,最新報道的微芯片電泳(Microchip electrophoresis),可以高速度地檢測臨床樣品的SNP ,它比毛細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 標記的不同有2 個方面:其一,SNP 不再以DNA 片段的長度變化作為檢測手段,而直接以序列變異作為標記;其二,SNP 標記分析完全摒棄了經典的凝膠電泳,代之以最新的DNA 芯片技術。

1.3.2 EST 標記技術。表達序列標簽(Expressed sequence Tag , EST)是美國國立衛生研究院(National Institutes of Health ,NIH)的生物學家Venter 于1991 年提出的。隨著人類基因組計劃的開展,EST 技術首先被廣泛應用于尋找人類新基因,繪制人類基因組圖譜,識別基因組序列編碼區等研究領域,之后又被廣泛應用于植物基因組研究。EST 是指在來源于不同組織的cDNA 文庫中隨機挑選克隆、測序,得到部分cDNA 序列,一個EST對應于某一種mRNA 的cDNA 克隆的一段序列,長度一般為150～500 bp ,只含有基因編碼區域。

優點：EST可代表生物體某種組織某一時間的一個表達基因,所以被稱之為“表達序列標鑒”;而EST的數目則顯示出其代表的基因表達的拷貝數,一個基因的表達次數越多,其相應的cDNA 克隆越多,所以通過對cDNA 克隆的測序分析可以了解基因的表達豐度。目前構建cDNA 文庫一般都使用試劑盒,方法成熟,而且飛速發展的DNA 測序技術,也使得進一步降低大規模DNA 序列測定成本成為可能。展望

DNA分子標記技術的開發雖然只有短短20 年左右的歷史,但已取得了巨大的進展。分子標記技術的廣泛應用最重要的影響因素是成本與效益。隨著分子標記技術的發展, 它已接近程序化而變得易于實施。但在實踐中還有許多問題急需解決，例如如何采用更易為育種家們接受的簡便、實用的分子標記(SSR、RAPD 等)來構建新的連鎖圖,更多重要農藝性狀基因的精細定位、檢測過程自動化的實現、分子標記技術與常規育種經驗的結合等。我們相信,隨著這些問題的圓滿解決,DNA分子標記技術必然會有突破性的進展。

參考文獻：

[1] 劉光興.遺傳標記技術在海洋橈足類生物多樣性和系統發生研究中的應用[J].中國海洋大學學報,2007 ,37(1):3357.[3] 劉華,賈繼增.指紋圖譜在作物品種鑒定中的應用[J ].作物品種資源, 1997(2):4549.[7] 王志林,趙樹進,吳新榮.分子標記技術及其進展[J ].生命的化學,2001 ,21(1):3976.[9] 趙淑清,武維華.DNA 分子標記和基因定位[J ].-2.生物技術通報,2000(6):1

第二篇：《DNA分子的結構》說課稿

《DNA分子的結構》說課稿

一、說教材

《DNA分子的結構》選自高中人教版生物必修2的第3章第2節。它在教材中起著承前啟后的作用，一方面，它是在講完DNA是主要的遺傳物質這一內容的基礎上完成的，通過它的學習可以加深學生對遺傳物質的認識，使學生從結構方面更加了解為什么DNA是生物主要的遺傳物質；另一方面，它又為后面基因的表達、生物的變異和進化教學進行了必要的知識鋪墊。所以說《DNA分子結構》是高中生物教學的重要內容之一。

二、說教學目標

根據本教材的結構和內容分析，結合著高二年級學生他們的認知結構及其心理特征，我制定了以下的教學目標：

1、知識目標：識記DNA分子的基本單位的化學組成；

理解DNA分子的結構特點。

2、能力目標：通過制作DNA平面結構模型，培養學生的動手能力；

通過對DNA雙螺旋結構模型的觀察，提高學生的觀察能力、分析和理解能力。

3、情感目標：通過DAN結構的發現歷程的教學，使學生認識到與人合作的在科學研究中的重要性，討論技術的進步在探索遺傳物質奧秘中的重要作用。

三、說教學的重、難點

本著高二新課程標準，在吃透教材基礎上，我確定了以下的教學重點和難點

1、教學重點：DNA分子結構的主要特點

2、教學難點：DNA分子結構的主要特點

四、說教法

圍繞本節課的教學目標和教學重點，為了“全面提高學生的科學素養”、“培養學生的創新精神和實踐能力”“促進學生轉變學習方式”，我以計算機輔助教學為手段，采用了觀察法、演示法、討論法、實踐法等多種教學方法，積極創設一個可以讓學生在輕松愉快的氛圍中，去主動探求知識的過程。在教學過程中，開展師生互動、生生互動，體現出以學生為主體，教師為主導的主動探究式教學理念。

