高中生物《DNA分子的结构》教学设计 新人教版必修2

1、DNA分子的结构教学设计一、 教材分析DNA分子的结构普通高中课程标准实验教科书（人教版）生物必修模块第三章第二节的内容，它由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构特点以及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容构成。与原教材相比，本节教材没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是以科学家沃森和克里克的研究历程为主线，并通过学生动手尝试建构模型，加深对DNA分子结构特点的理解。从知识结构的角度看，本节内容是在学生学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体上的关系”以后，从分子水平上进一步阐明遗传的本质。关于DNA双螺旋结构的特点和碱基互补配对原则又是学习“DNA分子的复制”以及“基因表达”等内容的重

2、要基础。 这样使学生不仅能自然地了解到DNA双螺旋结构的主要特点和科研一般过程，还能感悟科学家锲而不舍的科学精神，从而在情感、能力等多方面得到启示与升华。 学情分析：学生在学习高中生物新教材（人教版）必修1第2章第3节遗传信息的携带者核酸时学习了DNA分子，对DNA分子已经了解这节课学生通过查资料、自主学习和小组合作探究可轻松完成学习任务。 下载： 二、教学目标 1.知识目标 简述组成DNA分子的基本单位四种脱氧核苷酸概述四种脱氧核苷酸构成DNA分子双螺旋结构的方式 阐明碱基互补配对的原则及意义2.能力目标：通过尝试DNA双螺旋结构模型的制作，初步知晓科学探究的基本方法（如模型建构法，学科知识

3、的交叉应用）。3.情感、态度与价值观：体验科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的科学精神认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程 三、教学重难点的处理DNA分子结构的主要特点及碱基互补配对原则是本节课的教学重点。突出重点的方法拟采用： 设计问题串的形式：如“DNA是双螺旋还是三螺旋？”“碱基排列在螺旋内侧还是外侧？”“碱基对如何连接起来？”，进行不断地质疑和解疑；在“制作DNA分子双螺旋结构模型”的活动中，通过讨论和交流，建构以“基本单位脱氧核苷酸长链平面脱氧核苷酸双链立体双螺旋结构”的知识链，完成对DNA分子双螺旋结构的初步认识。如何有效地组织开展模型建构的活动是本节课的教学难点。突

4、破该难点的方法拟采用课件动态的分步演示、教师恰当的示范、启发和引导、并注意直观教具（DNA分子双螺旋结构模型）的使用，帮助学生顺利完成该活动的基本内容。本节内容中的“碱基互补配对原则的应用”是另一个教学难点，也是高考中的重要知识考点，可考虑安排在下一节课种，以习题的变式求解和讨论逐步解决。四、教与学的方法拟定 DNA分子是抽象的立体空间结构，学生的认知水平和空间想象能力相对较弱，但对新知识有较强的的探究欲和学习兴趣，因此教师要着力扮演好组织者、引导者和参与者的角色，适时地、不断地启迪、指导和帮助学生；在“制作DNA双螺旋结构”模型构建的活动中，和学生一起去体验“发现”的乐趣；学会将模型建构过程

5、中获得的信息进行汇总，通过讨论和交流，初步得出结论；养成在学习活动中友好合作，资源共享的科学探究习惯。在教学过程中，高度重视师生互动、生生互动。在“DNA分子双螺旋结构模型建立过程”的科学史料的阅读和理解中，以严密的逻辑推理步步追踪、层层深入，不断地引发学生去积极思考、主动参与“DNA分子结构”的学习过程。五、教学方案的设计思路本节课的学习内容通过重新组合，可设计成两大活动板块。1 以新课程教学理念为指导，充分利用课程资源，引导学生以DNA分子结构的探索史为主线，将“制作DNA分子的结构模型”的活动有机地穿插其中。在构建模型的探究活动中，引导学生学会合作学习、积极参与讨论交流，不断地发现问题和

6、解决问题，让学生在“自我创造”中获取DNA分子结构的知识。2 以DNA双螺旋结构模型作为直观教具，引导学生理解DNA分子的双螺旋结构结构的组成要点，带领学生通过对碱基互补配对原则含义的深入认识和问题的变式讨论，在课本相关习题的解答中，达成知识目标的落实。六、教学方案及实施过程教师的组织和引导学生活动创设情景导入新课【演示图片并简介】美国冷泉港DNA的雕塑 这是矗立在“世界生命科学圣地”美国冷泉港实验室的独特雕塑DNA分子的结构模型。【提出问题】通过实验证明，我们已经知道DNA是遗传物质。那么DNA分子是怎样储存遗传信息的呢？这就需要从认识DNA的结构开始。学生学习热情开始高涨，并表现强烈求知欲

7、探究一：DNA的基本单位是什么？探究二：4种脱氧核苷酸如何形成DNA分子？【引导学生有序回忆】1、组成DNA的基本单位是什么？（脱氧核苷酸）2、每个脱氧核苷酸的结构组成是什么？【简要说明】 用圆形硬纸片代表磷酸基团，五边形代表脱氧核糖，4种不同颜色的长方形分别代表A、T、G、C 4种碱基。【示范操作】脱氧核苷酸的结构示意图（先展示一个脱氧核苷的分子结构，再连接一个磷酸分子）3、组成DNA的碱基有哪几种？（A腺嘌呤，T胸腺嘧啶，C胞嘧啶，G鸟嘌呤）【构建模型1】4种碱基的结构示意图，比较嘌呤（双环）和嘧啶（单环）分子结构的差异。（略长些的代表嘌呤，短的代表嘧啶；可以用双面胶模拟化学键。）安排学生

