《DNA的分子结构和特点》的教学设计

1、DNA的分子结构和特点的教学设计一、教学设计思想美国教育学家克莱恩曾说过：“最佳的学习方法是做中学。”本节课中，学生首先在教师的引导下，通过了解“DNA双螺旋结构模型的发现史”，学习模型构建的一般方法并感悟所蕴含的科学思想，然后在此基础上，动手构建DNA的物理模型，最后通过小组间的交流、比较和归纳，水到渠成得出DNA分子结构的主要特点。在整个教学设计中，所有知识的建构都是由学生主动完成的，教师只是课堂的组织者和引导者，这样的教学设计正符合了“生本位”的教育理念。二、教学分析1教材分析DNA的分子结构和特点一节是新课标浙科版必修2遗传与进化第三章第二节的内容。由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA

2、分子结构的主要特点及制作DNA双螺旋结构模型三部分构成。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、基因突变、基因工程、生物的进化”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。2学情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，学生通过必修一已掌握了核酸的元素组成等相关知识，这为学习本节内容也奠定了知识基础。学生学习的障碍：尽管他们具备了一定的认知能力，但其思维的目的性、连续性和逻辑性还不完善，

3、这就需要教师在探究过程中加以引导；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通过直观的模型构建，以增强其理解力。三、教学目标1知识目标：掌握DNA的双螺旋结构，理解DNA分子的特点。2能力目标：通过制作DNA分子双螺旋结构模型，学生可以提高自身的观察力和动手能力。 3情感态度与价值观目标：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。四、教学模式与手段：在本节教学运用了以学生为中心的建构主义教学模式。学生通过“了解DNA结构的发现史观察模型制作模型展示模型分析模型”等环节，主动建构DNA分子的结构特点等知识体系。在教学过程中，教师以引导

4、启发式教学为主，并不断穿插使用模型建构法，观察法、讨论法、诱思探究法、问答法等多种教学方法。五、教学准备多媒体课件；DNA双螺旋结构的物理模型；制作DNA双螺旋结构的物理模型的若干用具。六、教学过程教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图课题引入视频播放2004年雅典奥运会开幕式片段，问：1、这届开幕式被世人给予极高的评价，它展示了人类历史的长河。那么刚刚在屏幕上用激光打出的是什么图案呢？2、在这样的盛会上为什么要打出这样的图案？（教师引导学生回顾上节知识，重申DNA的重要性）3、谁能说一说DNA具有怎样的结构？教师抓住学生的知识盲区和求知欲，顺势引出本节课题-DNA的分子结构学生饶有兴趣的观

5、看视频，并很快辨认出是DNA。学生集体回答：1、DNA2、在教师的引导下，学生回答出：因为DNA是主要的遗传物质。对DNA的认识标志着人类对生命奥秘的探索进入了新的阶段。3、学生根据视频图像和已有的知识可以回答出“螺旋的，两条链，像麻花”这样的答案，而无法回答出DNA的具体结构。利用视频导入新课，能调动学生的学习兴趣。通过提问，使学生自我发现现有知识的不足，从而激发他们的兴奋点和强烈求知欲。 跟随科学家的足迹，探寻DNA的空间结构明确DNA的分子组成教师布置学习任务：1、请同学们阅读教材P55，认识DNA分子的组成。2、在了解了DNA分子组成的基础上，四人为一组，每组利用课前发放的材料用具组装

6、8个脱氧核苷酸。教师巡视学生组装脱氧核苷酸的情况，并给予一定的指导。在学生任务完成后，教师提问：1、构成DNA的基本单位是什么？2、脱氧核苷酸由哪几部分组成？3、我们可以组装出几种脱氧核苷酸？引导学生辨认每种脱氧核苷酸的名称。小组成员在自学DNA分子的基础上，合作组装DNA分子的基本单位-脱氧核苷酸。学生根据自学的知识和实际的操作很容易回答上述问题：1、DNA的基本单位是脱氧核苷酸。2、脱氧核苷酸由三部分组成（磷酸、脱氧核糖，碱基）3、有四种脱氧核苷酸。在教师的引导下，大声读出每一种脱氧核苷酸的名称。培养学生自主学习的能力和动手操作能力。通过实际操作，使学生明确脱氧核苷酸的构成，及每种脱氧核苷

7、酸的差异。组装脱氧核苷酸链讲述：20世纪四十年代，科学家们已经弄清了DNA的分子组成，并且也认识到 DNA都是由脱氧核酸链构成的。问：那么脱氧核苷酸又是如何连接成脱氧核苷酸链的呢？引导学生回顾蛋白质的构成，让学生从中获得启发。教师动画演示脱氧核苷酸链的形成过程。并布置学生任务：请各小组成员在观看完动画演示后，合作组装一条脱氧核苷酸链。在学生动手操作时，教师巡回指导。学生通过知识迁移，很容易得出答案：脱氧核苷酸之间发生了缩聚反应。学生认真观看动画后，利用先前完成的6个脱氧核苷酸，组装出一条脱氧核苷酸链。提高学生的知识迁移能力。在观看动画后让学生实际操作，既培养学生的动手能力，又提高了他们的观察能