五、說學法 在本節課中，學生將通過多種途徑，如：觀察、閱讀、思考、分析、討論、實踐等等，來開展學生之間的協作學習和自主學習，形成以學生為主體的教學模式。

六、教學過程

1、導入新課：

2004年3月4號，北大生命科學學院，為了迎接世界華人生物學家大會，特地向北京世紀盛典廣告公司訂制了一個題為“旋律”的DNA雕塑。但是本意為了紀念DNA雙螺旋結構發現50年，也就是大家現在所看到的以逆時針方向向上旋轉的右旋DNA分子，做成了左旋。北大就說了，我要右旋，你左旋，不行，不給錢。這廣告公司也不樂意，我又沒有偷工減料，沒少花功夫，扣錢，沒門，就把北大告上了法庭。對錯，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，對了解DNA雙螺旋結構，也是必要的。那么，我們今天就一塊來了解一下DNA的結構問題。

2、講授新課：

（1）DNA雙螺旋結構模型的構建

科學家是如何構建DNA雙螺旋結構模型的？采用讀書指導法讓學生讀課文了解兩位科學家構建DNA雙螺旋結構模型的故事。使學生了解DNA雙螺旋結構的提出者、構建依據、嘗試與構建模型。（2）DNA分子結構

DNA分子結構如何？有何特點？教師首先播放動畫展示DNA分子的立體結構，然后手拿DNA教具模型，組織學生小組討論DNA分子結構的特點。

①化學組成，通過學生自學和討論，老師講解，認識四種脫氧核苷酸及脫氧核苷酸的構成磷酸、脫氧核糖、堿基（ATGC）。

②平面結構，每兩人一組提供一個五邊形/一個圓/一個長方形的即時貼和一個紙板，組織學生動手拼脫氧核苷酸，并用線段將它們連接，并給自己的脫氧核苷酸命名。在動手過程中，讓學生理解化學鍵是如何連接的。

③DNA的空間結構，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構；DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列內側；兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且是：A和T配對，G和C配對。

（3）制作DNA雙螺旋結構模型，通過動手制作讓學生將所學知識進一步理解加深印象。

3、課堂小結，強化認識。

通過對DNA雙螺旋模型的構建、制作DNA雙螺旋結構模型，理解DNA分子構成，重點掌握DNA分子的結構特點。

4、板書設計

DNA結構的“五四三二一”

五種元素：C、H、O、N、P；

四種堿基：A、T、G、C，相應的有四種脫氧核苷酸； 三種物質：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基； 兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核酸鏈； 一種螺旋：規則的雙螺旋結構。

結束

本著改變課堂教學模式，促進學生轉變學習方式的思想，在教學過程中，我充分利用現代化多媒體技術，充分利用學?，F有的資源，大膽的讓學生動手，在熱切的觀察和熱烈的討論中，使學生主動而輕松的掌握了DNA的基本結構。整堂課，生動活潑，學生由始至終處于一種興奮好奇的狀態，成功的實現了預期的教學目標。我的說課完畢。謝謝大家。

第三篇：DNA分子的結構的教案

“DNA分子的結構”的教案

趙艷玲（江蘇省靖江高級中學 214500）

一、教學目標

1． 知識方面：概述DNA分子結構的主要特點

2． 能力方面：制作DNA雙螺旋結構模型；進行遺傳信息多樣性原因的探究

3． 情感態度和價值觀方面：認同與人合作在科學研究中的重要性；體驗科學探索不是一帆風順的，需要鍥而不舍的精神

二、教學重點

1． DNA分子結構的主要特點 2． 制作DNA雙螺旋結構模型

三、教學難點

DNA分子結構的主要特點

四、教學用具

DNA分子結構模型組件、DNA分子的空間結構模型

五、教學方法 實驗探究、發現式教學

新課標理念下的高中生物教學要在“面向全體學生”的基礎上“提高學生的生物科學素養”，采取多種教學形式，重視“探究性學習”，“注重與現實生活的聯系”，使學生達成知識、能力、情感態度與價值觀的協調一致。

