《DNA分子的结构》教学设计

DNA分子的结构教学设计 高一生物 郑少丹一、教学目标1 知识方面：概述DNA分子结构的主要特点2 能力方面：制作DNA双螺旋结构模型；进行遗传信息多样性原因的探究3 情感态度和价值观方面：认同与人合作在科学研究中的重要性；体验科学探索不是一帆风顺的，需要锲而不舍的精神二、教学重点1 DNA分子结构的主要特点2 制作DNA双螺旋结构模型三、教学难点DNA分子结构的主要特点四、教学用具DNA分子结构模型组件、DNA分子的空间结构模型五、教学方法实验探究、发现式教学六、教学设计思路本节课的教学内容是高二生命科学第六章遗传信息的传递和表达第一节“遗传信息” 的第二课时。学好这节课对于学生理解DNA的复制、基因的表达、基因突变、基因工程等知识是非常重要的，是学习遗传学的基础。由于学生还没有学过有机化学的知识，对于理解DNA分子的结构有一定的难度。因此在设计本节课时，我改变教材中对DNA结构介绍的顺序，在教学过程中贯穿“DNA分子结构发现史”、穿插“DNA分子模型的搭建活动”，通过让学生跟随科学家的研究历程，在模型搭建过程中发现问题、积极思考并解决问题。本堂课试图通过贯穿科学发现史、模型教学法促进对DNA结构知识的学习和深入理解，教学过程采用“基本单位 单链结构 平面结构 空间结构”的顺序指导学生搭建模型，学生在搭建活动中理解脱氧核苷酸是如何构成DNA双螺旋结构的，其中的碱基互补配对的原则、DNA分子碱基对的排序等教学重点、难点也试图在此过程中逐步突破，另外在模型搭建过程中能够让学生体会科学家善于捕获分析信息和严谨的思维品质及持之以恒的科研精神，感悟生命科学的发展离不开多种学科交叉的运用，从而共同发展。七、教学过程：学习进程教师活动学生活动引入新课上节课我们已经学习了赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，知道DNA是生物体的遗传物质。在上世纪50年代，人们迫切地想知道：DNA分子作为遗传物质是怎样储存遗传信息的？又是怎样决定生物性状的？要回答这些问题，首先要弄清DNA的结构。为此许多科学家都投入到对DNA分子结构的研究中去。学生回忆上节课内容，在已有的知识背景下，明确本节课的学习的内容。简介沃森和克里发现DNA分子结构的过程展示照片，创设情景1、介绍沃森和克里克2、介绍鲍林与蛋白质螺旋结构模型，引出沃森和克里克受启发用分子建模的方法研究DNA分子的结构。3、沃森和克里克国提出DNA的双螺旋结构模型而获诺贝尔奖。观察照片，了解发现DNA分子结构的主要科学家沃森和克里克，了解研究DNA分子结构的主要方法搭建模型的方法。指导学生搭建DNA模型，理解DNA分子的结构特点理解DNA分子的多样性介绍沃森和克里克当时已知DNA分子的相关知识1、展示脱氧核苷酸的图片。DNA分子的基本单位脱氧核苷酸是由那几种物质构成？有几种脱氧核苷酸？2、展示脱氧核苷酸聚合成多核苷酸链的图片。创设任务情景，指导模型搭建：1、自拍照片展示介绍模型的零件，为学生设置台阶，指导学生搭建DNA模型（基本单位 单链结构）2、指导学生分组组装多核苷酸长链。多核苷酸链是怎样组装成DNA分子的呢？ 3、展示富兰克林B型DNA晶体的X射线衍射图照片4、指导搭建双链模型，设置碱基配对障碍。（1）两条相互平行的多核苷酸链。脱氧核糖、磷酸交替连接，排列在外侧，碱基在内侧。通过碱基配对组装。（2）展示一下各组制作的DNA平面结构，检查有无连接错误并给与正确的评价。（3）展示照片，介绍化学家查哥夫研究结果。（4）强调DNA分子碱基互补配对原则。（展示DNA分子平面结构）碱基A与T配对，C与G配对。碱基间通过氢键连在一起。之后的研究中我们了解到A与T有两个氢键，G与C有三个氢键。5、请前后两组同学将完成的DNA分子双链结构模型连接，并记录分子模型中两条多核苷酸链的碱基序列。请两位学生代表将记录的碱基序列写在黑板上。请学生比较各组DNA中的碱基排列顺序。计算碱基排列方式。（1）讲解2个碱基对的分子有几种排列方式（2）问：十个碱基对DNA分子的排列顺序有多少种？（3）问：DNA分子能不能储存大量遗传信息？通过什么方式储存？是遗传物质，碱基排列顺序不同，所携带的遗传信息就不同，从而从分子水平上决定生物的多样性和个体之间的差异由此表现出丰富多彩的自然世界。6、出示DNA分子的模型说明DNA分子的立体结构是有规则的双螺旋结构向右螺旋。观察图片，了解相应的知识背景。回忆、理清原有的知识；观察图片，知道每两个脱氧核苷酸之间连接方式。观察照片，知道每个零件所代表的结构，初步了解各零件连接方式。两位学生一组，搭建多核苷酸链。观察照片，知道DNA分子是双链螺旋结构。同组的两位学生将搭建完成的两条多核苷酸链配对组装。边组装边讨论碱基该如何配对？学生发现碱基配对的问题，讨论得出结论：只有A与T，C与G能配对。学生观察图片，理解碱基互补配对的原则。学生按碱基互补配对的原则重新将两条多核苷酸链配对组合在一起形成双链，制作成DNA的平面结构。前后两组同学将完成的DNA分子双链结构模型连接。并记录碱基排列顺序学生代表板书学生发现搭建的DNA模型中的碱基对的排列都不一样理解计算方法。回答：410回答问题学生理解碱基排列顺序多样性，构成了DNA分子多样性，所以DNA分子能储存大量的遗传信息。模仿、展示DNA分子双螺旋的空间结构向右螺旋小结请学生观察DNA分子的模型、阅读课本P40，引导学生归纳总结DNA分子结构的特点。DNA分子的多样性的原因？引导学生得出：DNA分子双螺旋结构的发现，涉及物理学、生物化学、数学等学科的知识。多学科交叉运用，促进学科的发展，双螺旋结构模型的提出是生物学史上划时代的事件，它宣告了分子生物学的诞生，标志着生物学已经进入了分子水平，以此为开端，生物学的各个领域均发生了巨大变化。观察DNA分子的模型、阅读课本P40,归纳与总结：（1）两条相互平行的多核苷酸链。（2）碱基互补配对原则。A与T配对，C与G配对（3）向右螺旋回答：碱基的排列顺序多样性激发学生深入思考八、教学反思：这节课通过贯穿实验教学促进对DNA结构的知识的学习和深入理解，对学生理解脱氧核苷酸的结构和DNA的结构非常有益。学生在实践中能理解脱氧核苷酸是如何构成DNA双螺旋结构的，而且其中的碱基互补配对的原则、数量关系以及DNA的排序等教学难点也能轻松的突破。同时能够体验科学家善于捕获分析信息和严谨的思维品质及持之以恒的科