《DNA分子的结构》教学设计.doc

DNA分子的结构教学设计艾芳 鹰潭一中（一）教材分析1、本小节主要讲述了DNA分子的结构。本小节先是以故事叙述的形式介绍了美国生物学家沃森和英国物理学家克里克构建DNA双螺旋结构模型的研究过程。教学中，学生通过阅读其故事总结这两位科学家所运用的多种研究方法，同时也导入对DNA分子结构的学习。关于DNA分子结构这部分知识，内容比较抽象，不容易理解，教材在概述DNA分子双螺旋结构的特点后，安排了一个的实验，以加深学生对这一结构的感性认识和理解。DNA分子的结构特点是DNA特定功能的基础，因此在讲述DNA分子结构及其特点时，除了以DNA模型为依托外，在利用PPT多媒体讲课时辅助以动画，让学生能更好的理解DNA分子结构及其特点。这部分知识是理解后面几节内容的基础，因此是本节教材的教学重点。2、本小节内容与其他章节的联系：（1）、与必修1第二章第3节遗传信息的携带者核酸有关；（2）、与必修1第六章第1节细胞的增殖一节知识相联系；（3）、与必修2第一章遗传因子的发现中孟德尔的遗传规律相联系；（4）、还是必修2第四章基因的表达、第五章基因突变及其他变异、第六章从杂交育种到基因工程的基础知识。（二）教学目标1、知识目标（1）识记：DNA分子基本单位的化学组成。（2）理解：DNA分子结构的特点。（3）操作：制作DNA分子双螺旋结构模型。2、能力目标（1）培养观察能力、分析理解能力：通过观察DNA结构模型及制作DNA双螺旋结构模型来提高观察能力、分析和理解能力。（2）培养与人合作的能力：通过分析DNA结构模型的建立过程，培养学生发现问题、解决问题、应用最新研究成果以及与人合作的能力。3、情感目标（1）、养成实事求是的科学态度，培养不断探求新知识和合作的精神。（2）、通过DNA的结构的学习，探索生物界丰富多彩的奥秘，从而激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲望。从小树立敢于攀登、勇于拼搏的精神。（三）教学重点落实方案教学重点：DNA分子的结构。落实方案：使用模型直观教学；用多媒体课件显示DNA分子碱基互补配对。（四）教学难点突破策略教学难点：DNA分子结构的特点。突破策略：教师指导学生制作DNA分子的结构模型，让学生充分理解其结构特点；通过一些习题，让学生进一步理解DNA分子结构特点及碱基配对原则。（五）教具准备DNA分子的结构模型、DNA分子结构的多媒体课件。（六）课时安排根据新课标规定，本节内容需安排2个课时进行教学：第1课时：DNA双螺旋结构模型的构建第2课时：DNA的结构及模型的制作但根据实际情况，我们安排了1个课时。（七）教学过程【课前准备】学生收集沃森、克里克、威尔金斯的简介；收集有关DNA研究过程的资料。【导课】教师：有同学去过北京中关村高科技园区吗？那里有个独特形状的雕塑，那是以何为蓝本制作的呢？（用PPT多媒体展示雕塑图）学生：那是一个DNA分子【师生互动】教师：对，这是一个DNA结构模型的雕塑。DNA结构模型的创立是许多科学家智慧的结晶。那么最终揭示DNA双螺旋结构的是谁呢？学生：沃森和克里克。教师：对。为此1962年，沃森、克里克、威尔金斯三人共同获得了诺贝尔奖。那么这一成果为何在当时引起了如此大的关注呢？学生：因为它第一次揭示了生命本质的决定者的真面目双螺旋结构，使人们对遗传物质的水平进入了分子水平。教师：这个研究是不是一帆风顺的呢？学生：不是。教师：好，那么根据你们查找的资料以及书本上的信息，哪位同学能告诉我：沃森和克里克在研究过程中出现了哪些问题？学生甲：他们在研究中出现了两个重要的问题：一是不确定DNA分子是双螺旋还是三螺旋；而是不知道组成DNA的碱基是如何配对的。教师：很好。那么他们是如何解决这两个问题的呢？学生乙：他们从别的科学家那里获得了信息：一个是威尔金斯和其同事富兰克林通过DNA衍射图推测出DNA分子呈现双螺旋结构；还有一个是奥地利生物化学家查哥夫的碱基配对A与T配对，G与C配对。教师：很好。这样做出的模型通过与X衍射照片比较得出一致后，就会可以确定磷酸脱氧核糖交替排列在螺旋外部、碱基配对在螺旋内部的DNA分子双螺旋结构模型是正确的。那么你们从他们的发现历程中学到了什么呢？要成功应该要怎么做呢？学生丁：相互配合，合作融洽，不然就会像威尔金斯和富兰克林一样与成功擦肩而过。教师：恩，有道理。还有吗？学生戊：要站在巨人的肩膀上。教师：额，也就是说要取别人之长补自己之短，要吸取前人的经验和知识用于自己的实践中。不错，看来学生之前准备工作做得很好。那现在我们就具体来看看DNA分子的结构吧。【讲授】教师：DNA作为大分子物质，它的基本单位是什么呢？由哪几部分组成呢？