【正文】 英國倫敦皇家學(xué)院的晶體衍射專家維爾金斯和年輕的女科學(xué)家弗蘭克林。他們拍攝出來非常清晰的DNA分子的X射線衍射照片，為分析DNA結(jié)構(gòu)提供了重要的依據(jù)和證據(jù)。這些證據(jù)的展示，就是要學(xué)生總結(jié)這兩位科學(xué)家所應(yīng)用的多種研究方法，明白一個道理：科學(xué)研究不但要有深厚的專業(yè)知識，還要有廣博的知識面。對于沃森和克里克來說，兩人的組合就是一個黃金搭檔。物理學(xué)家克里克是畢業(yè)于倫敦大學(xué)，他曾參加過用X射線研究血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)，在研究X射線衍射照片方面有很高的造詣。沃森是年輕有為的分子生物學(xué)家，他對生物學(xué)中的大分子非常熟悉。兩人的合作就是一個強強聯(lián)手。在借鑒了許多科學(xué)家研究成果的基礎(chǔ)上，沃森和克里克建立了很多種雙螺旋和三螺旋模型，但很快就知道是錯誤的。奧地利生物化學(xué)家查哥夫的研究成果再一次給了他們成功的啟示。查哥夫發(fā)現(xiàn)：（1）在DNA樣本中，A的數(shù)目總是和T的數(shù)目相等，C的數(shù)目總是和G的數(shù)目相等。即：（A＋G）∶（T＋C）=1。（2）（A＋T）∶（C＋G）的值具有物種特異性。沃森和克里克吸收了美國生物化學(xué)家查哥夫的研究成果，經(jīng)過深入的思考，終于建立了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并把這個模型用金屬材料制成之后與拍攝的X射線衍射照片比較，發(fā)現(xiàn)二者完全相符。這個成果的探究歷史，蘊含著科學(xué)思想和科學(xué)精神，讓學(xué)生從中吸取營養(yǎng)，對培養(yǎng)他們科學(xué)研究方法的掌握及與人合作的能力大有好處。DNA分子的結(jié)構(gòu)部分是本節(jié)知識的重點和難點，學(xué)習(xí)這部分要利用現(xiàn)成的模型教具，讓學(xué)生有一個直觀的印象，然后分步解剖這些結(jié)構(gòu)的組成，就形成了從空間結(jié)構(gòu)→平面結(jié)構(gòu)→單鏈結(jié)構(gòu)→基本單位的教學(xué)順序，這樣使學(xué)生對DNA的認(rèn)識層層細(xì)化，培養(yǎng)學(xué)生對事物的認(rèn)知能力。為了更形象地說明DNA是如何由四種基本組成單位構(gòu)成，以及堿基、磷酸分別與脫氧核糖的相連，讓學(xué)生動手來制作DNA模型，讓學(xué)生在動手中對前面的知識得以鞏固和提高。同時掌握一種重要的科學(xué)方法——模型建構(gòu)?！袢S目標(biāo) （1）理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點。（2）制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。（1）培養(yǎng)觀察能力、分析理解能力：通過觀察DNA結(jié)構(gòu)模型及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型來提高觀察能力、分析和理解能力。（2）通過分析DNA結(jié)構(gòu)模型的建立過程，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、應(yīng)用最新研究成果以及與人合作的能力。通過DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的學(xué)習(xí)，探索生物界豐富多彩的奧秘，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、愛科學(xué)的求知欲?！窠虒W(xué)重點； 。中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司 或●教學(xué)難點理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點?！窠叹邷?zhǔn)備DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型?！裾n時安排本節(jié)內(nèi)容需安排兩個課時進(jìn)行教學(xué)： 第1課時DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 第2課時DNA的結(jié)構(gòu)及模型的制作第1課時●教學(xué)過程 ［課前準(zhǔn)備］學(xué)生收集沃森、克里克、威爾金斯的簡介；收集有關(guān)DNA研究過程的資料。［情境創(chuàng)設(shè)］有同學(xué)去過北京中關(guān)村高科技園嗎？那里有個獨特形狀的雕塑，那是以何為藍(lán)本制作的呢？（展示雕塑圖）那是一個DNA雕塑。DNA結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)立是許多科學(xué)家智慧的結(jié)晶。它的結(jié)構(gòu)創(chuàng)立過程就是一個科學(xué)方法和科學(xué)精神的完美結(jié)合過程。［師生互動］DNA作為遺傳物質(zhì)已經(jīng)不容置疑，但是它怎樣決定生物的性狀，要回答這些問題，必須要弄清DNA的結(jié)構(gòu)。在DNA結(jié)構(gòu)的研究過程中，沃森和克里克的研究成果，讓世人終于認(rèn)清了這個生命現(xiàn)象決定者的真面目——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。請1～2位同學(xué)根據(jù)自己找的資料來介紹一下這兩位科學(xué)家的重要成果。