2024-2025学年新教材高中生物 第3章 基因的本质 第2节 DNA的结构教学设计 新人教版必修第二册

2024-2025学年新教材高中生物第3章基因的本质第2节DNA的结构教学设计新人教版必修第二册主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年新教材高中生物第3章基因的本质第2节DNA的结构

2.教学年级和班级：高一年级2班

3.授课时间：周四上午第二节课

4.教学时数：1课时

亲爱的小伙伴们，大家好！今天我们一起走进高中生物的奇妙世界，揭开DNA结构的神秘面纱。让我们带着好奇心和求知欲，开启这节课的奇妙旅程吧！🚀🎒核心素养目标分析本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维和科学探究能力。通过学习DNA的结构，学生能够理解遗传信息的分子基础，形成对生命现象的理性认识。同时，通过实验探究，学生将提升科学探究的实践技能，培养严谨求实的科学态度和团队合作精神。教学难点与重点1.教学重点，

①DNA分子的双螺旋结构及其稳定性，这是理解DNA作为遗传物质基础的关键。

②DNA分子的碱基配对规则，包括A-T和C-G的互补配对，这是学生需要掌握的核心概念。

③DNA分子复制的基本原理，特别是半保留复制的机制，这是遗传信息传递的基础。

2.教学难点，

①DNA分子结构的立体空间想象，学生需要能够从平面图想象出三维结构。

②DNA分子复制过程中的精确性和纠错机制，这涉及到复杂的生物化学过程。

③DNA分子结构在遗传信息传递中的作用，如何将结构特点与遗传信息的表达联系起来，这是一个综合性的理解难点。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.采用讲授法结合互动式教学，通过生动的语言和图片展示DNA的双螺旋结构，帮助学生直观理解。

2.引入案例研究，分析DNA结构在遗传病诊断中的应用，提高学生将理论知识与实际应用相结合的能力。

3.设计小组讨论活动，让学生探讨DNA复制过程中的挑战和解决方案，培养合作学习和批判性思维。

4.利用实验模拟DNA复制过程，通过动手操作加深学生对半保留复制原理的理解。

5.配合多媒体教学，如动画演示DNA的双螺旋结构和碱基配对，提高学生的学习兴趣和参与度。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-亲爱的同学们，今天我们来探索一个神秘的世界——DNA的世界。你们知道吗，DNA就像是生命的“蓝图”，它决定了我们的长相、健康和许多其他特征。那么，DNA是什么样的呢？它又是由什么组成的呢？今天，我们就来揭开DNA的神秘面纱。首先，请大家拿出笔记本，准备好记录下我们的探索过程。

2.新课讲授（用时15分钟）

-①双螺旋结构介绍

-我会展示DNA的双螺旋结构模型，并解释它的基本组成，包括磷酸骨架、碱基对和螺旋结构。

-我会强调DNA分子的稳定性和结构特点，如碱基配对规则和氢键的作用。

-②碱基配对规则讲解

-我会使用图片和动画演示A-T和C-G的碱基配对，帮助学生理解这一重要概念。

-我会提出问题：“如果A-T和C-G的配对规则改变，会发生什么？”让学生思考并讨论。

-③DNA复制原理

-我会讲解DNA复制的过程，包括半保留复制和DNA聚合酶的作用。

-我会提出实验设计问题：“如果DNA复制过程中出现错误，生物体会如何应对？”引发学生的思考和讨论。

3.实践活动（用时10分钟）

-①DNA模型搭建

-我会为学生提供DNA模型材料，让他们亲自搭建DNA双螺旋结构，加深对结构的理解。

-学生在搭建过程中，我会在旁边指导，解答他们的问题。

-②碱基配对游戏

-我会设计一个碱基配对游戏，让学生在游戏中学习A-T和C-G的配对规则。

-游戏结束后，我会请几名学生分享他们的发现和感受。

-③DNA复制模拟实验

-我会指导学生进行DNA复制模拟实验，通过实验操作，让他们亲身体验DNA复制的复杂性。

-实验过程中，我会提醒学生注意观察细节，并适时给予反馈。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

-①DNA结构对遗传信息传递的影响

-例如，讨论DNA结构变化可能导致遗传疾病的原因。

-②DNA复制过程中的错误与纠错机制

-例如，讨论DNA聚合酶如何识别并修复复制过程中的错误。

-③DNA技术在现代生物学中的应用

-例如，讨论DNA技术在基因编辑和生物制药中的应用。

5.总结回顾（用时5分钟）

-同学们，今天我们一起学习了DNA的结构、碱基配对规则和DNA复制的原理。大家要记住，DNA的双螺旋结构是其稳定性和信息传递的关键，碱基配对规则是维持这种结构的基础，而DNA复制则是遗传信息传递的重要过程。