基于這個理念，在設計這節課時，我并沒有按照教材中的順序：先介紹沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構的研究歷程，再概述DNA分子結構的特點，最后讓學生動手嘗試建構DNA雙螺旋結構，加深對DNA分子結構特點的理解。而是先讓學生依據4個科學研究資料，逐步探究如何構建脫氧核苷酸、單鏈、平面雙鏈、立體空間結構，從而一步一步地構建出DNA雙螺旋結構模型。通過探究構建模型的過程，學生就會自然地了解DNA雙螺旋結構的基本內容，同時還體驗了科學家的研究歷程，能夠學習到科學家善于捕獲分析信息和嚴謹的思維品質及持之以恒的科研精神。然后以構建好的DNA模型為依托，讓學生根據老師提出的問題分析模型、主動探究得出DNA結構的有關知識，再由學生總結出DNA雙螺旋結構的主要特點。由于考慮到這個模型可以很好的解答遺傳信息多樣性，所以最后讓學生比較不同組構建的DNA模型，分析探究得出DNA分子多樣性的原因。

七、教學過程

（一）創設情境，導入新課

教師展示沃森和克里克的圖片，提出問題：同學們，你們知道這兩位科學家嗎？ 他們就是因研究DNA而獲得諾貝爾獎的沃森和克里克。今天就讓我們一起來重溫他們的研究過程，構建DNA模型并探究DNA分子的結構。

（二）模型建構，探究新知 1．模型建構

教師展示【資料1】：20世紀30年代，科學家認識到：組成DNA分子的單位是，且每個脫氧核苷酸是由、、構成的。（空白處請同學們回憶已學知識回答）

提出問題：依據這則資料，你能試著構建出脫氧核苷酸的結構模型嗎？請同學們從模型

六、教學設計思路 盒中拿出一個白色小球（代表磷酸）、一個藍色的小球（代表脫氧核糖）、一個帶凹凸的圓柱（代表堿基）、一個粗棒和一個細棒（代表化學鍵），試著構建一個脫氧核苷酸模型。構建好一個的同學，請用同樣的方法多構建幾個。

【模型建構1】：脫氧核苷酸

請一位同學到黑板上畫出你所構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鏈構成的。

提出問題：一個個脫氧核苷酸怎么連接成長鏈呢？請同學們兩人一組，利用剛才完成的脫氧核苷酸模型，試著構建脫氧核苷酸鏈。

【模型建構2】:脫氧核苷酸鏈

學生代表展示成果，教師點評，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，鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量這一堿基之間的數量關系。

提出問題：分析剛才所建構的模型是否符合這一科學事實，討論應構建怎樣的模型才能在任何情況下都符合這樣的科學事實？

學生邊討論邊動手構建 【模型建構3】:DNA雙鏈

請一位學生展示并說明如此構建的原因，教師點評。

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

提出問題：科學家從圖譜中推算出DNA應呈螺旋結構，你們的模型符合嗎？應如何修改體現DNA的雙螺旋結構呢？（在平面雙鏈的基礎上旋轉即可）

【模型建構4】:DNA雙螺旋結構

教師請完成得好的同學展示他們的模型，給予肯定和鼓勵。讓學生體會成功的快樂，激發學生自主探究的主動性，增強成功信心。教師隨后展示現成的DNA分子的空間結構模型，讓學生通過觀察和對比，對DNA分子的結構形成更加感性的認識。2．模型分析

分析1：請同學們觀察DNA分子結構模型，討論以下問題：（投影顯示下列問題）（1）DNA分子中，外側由什么連接而成？內側是什么？（2）兩條鏈之間堿基的連接有什么規律？（3）構成DNA的兩條鏈有怎樣的關系？

學生分析模型，得出答案并說明如何從模型中得出答案的。學生回答，教師點評、補充。

問題（1）中很容易出現一個錯誤，從模型中同學們很容易認為排列在外側的是磷酸，教師應給予引導：磷酸是和磷酸直接相連的嗎？學生觀察后就會得出：磷酸和脫氧核糖相連。從而得出正確答案。

