人教版必修2 DNA分子的结构和特点 教案.doc

“dna分子的结构和特点”的教学设计 一、设计思想： 以dna模型的建构为依托，通过“分析原型-模型假设-模型检验-模型应用”的过程式教学，尝试模型建构的科学方法，通过对dna分子结构原型的分析过程，体验科学发展史中蕴含的科学方法和科学思想。美国教育学家克莱恩曾经说过：“最佳的学习方法是先做后辨认，或是一边做一边辨认。”教学中让学生在分析相关资料的基础上运用学具动手构建模型，然后通过师生或生生的互评，水到渠成得出dna分子结构的主要特点，达到在探究活动中掌握知识的教学目标，同时培养学生的动手能力和创新精神。教学中体现为学生好学而设计的“生本教育”理念，课堂少预设性多生成性，强化学生的自主学习。 二、学习任务分析：本节是必修二第三章第二节的内容，作为遗传物质的dna分子必需有特定的结构与功能相适应，同时理解dna的分子结构，既有助于从分子水平理解基因的本质，同时也是学习后面的“dna的复制、基因的表达等内容的基础。因此，本节内容在整个生物学科中有着至关重要的地位。本节内容知识目标的任务不是很难，相对来说其价值更多地体现在以下两方面：一是通过科学史渗透科学方法和科学精神教育，二是通过运用学具构建模型培养动手能力和自主学习、合作学习的能力。本节内容安排二课时，这里呈现的是第一课时的教学设计，第二课时安排dna分子结构特点的拓展和有关碱基互补配对原则的计算和应用。三、学习者分析：通过上节课的学习，学生已经知道了dna是主要的遗传物质，他们自然会产生“dna作为遗传物质应具备怎样的结构？”这样的疑问，而这正是促成学生学习本节内容的兴奋点。此外，学生在初中科学和必修一的学习中已掌握了核酸的元素组成和基本单位等知识，日常生活中也有相关的经验积累，这为学习本节内容奠定了基础。学生更擅长于形象直观思维，其空间想象力不足，因此在学习本节内容时有必要利用学具进行直观的模型构建，以增强其理解力，培养动手能力。四、教学目标1、知识目标：简述dna的分子组成，概述dna分子结构及其特点，阐明碱基互补配对原则。2、能力目标：参与对dna分子原型的分析过程，培养分析问题、解决问题的能力，参加模型的建构过程，培养自主探索、合作学习的能力。3、情感目标：认识到多学科合作研究的重要性，感悟dna双螺旋结构对称、简洁、和谐的科学美，体验dna双螺旋结构模型的构建历程，感悟科学研究中蕴含的科学思想和科学态度。五、教学重点与难点dna分子结构的主要特点和制作dna分子双螺旋结构模型六、教学用具 多媒体课件，学具准备（二人一套）：分别代表磷酸基团、脱氧核糖、碱基的纸板各20个，透明胶带，剪刀 等。七、教学过程主题教师的组织和引导学生活动教学意图一、新课引入 2011年5月1日晚，美国总统奥巴马在白宫宣布，“基地”组织领导人本拉登已被美国军方击毙。怎样确认该尸体就是本拉登？可以用什么方法？ 为什么检测dna能确认该尸体就是本拉登？带着这样的一个问题，我们不妨把自己的思路追溯到五十多年以前。学生分析思考，老师引导后得出结论：dna分子检测。思考检测的是dna分子的化学元素还是结构？ 通过把生物学知识和生活实际相结合，引出本节内容。二、介绍三个研究小组1950年代初，科学界普遍承认dna是最重要的遗传物质，进一步阐明dna分子的结构和功能已成为迫切的任务，当时有三组科学家在进行着一场实力和智慧的科学竞赛。沃森和克里克当时是无名小辈，年纪也最轻，沃森是23岁，克里克35岁，但他们成功了，他们成功很重要的一个原因是应用了模型建构的方法，模型建构是自然科学研究中一种常用的方法。当研究对象难以直接操作时，可以考虑用模型来模拟研究对象。通过多媒体投影了解科学竞赛的情况，知道模型建构的科学研究方法。科学史教育和科学方法教育三、模型构建过程1、分析原型 1、dna的基本单位当时已经知道dna是由四种脱氧核苷酸组成，如图：2、x射线衍射图介绍x射线衍射：如果一束x射线照射在一种结晶物质上，一旦碰到原子，一些射线就会发生衍射或散射，散射的x射线相互干涉会产生一些亮度不同的斑点。