-我会请几名学生分享他们今天的学习心得，并强调DNA结构对于理解生命现象的重要性。

-最后，我会布置一个作业：思考DNA技术的未来发展趋势，并写一篇短文表达自己的观点。教学资源拓展1.拓展资源：

-遗传密码：介绍遗传密码的概念，包括三联体密码子、氨基酸编码和遗传密码的简并性等内容。

-基因表达调控：探讨基因表达调控的机制，如转录因子、RNA干扰和表观遗传学等。

-基因工程：介绍基因工程的基本原理和技术，如DNA重组、基因克隆和基因敲除等。

2.拓展建议：

-遗传密码学习建议：

-鼓励学生通过查找资料，了解遗传密码的发现历程和科学家的贡献。

-提供相关的实验视频或动画，帮助学生直观理解遗传密码的编码过程。

-基因表达调控学习建议：

-引导学生阅读相关的科普文章，了解基因表达调控在生物体发育和疾病发生中的作用。

-组织学生进行小组讨论，探讨基因表达调控在生物技术中的应用前景。

-基因工程学习建议：

-鼓励学生参观生物技术实验室，了解基因工程实验的基本操作流程。

-提供基因工程相关的在线课程或教材，帮助学生深入理解基因工程的理论基础和实践应用。

3.拓展资源：

-遗传多样性：介绍遗传多样性的概念、形成机制和重要性。

-人类基因组计划：介绍人类基因组计划的目的、成果和影响。

-环境因素对基因表达的影响：探讨环境因素如温度、光照和氧气等对基因表达的影响。

4.拓展建议：

-遗传多样性学习建议：

-引导学生阅读相关的科普文章，了解遗传多样性的形成机制和生物多样性的关系。

-组织学生进行实地考察，了解不同地区的生物多样性状况。

-人类基因组计划学习建议：

-鼓励学生查阅人类基因组计划的官方报告和研究成果，了解人类基因组计划的科学意义和社会影响。

-组织学生进行小组讨论，探讨人类基因组计划对医学、农业和生物技术等领域的贡献。

-环境因素对基因表达的影响学习建议：

-提供相关的实验数据或案例，让学生了解环境因素对基因表达的影响。

-鼓励学生参与科研项目，探讨环境因素对生物体基因表达的影响机制。

5.拓展资源：

-基因治疗：介绍基因治疗的概念、原理和应用。

-基因编辑技术：介绍CRISPR-Cas9等基因编辑技术的原理和应用。

-基因组学与系统生物学：介绍基因组学和系统生物学的概念、研究方法和应用。

6.拓展建议：

-基因治疗学习建议：

-鼓励学生了解基因治疗的发展历程和伦理问题，关注基因治疗在临床应用中的挑战。

-组织学生参观基因治疗实验室，了解基因治疗实验的基本操作流程。

-基因编辑技术学习建议：

-引导学生阅读相关的科普文章，了解基因编辑技术的原理和应用。

-鼓励学生参与科研项目，探讨基因编辑技术在基因治疗和生物技术中的应用前景。

-基因组学与系统生物学学习建议：

-鼓励学生了解基因组学和系统生物学的概念、研究方法和应用。

-提供相关的实验数据或案例，让学生了解基因组学和系统生物学在生物科学研究中的应用。典型例题讲解在讲解DNA结构这一章节时，以下是一些典型的例题，旨在帮助学生巩固对DNA结构及其复制原理的理解。

例题1：

DNA分子由两条链组成，这两条链是反向平行的，并且通过碱基配对相连。假设一条DNA链的序列为5'-ATGCGTACG-3'，那么另一条互补链的序列是什么？

答案：3'-TACGCATGC-5'

例题2：

在DNA复制过程中，如果发生了一个碱基对的替换错误，即A被替换成了G，那么这个错误在子代DNA中会被保留下来吗？为什么？

答案：会被保留下来。因为在DNA复制过程中，如果发生了一个碱基对的替换错误，这个错误的碱基对会被复制到子代DNA中，因为DNA聚合酶在合成新的DNA链时会遵循碱基配对规则。

例题3：

DNA复制是一个半保留过程，这意味着每个新的DNA分子包含一条来自原始DNA分子的链和一条新合成的链。如果原始DNA分子的序列是5'-ATCGTACG-3'，那么在第一次复制后，两个子代DNA分子的序列分别是什么？

答案：子代DNA1：5'-ATCGTACG-3'（保留原始链）

子代DNA2：3'-TAGACGTCA-5'（新合成的链）

例题4：

在DNA复制过程中，如果发生了一个插入错误，即在某个位置插入了一个额外的碱基A，那么这个错误在子代DNA中会如何表现？

答案：这个插入错误会导致子代DNA中相应的序列发生改变。例如，如果原始序列是5'-ATCGTACG-3'，插入一个A后变为5'-ATCGTAGCG-3'，那么在第一次复制后，子代DNA的序列将是5'-ATCGTAGCG-3'和3'-TAGACGCTCG-5'。

例题5：

DNA复制过程中，如果发生了一个缺失错误，即在某个位置缺失了一个碱基C，那么这个错误在子代DNA中会如何表现？

答案：这个缺失错误会导致子代DNA中相应的序列发生改变。例如，如果原始序列是5'-ATCGTACG-3'，缺失一个C后变为5'-ATCGTACG-3'，那么在第一次复制后，子代DNA的序列将是5'-ATCGTACG-3'和3'-TAGACGTCG-5'。内容逻辑关系1.