人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5节 核酸是遗传信息的携带者教案

人教版(2019)必修1《分子与细胞》第5节核酸是遗传信息的携带者教案学科XX年级册别七年级下册XX教材XX授课类型新授课1课程基本信息1.课程名称：人教版(2019)必修1《分子与细胞》第5节核酸是遗传信息的携带者

2.教学年级和班级：高一（3）班

3.授课时间：2023年10月15日第2节课

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标分析二、核心素养目标分析通过本节学习，学生能理解核酸的结构与功能，形成“生物大分子以碳链为基本骨架”的生命观念；通过比较DNA与RNA的结构异同，提升归纳与比较的科学思维能力；通过分析“遗传信息携带者”的实验证据，培养基于事实进行科学探究的能力；联系核酸检测等实际应用，认同生命科学的社会责任，形成健康生活的科学态度。学习者分析1.学生已掌握细胞化学成分（如蛋白质、糖类等有机物）、细胞基本结构等知识，理解生物大分子以碳链为基本骨架，为学习核酸结构奠定基础。

2.学生对遗传现象有生活经验，对“亲子相似”等话题兴趣浓厚，具备一定的观察和比较能力，但抽象思维和微观结构想象力尚待发展；部分学生偏好直观模型和实验探究，部分习惯逻辑推理。

3.学生可能对核苷酸组成、DNA与RNA结构异同等抽象内容理解困难，易混淆核酸与蛋白质功能；对“遗传信息”的微观本质缺乏直观认识，需通过模型构建和实例分析突破难点。教学资源1.软硬件资源：DNA双螺旋结构模型、核苷酸结构模型、显微镜、载玻片、染色液。

2.课程平台：学校智慧教室教学系统、班级学习通平台。

3.信息化资源：人教版数字教材配套动画（核酸合成过程）、遗传物质发现史纪录片片段、肺炎球菌转化实验模拟视频。

4.教学手段：小组合作模型搭建、实验观察（口腔上皮细胞DNA染色）、概念图绘制工具。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：推送人教版数字教材中核酸结构示意图、肺炎球菌转化实验视频，要求标注DNA/RNA分布位置。

设计预习问题：①为什么说DNA是遗传物质？②核苷酸的基本组成单位是什么？

监控预习进度：通过班级学习通平台查看笔记提交率，标注共性问题（如碱基种类混淆）。

学生活动：

自主阅读资料：观看视频后绘制细胞中核酸分布简图。

思考预习问题：在笔记本中对比DNA与RNA的组成差异。

提交预习成果：上传标注后的核酸结构图及疑问清单。

教学方法/手段/资源：

自主学习法、信息技术手段（学习通平台）。

作用与目的：

建立核酸基础认知，明确课堂探究方向，突破"核酸结构多样性"难点。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：播放"DNA指纹破案"案例视频，提问"为什么DNA能成为身份证据？"。

讲解知识点：用磁贴模型演示核苷酸脱水缩合过程，强调磷酸二酯键连接方式。

组织课堂活动：分组搭建DNA双螺旋模型（含不同颜色碱基对），分析碱基互补配对原则。

解答疑问：针对"为什么RNA是单链"问题，用RNA病毒（如流感病毒）实例解释。

学生活动：

听讲并思考：记录核苷酸组成元素（C、H、O、N、P）及连接方式。

参与课堂活动：小组合作完成DNA模型，标注氢键位置。

提问与讨论：提出"为什么DNA复制需要解旋酶"等问题。

教学方法/手段/资源：

讲授法、实践活动法（模型搭建）、合作学习法。

作用与目的：

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：完成"核酸检测原理"概念图，标注PCR技术中引物作用。

提供拓展资源：推送《基因工程入门》章节电子书、DNA测序技术科普视频。

反馈作业情况：标注高频错误（如混淆DNA与RNA五碳糖），录制针对性讲解微课。

学生活动：

完成作业：绘制核酸检测流程图，标注关键步骤（变性、退火、延伸）。

拓展学习：观看视频后撰写"核酸检测在疫情防控中的作用"短评。

反思总结：在错题本中归纳"碱基配对规律"应用场景。

教学方法/手段/资源：

自主学习法、反思总结法。

作用与目的：

深化"核酸功能"应用能力，渗透"生命科学服务社会"社会责任意识。拓展与延伸1.拓展阅读材料

（1）核酸发现史关键实验文献：格里菲斯1928年肺炎球菌转化实验原始报告摘要，分析“转化因子”的提出过程；赫尔希-蔡斯1952年噬菌体侵染实验中放射性同位素标记法的应用细节，理解DNA是遗传物质的直接证据；查伽夫1950年对DNA碱基比例的测定数据，为沃森和克里克构建双螺旋模型提供基础。

（2）核酸结构研究进展：富兰克林1951年X射线衍射照片的拍摄过程及数据分析，说明DNA双螺旋结构的发现是团队合作的成果；沃森和克里克1953年在《自然》期刊发表的论文摘要，阐述DNA双螺旋结构的碱基互补配对原则；近年来发现的DNA四链体结构（G-四链体）在端粒中的作用，体现核酸结构的多样性。