8、力。再现DNA双螺旋结构的发现历程过渡：那么一个DNA又是由几条这样的脱氧核苷酸链构成的呢？DNA具有怎样的空间结构？课件演示DNA空间结构发现史：材料一：在40年代末，威尔金斯的研究小组测定了DNA在较高温度下的X射线衍射。材料二：沃森和卡里克以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱为基础，推算出DNA呈螺旋结构。他们尝试制作了各种螺旋结构模型，均失败了。后来他们又重新构建了一个“磷酸-核糖骨架在外部，碱基在螺旋内部：双链螺旋，并且相同碱基配对，但是这样的配对方式遭到化学家的否定。（教师补充四种碱基的化学结构）材料三：1952年春天，著名生化家査戈夫访问剑桥大学，沃森和克里克得到一个重要信息

9、：A的总量总是等于T的量，G的量总等于C的量。问：根据这个重要信息，你认为沃森和克里克会做出怎样的调整？材料四：沃森与克里克根据获得的信息，解决了碱基互补问题，并最终构建出DNA双螺旋结构模型。课件展示两张图片：沃森和克里克亲手搭建的DNA双螺旋结构模型图片；以超高分辨率扫描式电子显微镜下拍到的DNA照片。问题：1、DNA双螺旋结构模型的构建过程，主要涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有什么启示？2、在构建DNA空间结构的过程中，沃森和克里克配合默契，终获成功，你从他们身上学到了什么？学生跟随老师的讲述一同回溯DNA空间结构的发现历程。学生通过分析四种碱基的化学结构，能够判断

10、出相同碱基配对的不合理性。学生很快会想到：A与T，G与C配对。学生对比两张图片，更加信服了DNA双螺旋结构模型的科学性。学生思考讨论后回答：1、主要涉及物理学、化学、生物化学等学科，这说明多学科的交叉可以促进科学的发展。在科学的道路上要放宽视野和眼光2、要善于吸收借鉴他人的成果和经验；在困难面前要永不放弃；要有团队精神采取讲故事的形式，以沃森、克里克的研究历程为主线，逐步呈现DNA双螺旋结构模型的内容，这样不仅使学生自然的了解到DNA的空间结构，还能学习到科学家的研究方法，感悟到科学家锲而不舍的科学精神，从而在情感和能力上都得到升华。归纳双螺旋结构模型的内容教师展示DNA双螺旋结构的物理模型：

11、先与学生一起认识物理模型的各个组成部分，然后在此基础上引导学生自行总结归纳DNA双螺旋结构的内容。学生仔细观察DNA结构的物理模型后，归纳总结：1、DNA由两条脱氧核苷酸链反向盘旋成双螺旋结构；2、链的外侧为脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架；3、内侧为氢键连接成的碱基对，并且总是A与T，C与G配对。通过展示物理模型，增加学生的感性认识，这体现了教学的直观性原则。同时也锻炼了学生的观察力和总结归纳能力。动手组装双螺旋结构模型制作模型布置学生任务：以小组为单位，动手组装DNA双螺旋结构模型。说明：在学生活动期间，在班级内巡视并及时收集模型制作过程中出现的问题。参照教材中DNA双螺旋结构的内容，按

12、照碱基互补配对原则，构建脱氧核苷酸双链，并完成DNA的空间结构。使学生由对DNA双螺旋结构的理性认识转化为实际的操作，亲身体验模型的建构。展示模型选择几组有代表性错误的模型进行展示，并引导学生进行评价纠错。如：（A）（B）引导学生一起从小组同学的合作性、传新型和模型制作的科学性等多方面进行组间评价，并宣布评价结果。学生对比教材图及DNA双螺旋结构的内容，对展示的模型进行评价。如：A图：存在的问题：磷酸-脱氧核糖骨架应排列在外侧，而碱基位于双链内部。B图：存在的问题：没有严格按照碱基互补配对原则。通过让学生主动的展示与纠错，可以提高他们的观察力，强化对DNA双螺旋结构的理解和记忆。分析模型引导学

13、生分析制作的DNA结构模型，归纳DNA分子的特性。问题1、请相邻小组间相互对比制作的模型，大家制作的模型有差异吗？2、如果某段DNA分子由n对脱氧核苷酸对组成，那么将有多少种DNA分子？这说明DNA有什么特性？3、假如我们每个小组制做的模型就是一个特定的DNA分子，那么DNA碱基对排列顺序的不同又可以说明DNA分子的什么特性？(教师顺势引出遗传信息的内涵。)4、请大家比较你们制作的模型有没有相同的地方？这又说明DNA的什么特性？组间合作，相互比较各组的模型，讨论后得出答案：1、虽然都是四种脱氧核苷酸构成，但是其排列顺序却不一样。2、4n ；说明DNA分子具有多样性。3、每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序，说明DNA分子的特异性。4、不同的DNA分子其基本骨架是一样的，都是由外侧的脱氧核糖与磷酸交替连接；链内侧碱基配对方式是一样的，而且通过氢键连接，使整个DNA稳定。这说明DNA具有稳定性。让学生通过观察、比较分析亲手制作的模型，主动建构DNA分子的特性（即多样性、稳定性和特异性），使学生真正做到“做中学”。小结从DNA双螺旋结构能够解释DNA分子的三个特性出发，师生共同探讨沃森与克里克的研究对于整个人类认识生命的深远意义。回应本节课的开头