問題（3）中反向這個關系學生不容易得出，教師可以讓學生通過角色扮演來尋找答案：請兩列同學起立擺出左手握拳，右手平伸的姿勢（左手握拳代表磷酸，右手代表堿基，軀干代表脫氧核糖），一個人可以代表一個脫氧核苷酸，一列同學就一條脫氧核苷酸鏈，請一列同學不動，另一列同學與之進行堿基配對（這列同學只能轉身完成配對）。這個角色扮演更直觀地反映了兩條鏈反向的關系，學生印象會更深刻，效果更好。

通過上述分析，學生不難歸納出DNA分子結構主要特點：（學生回答）（1）DNA分子是有 條鏈組成，盤旋成 結構。

（2）交替連接，排列在外側，構成基本骨架； 排列在內側。（3）堿基通過 連接成堿基對，并遵循 原則。

分析2：請同學們比較不同組學生構建的DNA模型，分析不同組的DNA模型有什么不同？（學生回答：堿基對排列順序不同）教師總結補充。

請四位同學將各自組的堿基對排列順序寫在黑板上，其他組同學寫在紙上。學生通過觀察會發現堿基對排列順序確實不同。

接著讓學生先比較各組的第一個堿基對，試分析第一個堿基對的可能情況。

進一步提出問題：第二個堿基對呢？若這兩個堿基對連起來呢，共有幾種排列方式呢？ 從而讓學生根據上述問題，探究堿基對數量（n）和堿基對排列方式的關系，建立數學模型。

引導學生思考：DNA作為主要的遺傳物質，其遺傳信息蘊藏在哪兒? 教師總結：通過以上分析可知，堿基對的排列順序是千變萬化的，堿基對排列順序的千變萬化構成了DNA分子的多樣性。

（三）課堂小結 與學生共同回憶我們的探索之路，談談探究發現的體會并回顧本課知識，完成拓展訓練。思考如何以本節課構建的模型為基礎，形成2個完全相同的DNA分子（即DNA分子是如何完成復制的）。

八、板書設計

DNA分子的結構

一、模型建構

二、模型分析

1．DNA分子的結構特點 2．DNA的多樣性

九、教學反思

1．在教學中將DNA結構模型的建構分解，以“基本單位—單鏈—平面雙鏈—立體空間結構”逐步深入，由簡單到復雜，符合學生的認知規律，有利于學生理解脫氧核苷酸的結構和DNA的結構。

2．本節課將DNA分子雙螺旋結構模型的建構這個驗證型實驗大膽地改為探究型實驗，學生能跟隨教師提供的資料，主動參與探究過程，由被動的接受知識變為主動的探究知識、獲取知識。在探究中學生能自己發現問題，分析問題，解決問題，培養學生的生物學素養和分析解決問題的能力。

3．DNA分子雙螺旋結構模型的建構完成后，有關DNA 分子結構的相關知識都由學生分析討論得出，這使學生觀察模型、分析模型得出理性認識的能力得到了很好的鍛煉。最后，本節課將后面的堿基對序列的探究整合提到了這里，由于更直觀教學效果更好。

4．在整節課中，充分體現了學生的主體地位，盡量留給學生更多的空間，更多的展示自己的機會，讓學生在充滿情感的、和諧的課堂氛圍中，在老師和同學的鼓勵和欣賞中認識自我、找到自信，體驗成功的樂趣，樹立學好生物和進行探究學習的信心。

