制作dna雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

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1、.制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型一、實(shí)驗(yàn)背景資料本實(shí)驗(yàn)的來源是人教版高中生物第二冊中的實(shí)驗(yàn)十二——《制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》，舊人教必修高中生物實(shí)驗(yàn)十《制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》。在上課之前同學(xué)們學(xué)習(xí)了DNA的發(fā)現(xiàn)歷程，了解到DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)，且它由四種脫氧核苷酸（腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸）組成，它的排列順序以及數(shù)量多少決定了其儲存遺傳信息的多樣性，同時明確組成DNA的化學(xué)元素是C、H、O、N、P，由它們組成磷酸、脫氧核糖和含氮堿基，再由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子的含氮堿基組成基本單位一—脫氧核苷酸；再通過一定的化學(xué)鍵（氫鍵

2、、3‘-5’磷酸二酯鍵）連接作用形成DNA分子。在本實(shí)驗(yàn)前中學(xué)生物學(xué)中與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識主要有“基因在染色體上”、“DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)”、“DNA的分子結(jié)構(gòu)內(nèi)容”等內(nèi)容。即學(xué)生在本實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作有了一定的理論基礎(chǔ)。高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)對本實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容的要求主要有：1、通過制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，深入理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；2、通過本實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生的動手操作能力；3、培養(yǎng)學(xué)生對生物的興趣愛好；4、激發(fā)學(xué)生的探究能力；5、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代生物教學(xué)中起著舉足輕重的作用，在現(xiàn)代生物科學(xué)研究中，模型方法被廣泛運(yùn)用，DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

3、的成功就是一個范例。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是以形象化的具體模型，能使研究對象直觀化，既可以促進(jìn)研究，又可以簡略地描述研究成果，又便于理解和傳播。在中學(xué)生物學(xué)教材中，制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型作為生物技術(shù)性設(shè)計(jì)和制作的第一案例，對學(xué)生的學(xué)習(xí)有很大的幫助。常見的難題和疑問：1、如何選取更好的實(shí)驗(yàn)材料便于更好地制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型；2、如何確保模型構(gòu)建的成功，即構(gòu)建的關(guān)鍵步驟有哪些；3如何將模型和理論知識結(jié)合使學(xué)生更好、更全面的弄懂DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)；4、怎么通過平面結(jié)構(gòu)使學(xué)生對DNA的空間立體結(jié)構(gòu)有更深的了解；5、如何通過本實(shí)驗(yàn)開發(fā)學(xué)生的動手能力以及他們對生物學(xué)的興趣。6、實(shí)驗(yàn)的拓

4、展（替代實(shí)驗(yàn)）（一）核酸的發(fā)現(xiàn)歷程...1868年，瑞士的內(nèi)科醫(yī)生F.Miescher從膿細(xì)胞核中提取到一種富含磷元素的酸性化合物，將其稱為核素(nuclein)；后來他又從鮭魚精子中分離出類似的物質(zhì)，并指出它是由一種堿性蛋白質(zhì)與一種酸性物質(zhì)組成的，此酸性物質(zhì)即是現(xiàn)在所知的核酸(nucleicacid)。1889年Altman制備了不含蛋白質(zhì)的核酸制品,命名為核酸.以后四五十年中,Kossel和Levene等在確定核酸組分方面做了大量的工作,逐步明確核酸可分為兩大類:脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。（一）DNA是主要遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)歷程1928年，美國科學(xué)家格里菲斯（1877

5、--1941）用一種有莢膜、毒性強(qiáng)的和一種無莢膜、毒性弱的肺炎雙球菌對老鼠做實(shí)驗(yàn)。他把有莢病菌用高溫殺死后與無莢的活病菌一起注人老鼠體內(nèi)，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)老鼠很快發(fā)病死亡，同時他從老鼠的血液中分離出了活的有莢病菌。這說明無莢菌竟從死的有莢菌中獲得了什么物質(zhì)，使無莢菌轉(zhuǎn)化為有莢菌。這種假設(shè)是否正確呢？格里菲斯又在試管中做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)把死了的有莢菌與活的無莢菌同時放在試管中培養(yǎng)，無莢菌全部變成了有莢菌，并發(fā)現(xiàn)使無莢菌長出蛋白質(zhì)莢的就是已死的有莢菌殼中遺留的核酸（因?yàn)樵诩訜嶂校v中的核酸并沒有被破壞）。格里菲斯稱該核酸為"轉(zhuǎn)化因子"?！　?944年，美國細(xì)菌學(xué)家艾弗里（1877--1955）從有美菌

6、中分離得到活性的"轉(zhuǎn)化因子"，并對這種物質(zhì)做了檢驗(yàn)蛋白質(zhì)是否存在的試驗(yàn)，結(jié)果為陰性，并證明"轉(zhuǎn)化因子"是DNA。但這個發(fā)現(xiàn)沒有得到廣泛的承認(rèn)，人們懷疑當(dāng)時的技術(shù)不能除凈蛋白質(zhì)，殘留的蛋白質(zhì)起到轉(zhuǎn)化的作用?！　∶兰聡茖W(xué)家德爾布呂克（1906--1981）的噬菌體小組對艾弗里的發(fā)現(xiàn)堅(jiān)信不移。因?yàn)樗麄冊陔娮语@微鏡下觀察到了噬菌體的形態(tài)和進(jìn)入大腸桿菌的生長過程。噬菌體是以細(xì)菌細(xì)胞為寄主的一種病毒，個體微小，只有用電子顯微鏡才能看到它。它像一個小蝌蚪，外部是由蛋白質(zhì)組成的頭膜和尾鞘，頭的內(nèi)部含有DNA，尾鞘上有尾絲、基片和小鉤。當(dāng)噬菌體侵染大腸桿菌時，先把尾部末端扎在細(xì)菌的細(xì)胞膜上，然后將它

7、體內(nèi)的DNA全部注人到細(xì)菌細(xì)胞中去，蛋白質(zhì)空殼仍留在細(xì)菌細(xì)胞外面，再沒有起什么作用了。進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞后的噬菌體DNA，就利用細(xì)菌內(nèi)的物質(zhì)迅速合成噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，從而復(fù)制出許多與原噬菌體大小形狀一模一樣的新噬菌體，直到細(xì)菌被徹底解體，這些噬菌體才離開死了的細(xì)菌，再去侵染其他的細(xì)菌。...　　1952年，噬菌體小組主要成員赫爾希（1908一）和他的學(xué)生蔡斯用先進(jìn)的同位素標(biāo)記技術(shù)，做噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)。他把大腸桿菌T2噬菌體的核酸標(biāo)記上3