如不全面可補充，主要介紹的內(nèi)容應(yīng)包括：1953年4月25日，英國的《自然》雜志刊登了美國的沃森（，1928～）和英國的克里克（，1916～2004）在英國劍橋大學(xué)合作的成果，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型，這一成就后來被譽為20世紀(jì)以來生物學(xué)方面最偉大的發(fā)現(xiàn)，也被認(rèn)為是分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志。1962年，沃森、克里克和維爾金斯（倫敦皇家學(xué)院）三人共同獲得了諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎。問：這一成果為何在當(dāng)時引起了極大的關(guān)注？ 答：它第一次揭示了生命本質(zhì)的決定者的真面目——雙螺旋結(jié)構(gòu)，使人們對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識水平步入了分子水平。問：它的研究是不是一帆風(fēng)順的？ 答：不是。介紹研究過程：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立過程中，威爾金斯和弗蘭克林這兩位科學(xué)家卻比沃森和克里克研究得還要早。1951年，威爾金斯在DNA結(jié)構(gòu)的研究中，采用了Ｘ射線衍射法，得到了一張非常清楚的DNA的Ｘ射線衍射圖譜。問：沃森和克里克從DNA的衍射圖譜中受到了什么啟示？答：從這個圖譜中，這兩位科學(xué)家和其他科學(xué)家一起分析有關(guān)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：DNA是螺旋的。問：從方法上有何變化？答：開辟了一種新的研究DNA的方法，就是從研究組成為主，轉(zhuǎn)為研究結(jié)構(gòu)為主。問：是不是從此一切問題迎刃而解了呢？答：沒有。做了不同的螺旋模型，但結(jié)果很快被否定了。中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司 或介紹查哥夫的研究成果1952年，查哥夫（）在已進(jìn)行多年的對各種DNA樣品的組分研究中發(fā)現(xiàn)，DNA中四種核苷酸的量并不一定是相等的。但是，在各種DNA中嘌呤的量和嘧啶的量總相等，而且腺嘌呤的量和胸嘧啶的量相等；鳥嘌呤的量和胞嘧啶的量相等。沃森在開始研究堿基之間連接的方式時，先將同樣的堿基成對地安排在兩條鏈上。例如，使腺嘌呤和腺嘌呤配對，胸腺嘧啶和胸腺嘧啶配對等。他認(rèn)為這樣還可以說明DNA的模板作用。這個模型被晶體學(xué)家J多諾休（Donohue）否定。多諾休根據(jù)他對類似的小分子化合物所作的晶體衍射研究，主張堿基是以酮式結(jié)構(gòu)存在的，而不是沃森在建立模型時所用的烯醇式。于是沃森只好繼續(xù)尋找各種配對的可能性。就在這時，沃森發(fā)現(xiàn)腺嘌呤和胸腺嘧啶，以及鳥嘌呤和胞嘧啶各自成對后，兩類堿基對具有相似的形狀，而且發(fā)現(xiàn)這樣的配對恰恰可以解釋查哥夫測定的DNA堿基比例的數(shù)據(jù)。問：通過吸取查哥夫的成果，兩位科學(xué)家做出了模型，是不是就能說明模型是正確的？ 答：不能。只能從化學(xué)成分上說明正確。問：如何證明這個模型的正確性？答：做出的模型與X射線衍射照片相比較，完全相符。不但從成分上證明正確，還從結(jié)構(gòu)上證明模型的正確性。問：從沃森和克里克建立DNA模型的過程中，你覺得他們和其他科學(xué)家是一種什么關(guān)系？答：相互配合。沃森和克里克的合作本身就意味著不同學(xué)科之間的交叉和結(jié)合。問：從他們的研究歷程看對你有何啟示？答：研究的過程就是不斷糾正自己的錯誤的過程，取對方之長，補自己之短的過程。問：從這個研究過程你能不能得出科學(xué)研究的一般過程？答：發(fā)現(xiàn)問題（DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的？）→解決問題（提出自己的模型）→驗證（可以的模型不正確）→吸取最新知識，再解決問題（提出雙螺旋模型）→驗證（和X射線衍射圖比較）→結(jié)論（DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu)）。［教師精講］DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的闡明是生物學(xué)發(fā)展過程中一個具有歷史意義的里程碑，它的出現(xiàn)標(biāo)志著分子生物學(xué)這門新學(xué)科的誕生。1962年，頒發(fā)諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎時，同時授予沃森、克里克和維爾金斯。因弗蘭克林已于1958年逝世而未被授予，但弗蘭克林功不可沒。［評價反饋］，每個基本單位由__________、_________、_______________三部分組成。答案：脫氧核苷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基一分子磷酸，分別是____________________________。脫氧核苷酸有_________種,分別是______________________________________________________。答案：4 A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸［課堂小結(jié)］DNA結(jié)構(gòu)模型的建立過程，實際上就是科學(xué)家密切合作的過程。沃森和克里克吸取了許多科學(xué)家當(dāng)時最新的科研成果，所以可以說它是科學(xué)家精誠合作探究自然奧秘的典范。同時在這個過程中，可以看出科學(xué)家在研究中應(yīng)用了多種研究方法，它應(yīng)用了化學(xué)方法、物理方法以及生物學(xué)方法，這也反映出現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展方向——多學(xué)科交叉，相互作用，共同發(fā)展。