（3）RNA功能拓展：核酶（RNA酶）的发现历程，托马斯·切赫1982年证明RNA具有催化功能的研究，打破“酶都是蛋白质”的传统观念；microRNA在基因表达调控中的作用机制，说明RNA不仅传递遗传信息，还参与生命活动的精细调控；新冠病毒RNA疫苗的设计原理，结合教材中“RNA作为遗传物质”的知识，解释mRNA疫苗的工作流程。

（4）核酸与疾病关系：镰刀型细胞贫血症与基因突变的关系，分析DNA碱基替换如何导致蛋白质结构异常；亨廷顿舞蹈症的致病机制，说明三核苷酸重复序列扩增对神经细胞的影响；肿瘤细胞中端粒酶的异常激活现象，联系DNA复制与细胞衰老的知识，探讨癌症发生的分子机制。

2.课后自主探究活动

（1）模拟实验设计：以小组为单位，用不同颜色的磁贴代表DNA的四种碱基，模拟DNA复制过程中的碱基互补配对原则，记录复制后的碱基序列变化；设计“探究RNA病毒遗传物质”的模拟实验方案，用材料模拟烟草花叶病毒的侵染过程，分析RNA作为遗传物质的证据。

（2）数据分析任务：提供不同生物（如大肠杆菌、酵母、人类）的DNA碱基组成比例数据，计算A+T与G+C的比值差异，结合教材中“DNA种特异性”的知识，解释比值差异的原因；分析某家族遗传病（如白化病）的系谱图，尝试绘制基因在染色体上的位置示意图，理解遗传信息的传递规律。

（3）社会现象调查：收集核酸检测在疫情防控中的应用案例，如“混检技术”的原理及效率分析，结合PCR技术扩增DNA的过程，说明核酸检测的科学依据；调查基因检测技术在亲子鉴定中的应用，分析STR（短串联重复序列）多态性的检测方法，联系DNA指纹技术的原理。

（4）跨学科联系：结合信息技术，学习DNA序列的简单比对方法，用在线工具（如NCBIBLAST）模拟分析不同物种的同源基因序列，探讨生物进化关系；结合化学知识，分析核苷酸分子中磷酸二酯键的化学键能，解释DNA稳定性高的原因；结合物理知识，用X射线衍射原理说明核酸结构的测定方法，理解多学科交叉在生命科学研究中的作用。典型例题讲解例题1：核苷酸的组成单位是什么？写出其三个组成成分，并说明DNA和RNA在组成成分上的主要差异。

答案：核苷酸的组成单位是核苷酸，由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成。DNA特有的五碳糖是脱氧核糖，特有的含氮碱基是胸腺嘧啶；RNA特有的五碳糖是核糖，特有的含氮碱基是尿嘧啶。

例题2：比较DNA双螺旋结构与RNA单链结构的异同点。

答案：相同点：基本组成单位都是核苷酸，都含有磷酸、五碳糖和含氮碱基。不同点：DNA通常是双链结构，碱基通过氢键互补配对（A-T、G-C），主要存在于细胞核中；RNA通常是单链结构，局部能形成双链区域，碱基配对为A-U、G-C，主要存在于细胞质中。

例题3：格里菲斯的肺炎球菌转化实验中，S型菌的“转化因子”是什么？该实验得出了什么结论？

答案：“转化因子”是DNA。结论：S型菌中存在某种转化因子，可以使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质。

例题4：在遗传信息的传递过程中，DNA和RNA分别起什么作用？

答案：DNA是主要的遗传物质，储存遗传信息；RNA在蛋白质合成过程中起传递遗传信息（mRNA）、运输氨基酸（tRNA）和催化作用（rRNA）等，是遗传信息的表达者。

例题5：某DNA分子片段含有200个碱基，其中A有40个，请计算该片段中G的数目，并写出其互补链中碱基的比例关系。

答案：DNA分子中A=T=40个，则G+C=200-40-40=120个，G=C=60个。互补链中A与原链T配对，T与原链A配对，G与原链C配对，C与原链G配对，所以互补链中A=40，T=40，G=60，C=60，碱基比例为A:T:G:C=40:40:60:60=2:2:3:3。课堂1.课堂评价：通过分层提问检测核酸结构基础（如“核苷酸三要素”），观察学生模型搭建中碱基配对错误；快速问答测试遗传物质证据链（肺炎球菌转化、噬菌体侵染实验）；小组合作时记录成员参与度与讨论深度，针对“DNA与RNA功能差异”等难点即时反馈。

2.作业评价：批改核酸概念图时标注磷酸二酯键标注错误；点评DNA模型制作中氢键数量计算偏差；分析核酸检测案例报告中的PCR原理应用；课堂展示优秀作业并解析典型错误（如混淆DNA/RNA五碳糖）；录制“碱基互补配对规律”微课供学生二次学习。教学反思与总结这节课的教学效果整体不错，但细节处仍有改进空间。模型搭建环节学生参与度高，但部分小组对碱基互补配对的动态过程理解不深，下次可增加磁贴动态演示。核酸检测案例讨论时，学生能联系社会热点，但时间把控稍显紧张，需压缩导入环节。作业反馈显示，约30%学生混淆DNA与