课标版（生物）必修2《DNA分子的结构》教学设计.doc

DNA分子的结构教学设计江西宁都中学 王俊明教学目标：通过制作脱氧核苷酸和DNA结构模型的活动，使学生理解DNA的分子结构，理解DNA空间结构的主要特点和DNA分子的多样性、特异性和稳定性，通过了解科学家的研究过程，鼓励学生大胆创新，从而体验探究的乐趣和获得成功后的喜悦，学会科学的探究方法。教学重点: 理解DNA立体结构的主要特点。教学难点：分析DNA结构中的碱基数量关系及DNA分子的多样性。教学方法：制作模型、实验、探究式学习法。教学实施：课前准备：每组同学4个等大的五边形，四个等大的圆纸片，下面的形状长条形纸条如图剪开。导入新课（情景创设）课件展示图片：中关村DNA雕塑。老师：知道这标志的含义吗？体现生命、朝气、高科技。可就是这样的雕塑曾引发一起纠纷案件，即北京市海淀区法院受理的北京世纪盛典文化艺术交流有限公司起诉北京大学DNA雕塑合同纠纷案。介绍案情。学生：观察图片，听案情介绍。思考教师提出的问题：案件发生的原因是什么？DNA的空间结构的旋转方向问题。科学家是如何揭示DNA分子结构的？引出DNA的结构的课题（意图：课件的引入能激发学生的学习兴趣及好奇心，使学生快速进入课堂。） 阅读DNA双螺旋结构模型的构建过程，认真思考以下问题后小组交流讨论： （1）沃森和克里克开始研究DNA结构时，科学界对DNA已有的认识是什么？（DNA分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的长链，呈螺旋结构。） （2）沃森、克里克在前人已有的认识上，采用什么方法研究DNA结构？（模型建构。） （3）沃森和克里克先后分别提出了怎样的模型？（a、螺旋结构（三螺旋、双螺旋）：碱基位于外部；b、双螺旋结构：磷酸-脱氧核糖位于外部，碱基位于内部，相同碱基配对；c、双螺旋结构：磷酸-脱氧核糖（骨架）位于外部，碱基A-T，G-C配对，位于内部。）新课讲授1.回眸历史老师引入话题：早在1869年德国生物化学家米歇尔最早发现DNA这种化合物的存在。在之后的近一个世纪里，许多科学家进行了大量的研究和探讨，你们知道多少DNA发现的故事呢？学生讲有关DNA结构发现的故事（学生通过阅读教材）。（意图：培养学生收集资料的能力，同时通过了解DNA的发现历史，培养学生表述能力并实现资源共享。）2.讲解知识，归纳分析DNA分子的结构特点：DNA分子由2条链组成，反向平行盘旋成双螺旋结构；脱氧核糖和磷酸集团交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧；碱基通过氢键连接成碱基对，并遵循碱基互不配对原则。（AT，GC）。问：有哪三特性？（稳定性，多样性，特异性）3.分工协作，构建模型老师指导学生分成（）小组，每组（）人，分发DNA模型构件，引导学生讨论有关史料，从中整理出有关DNA分子结构特点的有效信息，构建模型。学生利用现成的DNA分子模型的构件动手制作，可以先按照分工制作部分配件，再将各种配件组合在一起，逐步完成DNA分子模型的制作；最后，提醒学生按照方案对制作的模型进行检查，修补存在的缺陷。（意图：培养学生观察能力、分析和解决问题以及协同配合的能力，并使他们在科学探究和具体制作的过程中体验发现的乐趣、成功的喜悦。）具体过程：（1）组装一个脱氧核苷酸模型：（注意三种物质的连接位置）（2）组装脱氧核苷酸长链：（学生阅读资料：磷酸-脱氧核糖骨架排列在外侧，推测脱氧核苷酸之间通过磷酸-脱氧核糖相互连接）（3）构建脱氧核苷酸双链学生根据自己对DNA结构的已有认识，可能有同学构建如下双链模型：教师提示学生进行自检、组内和组间互评，发现问题：磷酸-脱氧核糖骨架应排列在外侧，而碱基位于双链内部。并由学生提出解决方案：一条脱氧核苷酸链不动，互补链旋转180度。改进后的模型如下： 学生观察新模型后，提出作为遗传物质的DNA分子必须具有稳定性，而该模型不能保证DNA结构的稳定性，提出修改方案： A-T碱基对与G-C碱基对具有相同的形状和直径，让让A与T配对，G与C配对，组成的DNA分子才具有稳定的直径。再次改进模型如下：（4）学生构建DNA的立体结构：双螺旋结构模型。4.观察模型，整合特点指导学生观察各人制作的模型，分析比较，由它们的共性整合出DNA分子的特点；再比较它们的不同，得出DNA分子的多样性，由此引导学生思考，联系生物的多样性，推测DNA分子碱基对的排列顺序与遗传信息之间的关系。 （意图：充分利用模型，发挥教师的主导作用，精心点拔，引导学生观察讨论，归纳引导学生从感性到理性，从抽象到形象，层层深入准确掌握知识要点，提高学生观察分析归纳能力）5.知识拓展，分析计算 碱基计算的一般规律（意图：培养学生计算分析，逻辑思维能力）(1) DNA双链中，互补碱基的数量相等(A=T 、C=G) ； DNA单链中，互补碱基的数量不一定相等（A T、C G） (2) 双链DNA分子不互补碱基对的碱基之和的比值为1，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 （A+C）/（T+G）=1 即 A+C = T+G （A+G）/（T+C）=1 即 A+G = T+C(3) DNA分子其中一条链中的互补碱基对的碱基之和的比值与另一条互补链中以及双链DNA中该比值相等。 若（A1+ T1）/（G1+ C1）= a 则（A2+ T2）/（G2 + C2）= a （A+ T）/（G + C）= a(4) DNA分子一条链中的不互补碱基对的碱基之和的比值是另一条互补链中该比值的倒数。若（A1+ C1）/（G1+ T1） =a 则（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/a或（A1+ G1）/（C1+ T1） =a 则（A2+ C2）/（G2+ T2） = 1/a小结化学元素组成：C、H、O、