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1、精品教案 可编辑 DNA 分子的结构教学设计 课 题 DNA 分子的结构课型活动课 章 节 必修二第三章第2 节年级 班级 教 学 目 标 1)知识与技能：简述DNA 分子的化学组成和双螺旋结构； 概述DNA双螺旋结构模型的 特点。 (2) 过程和方法：体验模型 建构在科学研究中的过程；初 步知晓科学探究的基本方法（如 模型建构法，学科知识的交叉应 用） 。 (3) 情感态度价值观：体验 合作在科学研究中的重要性； 认同人类对遗传物质的认识是不 断深化、不断完善的过程。 重 点 难 点 重点： DNA 分子的化学组成和结 构特点 难点：DNA 分子中碱基对的连接 方式一定是A 和 T 配对，G
2、 和 C 配对 教 材 分 教材的地位和作用：本节课是人教版高中生物必修2第 3 章基因的本质第 2 节 DNA 分子内容。 DNA 的双螺旋结构模型已经成为分子生物学的象征。它不仅使 我们清楚认识DNA 分子，而且是学习DNA 分子的复制、基因及其表达的基础；也是 精品教案 可编辑 析现代生物遗传学的基础。本节教材中丰富的生物学史：威尔金斯（M.Willkins）和 富兰克林（ R.E.Franklin ）的 DNA 结晶的 X 射线衍射图谱。查哥夫（E.Chargaff ） 得出的重要规律。沃森（ J.D.Watson ）和克里克（ F.Crick ）首先发现的DNA 双螺 旋结构。这些科
3、学史均为探究活动的思维训练提供依据帮助学生了解科学家的研究过 程，学习和体会科学家们善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。DNA 分子结构主要特点是对这段生物科学史的总结，通过边探究边制作DNA 双螺旋结构模 型，帮助学生掌握DNA 的结构特点。 学 情 分 析 通过必修一的学习，学生在已掌握核酸及脱氧核苷酸的相关知识，通过必修二认 识 DNA 是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。高中学生具备一定的 阅读分析能力，动手能力，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，通过体验探 究，重走科学家之路成为可能。学生虽然相对学习能力和动手能力都不太强，但是本 节课通过问题链和分
4、步实验的设计，使得探究式教学的实施成为可能。 教 学 策 略 在设计这节课时,充分利用教材资源，通过生物科学史再现科学探究过程，让学生 “走上探究之路”分步构建DNA双螺旋模型。每一步都以科学家的科学研究过 程为指导，提出问题，逐步探究，让学生亲身体验，进行模型建构呈现以“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。模型建 构完， 让学生根据模型总结出DNA 分子结构的主要特点。最后， 通过课本课后习题巩 固。探究活动和讨论均以合作小组为单位进行，然后进行小组间的发言和交流，让学 生学习和体会科学家们善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。 教 学 人教版高中
5、生物必修2 教材教 学 PPT 课件、实物物投影仪 精品教案 可编辑 资 源 媒 体 教学过程设计 教 学内 容 教师组织和引导学生活动设计意图 上节课我们已经学了DNA 是遗传物质，作为遗传物质，要 具备什么样的结构才可以携带遗 传信息呢？今天我们将一起揭示 DNA 结构的探究历程，并且尝试 像科学家一眼建构DNA 模型。两 个任务都非常重要，相信每一位 同学都不会顾此失彼。 激 发 学 生 学 习 的 兴 趣。 复 习引 入构 建模 型 【20 世纪 40-50 年代科学界 关于 DNA 的证据】 回忆思考： 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
6、组 成是什么？ 3、组成 DNA 的碱基有哪几 种？ 回忆知识，并回 答 独 立 制 作DNA 基本单位 思考回答并解释 以 2 人合作小组 为 单 位 制 作 一 条 让学生温故知新，并 提高动手能力 精品教案 可编辑 请学生完成课本p51 一、基 础题 3 【课堂活动1】 布置学生制作 DNA 基本单位 - 脱氧核苷酸模型 4、4 种脱氧核苷酸又是怎样 构成 DNA 分子呢？ 【课堂活动2】 制作一条脱氧 核苷酸链 (含个脱氧核苷酸) DNA 链片段 探 究历 程 - DN A 双螺 旋结 构模 型的 【DNA 结构的研究背景】 当时，很多科学家都对DNA 的结构有所研究。其中最为突出 的
7、是美国生物学家沃森和英国物 理学家克里克。 【DNA 螺旋结构的确立】 阅读课本P48 第 7-11行， 思考： 5、沃森和克里克以什么证据 为基础推算出DNA分子呈螺旋 结构？ 学生阅读课本， 思考问题，得出推论 培养学生的自学能力 与自我探究能力。 精品教案 可编辑 构建 成 通过这张图像及有关数据， 沃森和克里克推算出一个很关键 的结论： DNA 最可能是成规则的 螺旋结构。 【DNA 双螺旋结构的确立】 阅读课本P48 第 2 段，思考 回答： 6、DNA分子是双螺旋还是 三螺旋？ DNA 分子可能是一种双链结 构。 7、碱基排在螺旋外侧，还是 螺旋内侧？ 碱基排在螺旋内侧 【课堂活动