8、4人一组每人完成1种脱氧核苷酸模型（2个）的制作。【演示引导】教师用多媒体展示正确的链接方法。（重点讲解碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系）【提出问题、指导阅读】4种脱氧核苷酸又是怎样构成DNA分子呢？（和学生一起阅读课本P48第2-7行）【构建模型2】多媒体演示：由4种脱氧核苷酸连接成长链的方法；要求学生两人合作完成4个脱氧核苷酸组成长链的模型制作。组织学生比较各自制作的“脱氧核苷酸链”的模型，浅议长链中碱基的排列顺序有什么差异？学生思考，同桌简单交流，回答问题学生思考，并从已准备的实验材料中，找出对应的纸板模型。学生分组制作DNA分子的基本单位模型。学生相互交流和自我评价学生阅读课文中

9、黑体字的内容学生动手连接脱氧核苷酸长链，并注意和教师演示的课件比较探究三脱氧核苷酸长链怎样构成双螺旋结构【提问】那么脱氧核苷酸长链是如何构成具有独特双螺旋结构的DNA分子的呢？（当时很多科学家都积极参与了对DNA分子结构的研究，只有沃森和克里克以锲而不舍的追求和分工合作的科学探索，最终提出了DNA分子的结构模型。）【简述】沃森和克里克首先借用威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图中反映出的有关数据，推算出了DNA分子呈螺旋结构。【安排阅读、提出问题】1、DNA分子是双螺旋还是三螺旋？2、碱基排在螺旋外侧，还是螺旋内侧？【资料分析】奥地利著名生物化学家查哥夫对碱基对组成的研究对沃森和克里克的启迪：

10、腺嘌呤（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。【构建模型3】引发学生思考：“两条长链中的碱基是怎样连接起来的？”，指导学生继续构建模型。【同步演示动态课件】从DNA分子的平面结构到独特的双螺旋结构。学生阅读教科书 P48第二自然段，了解科学探索的历史；独立思考再通过同桌交流，提出需要解决的问题。 学生完成DNA分子平面结构模型（4个碱基对）的制作。探究四：观察、交流，总结出DNA分子的双螺旋结构的要点【思考问题】DNA分子的双螺旋结构的要点有哪些？【模型展示】DNA的双螺旋结构示模型师生共同回顾整理知识要点，板书出DNA分子结构的知识链【引导讨论】初步认识碱基互

11、补配对原则的含义及意义：A与T配对；C与G配对学生讨论并交流，初步形成DNA分子结构的知识链简要小结师生共同归纳出DNA分子的结构要点，并小结出DNA分子的结构具有稳定性、多样性和特异性。巩固练习【布置习题】教科书（P51）基础题1、3。辅导与讨论，交流与评价学生解答、相互评价探究一、资料分析，模型构建的历史过程及模型构建的科学研究方法:学生课前自主预习DNA双螺旋结构模型的构建过程，可课堂上组织学生以小组为单位讨论以下问题：（1）沃森和克里克开始研究DNA结构时，科学界对DNA已有的认识是什么？（DNA分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的长链，呈螺旋结构。） （2）沃森、克里克在前人已

12、有的认识上，采用什么方法研究DNA结构？（模型建构。） （3）沃森和克里克先后分别提出了怎样的模型？ （a、螺旋结构（三螺旋、双螺旋）：碱基位于外部；b、双螺旋结构：磷酸-脱氧核糖位于外部，碱基位于内部，相同碱基配对；c、双螺旋结构：磷酸-脱氧核糖（骨架）位于外部，碱基A-T，G-C配对，位于内部。） （4）、沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作的典范，在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示？（多学科的综合应用、精诚的合作、失败面前锲而不舍的精神、在学习和工作中要善于沟通、勤于积累、善于总结、勇于实践，不要轻言放弃。 ）探究二、DNA的双螺旋结构：教师引

13、导，以“基本单位单链平面双链立体空间结构”逐步深入，学生根据资料信息利用模型盒尝试构建DNA结构模型（1）组装一个脱氧核苷酸模型：（注意三种物质的连接位置）（2）组装脱氧核苷酸长链：（学生阅读资料：磷酸-脱氧核糖骨架排列在外侧，推测脱氧核苷酸之间通过磷酸-脱氧核糖相互连接）（3）构建脱氧核苷酸双链（4）学生构建DNA的立体结构：双螺旋结构模型。 学生对制作的模型进行组内和组间评价后，观察不同DNA 双螺旋模型的共同点，总结DNA分子双螺旋结构的主要特点：（1）两条链反向平行盘旋成双螺旋结构；（2）外侧为脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架；（3）内侧为氢键连接形成的碱基对，以碱基互补配对原则配对。探究三、 DNA分子的特性：以老师提供的问题为提纲，小组讨论，总结DNA分子结构的特点；分析比较各组模型，找出相同点与不同点，进而总结出DNA的特性。通过对比各小组制作的DNA模型，发现不同DNA 分子的结构并不尽相同，差异表现在DNA双链碱基对的排列顺序不同，碱基排列顺序的千变万化构成DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序构成每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。探究四、 DNA分子双螺旋结构中四种碱基的数量关系（延伸拓展）: 记录本小组制作