［布置作業(yè)］ 根據(jù)提供的資料，從下列五個方面選取一個作為主題，來介紹遺傳物質(zhì)研究的過程及成中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司 或果。（1）DNA是遺傳物質(zhì)的實驗研究；（2）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)及模型的制作；（3）基因結(jié)構(gòu)及基因表達(dá)調(diào)控；（4）基因工程技術(shù)；（5）應(yīng)用?？梢砸詢扇嘶蛉藶橐粋€小組進(jìn)行資料組織，再以班級大組為單位，把五方面的內(nèi)容組成一個整體，整理出最后的報告。［課后拓展］推薦書籍，供學(xué)生閱讀。《雙螺旋——發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的故事》劉望夷等譯。此書是沃森寫的一本作者自己親身經(jīng)歷的重大事件印象記。書中不僅有科學(xué)知識，亦有科學(xué)工作方法。此書最早分期在《大西洋月刊》上發(fā)表，后出單行本。1980年出版的英文新版本中，作者又加進(jìn)了一些新內(nèi)容。另外，在附錄中收進(jìn)了四篇文章，即沃森和克里克的兩篇原始論文，以及斯坦特寫的介紹DNA雙螺旋與分子生物學(xué)的崛起和《雙螺旋》一書作者及出版概況的兩篇文章?？傻?或和內(nèi)側(cè)的堿基相連，磷酸只和脫氧核糖相連。脫氧核糖和磷酸位于DNA分子的外側(cè)。（3）DNA中的堿基配對是通過堿基互補配對原則進(jìn)行的，即A和T，G和C配對。它們位于分子的內(nèi)側(cè)。（如衍射圖譜）、生物化學(xué)（堿基數(shù)目的對應(yīng)相等關(guān)系）等。涉及的方法有X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法；建構(gòu)模型的方法等。通過對這些資料的分析使人們更加清楚地認(rèn)識到現(xiàn)代生物學(xué)的發(fā)展是在應(yīng)用多學(xué)科成果的基礎(chǔ)上取得的，多學(xué)科的交叉運用，誕生了新的邊緣學(xué)科，如生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。，要善于與他人交流溝通，要善于與人合作。中鴻智業(yè)信息技術(shù)有限公司第五篇：高中生物必修1必背知識點歸納高中生物必修Ⅰ必背內(nèi)容。：細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)→個體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈。；一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。例：組成核酸的單體是核苷酸；組成多糖的單體是單糖。一部分水與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合叫做結(jié)合水。細(xì)胞中絕大部分水以游離的形式存在可以自由流動叫自由水。：（1）細(xì)胞是一個有機體一切動植物都由細(xì)胞發(fā)育而來并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成。（2）細(xì)胞是一個相對獨立的單位既有它自己的生命又對與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用。（3）新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。（注意其修正過程――課本閱讀內(nèi)容）。：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。：。這些生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)很相似在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系進(jìn)一步體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合。細(xì)胞作為基本的生命系統(tǒng)細(xì)胞既是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位也是生物體代謝和遺傳的基本單位。當(dāng)細(xì)胞液濃度小于外界溶液的濃度時細(xì)胞失水使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大原生質(zhì)層就會與細(xì)胞壁逐漸分離開來即發(fā)生質(zhì)壁分離。；進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散叫做協(xié)助擴散（這種順濃度梯度的擴散統(tǒng)稱為被動運輸）。。吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。（少數(shù)葉綠素a）光能的色素分子還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。：光合作用第一階段中的化學(xué)反應(yīng)必須有光才能進(jìn)行這個階段叫做光反應(yīng)階段。：光合作用第二階段中的化學(xué)反應(yīng)有沒有光都可以進(jìn)行這個階段叫做暗反應(yīng)階段。通過模擬探究實驗看出：細(xì)胞體積越大其相對表面積越小細(xì)胞的物質(zhì)運輸效率就越低。細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂整個連續(xù)過程。：；多種酶的活性降低；色素積累；呼吸速率減緩；；細(xì)胞膜的通透性改變使物質(zhì)運輸功能降低。