8、】 制作 DNA 平面 模型：以4 人小组为单位组把你 们的两段DNA 链连成双链。 问：你遇到什么问题？ 教师：在制作模型的过程中， 沃森和克里克当时也遇到同样的 问题，他们无法把碱基放到模型 中他们任意选择的位置上，请同 学们阅读课本P48 第 3 段黑体 学生阅读后回答 问题 发现新问题：在 大多数同学之间的两 条链无法连成合理的 稳定的结构。 思考与讨论 培养学生的自学能力 与自我探究能力。 思考、讨论和合作能 力 精品教案 可编辑 字，思考： 8、DNA的碱基是如何配对 的？ 1952 年，沃森和克里克从奥 地利生物化学家查哥夫那里得到 了一 个重要的信息：腺嘌呤（） 的量总是等于胸
9、腺嘧啶（）的 量，鸟嘌呤（）的量总是等于 胞嘧啶（）的量。即A（腺嘌 呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对； G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧 啶）配对。碱基之间的这种一一 对应的关系，叫做碱基互补配对 原则。 据此，你认为 DNA 的结构该 如何修正？ 于是，沃森和克里克改变了 碱基配对的方式， 让 A 与 T 配对， G 与 C 配对，最终，构建出了正 确的 DNA 模型。 投影同学的DNA 平面模型， 对照课本P49 图 3-11DNA分子 的平面模式图，看看有什么可以 4 人合作小组合 作把两段DNA链连 成双链（平面结构） 。 4 人合作小组合 作修正DNA立体模 型 精品教案 可编辑 改进的？
10、【课堂活动】 制作 DNA 立体 模型：由于核苷酸各部分之间的 作用力，它们既不在同一直线也 不在同一个平面上，因而核苷酸 各部分螺旋一定的角度。 检 验 同学们手上的模型就和当时 沃森和克里克制作的模型一样， 沃森和克里克所构建的DNA双 螺旋结构模型是否科学？怎么检 验？ 他 们 把 金 属 制 作 的 模 型 与 DNA 衍射图对照，发现两者一模 一样。 得出结论： DNA 是双螺旋结构。 学 生归 纳 DNA 特点 投影学生DNA 模型，思考 9、DNA分子的双螺旋结构 的要点有哪些？ 两条长链按反向平行 方式盘旋成双螺旋结构。 脱 氧 核 糖 和 磷 酸 交 替 连 接，排列在 DN
11、A 分子的外侧， 构 学生展示模型， 并且进行讨论后发言 拓展学生思维，更好 理解新知 识 精品教案 可编辑 成基本骨架，碱基排列在内侧。 碱基互补配对原则： 两条链上的碱基通过氢 键连接成碱基对，且碱基配对有 一定的规律： A T、G C（A 一 定与 T 配对， G 一定与 C 配对）。 学生回答完再指导看书P49 ， 肯定学生的总结归纳能力。 交 流评 价 投影 2 组模型 10 、不同小组制作的DNA 模型有何不同？由此可以推测 DNA 分子结构什么特性？ DNA 分子是由几十个乃至上 亿个脱氧核苷酸组成的，同学们 小组合作的仅仅是DNA的一个 片段。 学生进行模型的 比较、观察和讨论
12、 把 4 个合作小组 的模型连接成一个整 体。 2 位同学上来展 示。 思 维启 迪 11 、沃森和克里克在构建模 型中，利用了其他哪些科学家的 经验和成果？ 要善于利用他人 的研究成果和经验； 要善于与他人交流和 沟通，闪光的思想是 在交流与撞击中获得 的；研究小组成员在 精品教案 可编辑 知识背景上最好是互 补的，对所从事的研 究 要 有 兴 趣 和 激 情 等。 课 堂检 测 课本 P51 一、基础题1 课 后延 伸 总结在制作和运用DNA分 子模型的过程中的经验得失，要 求学生在课外寻找更好的材料用 具和方法，设计制作更科学、更 美观、使用更方便的DNA 双螺旋 结构模型，在班级交流展
13、出。 学会构建模型 七、板书提纲 第二节DNA分子的结构 磷酸 脱氧核糖脱氧核苷酸脱氧核苷酸长链DNA双螺旋结构 含氮碱基 主 要 特点 特性 精品教案 可编辑 八、教学反思 往届在本节教学都是“先学知识后做模型”先让学生阅读教材资料学习DNA 双螺旋结构模型的构建过程， 之后通过挂图和模型总结DNA分子双螺旋结构的主要特点，最后制作模型以加深对DNA 分子结构特点的认 识和理解。但是却发现学生在课堂上能明白DNA的结构特点，课后的巩固还是靠死记硬背，没法真正让知识 掌握牢固。 因此，这节课我采用“做中学”的模式上课，我这样设计这节课：利用教材资源，通过生物科学史再现科 学探究过程，让学生“走
14、上探究之路”分步构建DNA 双螺旋模型。每一步都以科学家的科学研究过程为 指导，提出问题，逐步探究，让学生亲身体验，发现问题，进而解决问题逐步呈现以“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。 模型建构完， 让学生根据模型自己总结出DNA 分子结构的主要特点。最后，通过课本课后习题巩固。整节课通过学生独立、2 人小组合作、 4 人小组合作， 最终全班同学一起构建DNA 双螺旋结构模型,让学生体会分工与合作。 课堂上，学生能跟随教师的思路，主动参与探究过程，在课堂中既动手又动脑，全方位调动感观，使抽象 知识形象化，提高课堂知识理解效率。在活动过程中，我及时捕捉细节，如学生拼接时碱基之间的配对等，现 场发现、现场展示、共同讨论、及时纠正。在讨论和纠错中擦出火花，在理论和实践的思维碰撞中获得知识， 得到结论。 本节还有一个亮点， 就是让两位学生把各小组做出的DNA 分子片段模型拼成一个大的DNA 双螺旋模型到 台上展示，他们一蹲一站，刚好和幻灯片上沃森和克里克“在生命的悬梯上”的图片相吻合，鼓励学生可以向 科学家们一样为人类做出重大贡献！ 本节的不足之处在于，由于时间安排的关系，没法让学生完成课本课后习题，及时反馈。 精品教案 可编辑