这些斑点可以被记录在胶片上，它就是这种分子独一无二的标记，可以提供很多分子结构的有关信息。此图是由富兰克林拍摄的，由威尔金斯提供给沃森和克里克看的，你们看了有什么感觉吗？对称美。这张图片一下子激发了沃森和克里克的灵感，他们认为dna分子最可能是成规则的双螺旋结构。（生物体很多结构往往是成对的）。当然x射线衍射图还包含了很多信息，可以计算出很多数据。、3、两条脱氧核苷酸链的排列方式一开始，沃森和克里克把磷酸基团放在中间，而碱基放在两侧，很快发现不对，你能找出不对的原因吗？gatcgccatcgca脱氧核糖和磷酸基团在dna分子的两侧，中间是碱基对，碱基对怎样配对呢？沃森和克里克通过模型搭建，排除了同种碱基配对的可能性，你知道是什么原因吗？atcgatcgggaa查加夫等科学家对不同生物来源的dna碱基成份进行了分析，这是分析数据：dna来源atgc小牛胸腺17161210牛肾16151310酵母菌18191010结核杆菌11102624碱基比率的测定结果为他们提供了重要的线索。沃森忽然灵感一现，发现a和t、g和c分别可以紧密配对，更为重要的是这两个通过氢键连接的碱基对的长度相等，同时这个碱基配对规律完全符合查加夫的碱基比率关系。沃森和克里克紧密合作，不断捕捉来自各方面的信息，通过模型构建的方法，经过一年半的努力，成功地发现了dna分子的空间双螺旋结构。通过观察多媒体课件，知道脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖、碱基组成，磷酸基团连接在5号碳原子上，碱基连接在1号碳原子上。了解dna模型发现史中最重要的一张图片，感悟科学研究需要多学科合作，技术的发展推动科学的进步。 磷酸基团是带负电的，亲水性，碱基是疏水的，引导学生推理dna两条链可能的排列方式。培养科学的审美观通过碱基和脱氧核苷酸结构式的介绍，为模型建构时碱基配对和反向平行做铺垫。培养学生获得生物学信息并利用信息进行分析推理的能力。理解模型方法是利用模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法。2、模型假设 提供模型材料。（二人一套）：分别代表磷酸基团、脱氧核糖、碱基的纸板各20个，透明胶带，剪刀 等。 教师巡视全班，并个别指点，特别注意学生中的典型错误，及时发现学生在模型构建过程中的生成性问题。学生代表呈现所构建的模型，进行生生或师生互评。学生两人一组，利用学具构建dna分子模型，通过制作、展示和评价模型加深对dna双螺旋结构的理解，训练综合技能。遵循“以学定教”的“生本教育”理念，培养自主学习、合作学习能力，体验模型建构的科学方法。3、模型检验空间双螺旋结构模型是否正确，还需得到验证：第一看模型与原型是否相符，该模型得到后来大量实验的证实。第二看能否解释dna作为遗传物质所具备的功能。引导学生观察手中的模型分析dna分子结构特点，提醒观察顺序：先整体再局部，先两边再中间，归纳出三点。这样的结构能很好地解释遗传物质的多样性，与遗传物质的功能是相适应的。1953年4月25日，沃森和克里克在英国的自然杂志上发表了不到九百字的文章，引起了世界的轰动。1962年，沃森和克里克、威尔金斯由于对dna结构的重大贡献，获得了诺贝尔医学和生理学奖。利用模型分析归纳结构特点理解结构和功能相适应通过动手做、动脑想、动口说，实现难点目标的突破、重点目标的达成。4、模型应用回到本节课开始时的问题：测定的应该是本拉登的dna的什么？为什么？ 讨论分析dna分子的多样性培养运用所学知识解决实际问题的能力五、小结1、模型建构的一般过程2、同学谈对dna双螺旋结构发现过程的感想如：正确的科学方法，多学科知识的综合应用，坚持不懈的精神等。积极思考，勇于发表自己的看法。在潜移默化中提高学生的生物科学素养。八、板书设计 九、课外拓展 引导学生通过网络了解更多有关内容。十、教学反思本节课的教学设计使模型建构过程成为一个思维与行为相统一的过程，独立思考与小组合作相统一的过程，知识的获得与探究能力的提高、情