（四）作業布置

第四篇：《DNA分子的結構》教案

《DNA分子的結構》教案

【教學目標】

知識目標

識記DNA分子的基本單位的化學組成；理解DNA分子的結構特點。能力目標

通過制作DNA平面結構模型，培養學生的動手能力；通過對DNA雙螺旋結構模型的觀察，提高學生的觀察能力、分析和理解能力。德育目標

通過DAN結構的發現歷程的教學，使學生認識到與人合作的在科學研究中的重要性，討論技術的進步在探索遺傳物質奧秘中的重要作用。

【教學重點】

DNA分子結構的主要特點

【教學難點】

DNA分子結構的主要特點

【課前準備】

DNA分子結構模型、若干套（一個五邊形/一個圓/一個長方形的即時貼和一個紙板）、制作DNA模型的材料

【課時安排】1課時 【教學過程】 第一課時

一、情境創設

2004年3月4號，北大生命科學學院，為了迎接世界華人生物學家大會，特地向北京世紀盛典廣告公司訂制了一個題為“旋律”的DNA雕塑。但是本意為了紀念DNA雙螺旋結構發現50年，也就是大家現在所看到的以逆時針方向向上旋轉的右旋DNA分子，做成了左旋。北大就說了，我要右旋，你左旋，不行，不給錢。這廣告公司也不樂意，我又沒有偷工減料，沒少花功夫，扣錢，沒門，就把北大告上了法庭。對錯，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，對了解DNA雙螺旋結構，也是必要的。那么，我們今天就一塊來了解一下DNA的結構問題。

二、師生互動

（1）DNA雙螺旋結構模型的構建

科學家是如何構建DNA雙螺旋結構模型的？提出問題以后，采用讀書指導法讓學生讀課文了解兩位科學家構建DNA雙螺旋結構模型的故事。使學生了解DNA雙螺旋結構的提出者、構建依據、嘗試與構建模型。通過學生討論，教師指導的出結論。

結論:DNA雙螺旋結構是美國生物學家沃森和英國物理學家克里克提出的。（2）DNA分子結構

DNA分子結構如何？有何特點？教師首先播放動畫展示DNA分子的立體結構，然后手拿DNA教具模型，組織學生小組討論DNA分子結構的特點。

①化學組成，通過學生自學和討論，老師講解，認識四種脫氧核苷酸及脫氧核苷酸的構成磷酸、脫氧核糖、堿基（ATGC）。

②平面結構，每兩人一組提供一個五邊形/一個圓/一個長方形的即時貼和一個紙板，組織學生動手拼脫氧核苷酸，并用線段將它們連接，并給自己的脫氧核苷酸命名。在動手過程中，讓學生理解化學鍵是如何連接的。

③DNA的空間結構，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構；DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；堿基排列內側；兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且是：A和T配對，G和C配對。

（3）制作DNA雙螺旋結構模型，明確實驗的的原理、目的要求。通過動手制作讓學生將所學知識進一步理解加深印象。

三、板書設計

DNA結構的“五四三二一”

五種元素：C、H、O、N、P；

四種堿基：A、T、G、C，相應的有四種脫氧核苷酸； 三種物質：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基； 兩條長鏈：兩條反向平行的脫氧核酸鏈； 一種螺旋：規則的雙螺旋結構。

四、課堂總結及布置作業

通過本節的學習，我們要掌握DNA分子的結構及主要的特點。

完成課本P51 頁的作業

第五篇：DNA分子的結構說課稿[定稿]

一、教材分析

本節內容在教材中起著承前啟后的作用，是高中生物課程重要內容之一。一方面，本節內容是前一節《DNA是主要的遺傳物質》的深化和拓展，使學生從分子水平上進一步認識基因的本質；另一方面，此節課又為后面DNA的復制、基因的表達、生物的變異等內容的學習進行了必要的知識鋪墊。

本節內容在知識方面并不難，也不多，如何挖掘教材內涵促進學生能力提高和態度培養是本節課的關鍵。與原教材比較，新教材最大的變化是：沒有直接講述DNA分子的結構特點，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DNA雙螺旋結構模型的特點。這樣使學生不僅能自然的了解到DNA雙螺旋結構的主要特點，還能感悟科學家鍥而不舍的科學精神，從而在情感方面得到啟示。

二、學情分析

學生在高一學過DNA的相關知識，對DNA的結構有一定的了解，但學生只是停留在表淺的記憶中，對于DNA的構建原理、構建歷史、空間結構并不是很清楚。因此，激發學生學習興趣，充分發揮學生的主動性，引導學生積極參與課堂學習，拓展學生知識是本節內容的重點。