学生A：DNA的基本单位是脱氧核苷酸，由三部分组成：一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含N的碱基。教师：这三部分是怎样连接在一起的呢？学生B：磷酸连接脱氧核糖，脱氧核糖又连接含N的碱基。教师：对。（PPT多媒体显示4种脱氧核苷酸的化学组成的连接图片）这就是组成DNA的4种脱氧核苷酸，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸以及胸腺嘧啶脱氧核苷酸。那么它们是如何连接成核苷酸链，又如何形成双链的呢？（PPT多媒体显示脱氧核苷酸形成核苷酸链及双链DNA的动画）脱氧核苷酸与脱氧核苷酸即2个基本单位间通过磷酸二酯键连接，上一个脱氧核苷酸的脱氧核糖中第3号碳上的羟基与下一个脱氧核甘酸的磷酸上的羟基进行脱水缩合，形成磷酸二酯键，也称为磷酯键。很多个脱氧核苷酸通过磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸长链，2条脱氧核苷酸长链通过碱基互补配对A与T、G与C配对连接成双链结构，A与T之间以2个氢键连接，G与C之间以3个氢键连接；一条链中A的数目=另一条链中T的数目，G的数目=C的数目，所以DNA分子中总的A的数目=T的数目，G的数目=C的数目。（多媒体显示DNA分子平面结构模式图及立体结构模式图双螺旋结构模式图）这个双链结构中，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架；碱基互补配对，排列在内侧。我们还可以看到，组成DNA的2条脱氧核苷酸长链的方向是相反的，或者说2条链中的脱氧核糖的方向是相反的，所以我们讲组成DNA的2条脱氧核苷酸链反相平行。这2条脱氧核苷酸链像螺旋梯一样螺旋化后，就是我们DNA分子的立体结构双螺旋结构。好，我们现在总结下，关于DNA分子结构的相关知识：第一、DNA分子的立体结构是什么？学生C：双螺旋结构。教师：很好，那DNA分子是由几条链组成的呢？学生D：2条链。教师：什么链？学生D：脱氧核苷酸长链，是由2条脱氧核苷酸长链组成。教师：不错，那么2条链由什么组成，有几种类呢？学生E：由4种脱氧核苷酸组成，分别是：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸以及胸腺嘧啶脱氧核苷酸。教师：很好，记住写的时候要写完整，不要只写什么A、T、G、C，A、T、G、C指的是什么？学生：4种含N的碱基。教师：对，而脱氧核苷酸除了有含N碱基外，还有什么？学生：一分子磷酸和一分子的脱氧核糖。教师：很好，这三部分就组成了DNA的基本单位脱氧核苷酸。其中磷酸含有的元素是P、H、O，脱氧核糖含有C、H、O,而含N的碱基含有C、H、O、N4种元素，所以组成DNA的化学元素有C、H、O、N、P。我们就可以这样记忆：53421,5种化学元素C、H、O、N、P；组成基本单位的3个部分磷酸、脱氧核糖及含N的碱基；4种基本单位腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸以及胸腺嘧啶脱氧核苷酸；2条脱氧核苷酸长链；1个双螺旋结构的DNA分子。这就是DNA分子的结构，那DNA分子有什么样的特点呢？两个，多样性和特异性。我们来看这道题：由 800个脱氧核苷酸对组成一个DNA分子，问可以组成多少种DNA？提示：数学中的的排列组合方法。学生：-教师：假设2个脱氧核苷酸对组成一个DNA，每个的可能性有4种，所以组成DNA的种类是4*4=16种，3个脱氧核苷酸对组成的DNA就有4*4*4=64种，同理800个脱氧核苷酸对组成的DNA就有4800种，n个脱氧核苷酸对就组成4n种DNA，所以说DNA分子具有多样性。但是不同生物不同个体的DNA分子又是不同的，每个生物体所含的DNA分子都是独一无二的，除了同卵双胞胎一摸一样外，所以DNA分子有具有特异性。根据这一特异性，我们可以通过DNA分子比对做亲子鉴定，还可以通过DNA分子比对确定罪犯。这就是DNA分子在生活中的运用。好了，现在我们就请每位同学自己都动手制作一个独一无二的DNA分子，要符合DNA分子的结构哦，大家可以参考课本50页，好，现在开始动手吧。学生：-【结课】评价学生的DNA分子双螺旋结构模型并总结DNA分子的结构。（八）、课后反思这节课其实是我的公开课，这个教案是我听取各位评课老师的讲评进行修改后的教案。对于本节课的讲解，各位评课老师提了以下几点：一、生物作为一门科学性的学科，在教学中应该要做到语言规范、科学、准确，尽量不要口语化，还有专有名词不要简写；二、在讲新课的时候，要对知识点讲透，举例多点；三、根据新课