基因的本質

教師：我們不妨大膽想象一下，怎樣搭建這個雙鏈dna模型呢？

學生討論：許多現代化的建筑為了節省空間都有一個螺旋形的樓梯。樓梯的支撐就是脫氧核糖和磷酸形成的鏈，即糖—磷酸—糖—磷酸—糖—磷酸……好像一節一節的鏈一樣。然后給它配上堿基，好像給樓梯裝上梯級一樣。我們兩個人一組把你們的兩段dna鏈連成雙鏈。同學們馬上發現提出異議，在大多數同學之間的兩條鏈無法連成合理的穩定的結構。

教師：在制作模型的過程中，沃森和克里克當時也遇到同樣的問題，他們無法把堿基放到模型中他們任意選擇的位置上，這些堿基不得不用一種特殊的方式連在一起。 每一個梯級必須由兩個堿基組成。問題在于嘌呤是長的，而嘧啶是短的。如果把這兩個“長”的連接起來，那么做出來的梯級就太寬，不適合這個樓梯扶手的兩個鏈之間的空間。在另一頭，如果把兩個“短”的連接在一起，其結果是梯級又太狹窄，同樣無法布滿兩個扶手之間的空間。可是天然形成的結構總是十分合理而完善的。

學生朗讀教材內容：1952年春天，奧地利的著名生物化學家查哥夫訪問了劍橋大學，沃森和克里克從他那里得到了一個重要的信息：a的量等于t的量，g的量等于c的量。于是沃森和克里克又興奮起來，讓a（“長”的）必須和t（“短”的）連接，g（“長”的）必須和c（“短”的）連接，這樣便能做成一個結構很牢固很平衡的螺旋體。內部的堿基間嚴格遵循堿基互補配對原則：一條鏈上有堿基a，另一條鏈必有堿基t與其配對，一條鏈上有堿基c，另一條鏈上必有堿基g與其配對；堿基間通過氫鍵連在一起。之后的研究中我們了解到a與t有兩個氫鍵，g與c有三個氫鍵。

學生活動：下面我們八人一組，要求一些組之間互換一些種類脫氧核苷酸對，然后把你們的核苷酸重新按著堿基互補配對的原則組合在一起形成雙鏈，制作成dna的平面結構。

展示一下各組制作的dna平面結構，檢查有無連接錯誤并給與正確的評價。

教師：在制作過程中同學們有沒有發現堿基數量或脫氧核苷酸的數量有什么規律？

學生思考后作答：在雙鏈dna分子中，因為堿基互補配對，有a=t，c=g；同時使嘧啶堿基的總數與嘌呤堿基的總數相等即a＋g＝c＋t。這可作為判斷單、雙鏈dna的基本依據。

　教師：我們每組計算本組制作的dna分子片段的（a＋t）/（g＋c）的比值是多少，比較不同小組該比值，不同小組所得的dna中的該比值有差異。由此我們可以得出什么結論呢？

學生總結：不同的dna分子中at對和gc對的比例不同。

教師：如果某段dna分子由4 000個脫氧核苷酸對組成，其dna分子的排列順序有多少種？

學生總結：44000種 （有學生會問）為什么不是48000種？

學生總結：因為堿基互補配對，所以一條鏈的堿基排序決定另一條鏈的排序，因而只要計算其中一側鏈的種類即可。

第三部分：建立dna的空間模型

教師：我們知道化學原子的化學建是向空間延展的，不是平面的。那么dna的空間結構是什么樣的呢？沃森和克里克在將dna模型與拍攝的x射線照片比較時，發現兩者完全相符。

教師：下面我們用我們制作的dna分子的平面結構，表現一下dna分子的立體結構是有規則的雙螺旋結構。（出示課件中dna雙螺旋立體結構結構模型）

學生總結：請同學概括dna雙螺旋結構的特點：外側是磷酸和脫氧核糖交替排列，內部是以堿基互補配對原則形成的堿基對。