三、教學目標：

（1）知識與技能：

1．識記構成DNA分子的基本組成單位

2．了解DNA雙螺旋結構模型的構建歷程

3．概述DNA分子結構的主要特點

（2）過程與方法：

1．通過學習DNA雙螺旋結構模型建立的科學史，提高學生文字分析和閱讀理解能力；

2．通過學生參與制作DNA雙螺旋結構模型，進一步加深對DNA結構分子模型的理解。

（3）情感態度價值觀：

1．通過DNA結構模型建立的科學史，認同人類對事物的認識是不斷深化、不斷完善的過程；

2．通過學生主動參與課堂，促進學生積極的學習態度，勉勵學生在學習的過程中不斷進取。

四．教學重難點：

重點：1.DNA分子結構的主要特點；2.構成DNA多樣性的原理；

難點： DNA分子雙螺旋結構模型的制作

五．教學過程

1.新聞導入，引發思考

本課以新聞資料“美國軍方擊斃本·拉登”為材料，向學生提出問題：本拉登的替身很多，為什么這一次美國軍方確定擊斃的是真生正的本·拉登？待學生們回答 “是通過DNA檢測得到”的基礎上，進一步提出問題：為什么DNA檢測能確定一個人的身份？繼而引出本課的教學內容——DNA分子的結構。

2．教材閱讀，逐層深入

引導學生閱讀教材47頁-48頁，提出問題：從知識層面，各位學生有什么收獲？從科學態度層面，各位學生有什么啟示？通過學生的閱讀，讓學生對DNA分子結構有大致了解，并讓學生體會到科學發展和高中學習并不是一帆風順，在學習的過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持不懈，我們的學習一定會有豐富的收獲。

3．掛圖分析，認識結構

將學生閱讀的收獲進行整理，并結合掛圖總結出DNA分子的三個特點：①外側由磷酸和脫氧核糖交替連接，內側由含氮堿基配對形成；②A與T配對，G與C配對，構成堿基配對原則；③進一步分析脫氧核苷酸的排列特點，得出“DNA是由反向平行雙鏈構成”的特點。

4．模型構建，完善知識

首先分發DNA的各個組件，要求學生構建DNA的基本單位——脫氧核苷酸，并對學生錯誤的連結進行指導，進一步加強學生對基本單位的認識。接著展示DNA雙螺旋模型的部分結構，讓學生在此基礎上進行構建和完善。構建的時候首先要求堿基符合堿基互補配對原則，接著讓學生在半成品模型的基礎上進行操作，進一步完善DNA的模型。通過此過程，希望能充分發揮學生的主動性，進一步提高學生的動手能力和分析能力，并讓學生體驗成功的樂趣。

5．繼續探索，深化知識

邀請一位學生觀看DNA的模型，說出兩條鏈的堿基排列順序，教師在學生的表達中在黑板上演示，在此基礎上教師改變其中一個堿基對的排列，讓學生思考：“現在的DNA與原先的DNA有沒有區別？”“針對同一個堿基對，如果改變其在兩條鏈的位置，他們之間有沒有區別？”在此基礎上讓學生體悟到DNA的多樣性在于堿基對的排列順序，而并不是DNA的化學元素，也不是堿基對的排列特點。

6．首尾呼應，承上啟下

又回到課初的問題：“為什么美國軍方能判定是真正的本·拉登？”“美國軍方怎么知道本·拉登的DNA排列順序？”學生們回答：“可以通過其父親和兒子來判斷，因為其父親和兒子與他的DNA具有相似性”，在此基礎上繼續設問“為什么他們三者的DNA具有相似性？”引導學生進行下一節《DNA的復制》的學習。

7．課堂練習，繼續思考

要求學生完成第51頁的第一題，對于51頁其他的題目要求學生課后繼續完成。

六．教學反思

新課程四大理念是“面向全體學生、提高生物科學素養、倡導探究性學習、注重與生活的聯系”。對于DNA的空間結構，與以往我們直接展示模型不同，我給每位同學分發DNA基本單位的組件，并讓學生上臺完成模型構建，展示的只是DNA模型的半成品，希望讓學生來完成DNA的制作，充分調動學生積極性和主動性。制作的過程既是知識深化的過程，又是學生學習的成功體驗過程。針對學生的具體情況，我增加“DNA多樣性”的內容，此內容既是DNA分子結構的拓展，也讓學生理解到我們學習的知識沒有白學，在社會實踐中它有極其重要的應用價值，應該說本課基本完成了預設的目標。