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1、第二节DNA分子的结构教学设计 明德中学 缪婧一、 设计思路以新课程教学理念为指导，利用已有的生物学基础知识、物理模型与现代化的多媒体教学手段相结合，通过探究性教学，充分调动学生学习生物的积极性、主动性和创造性，使学生能以多种方式、多种途径主动地参与到学习中来，引导学生发现问题，解决问题，按照从小到大，从单体到多聚体，从平面到立体来构建DNA分子结构模型，实现对学生的科学思维方法和探究方法的培养，从而提高学生生物科学素质的目标。二、教材分析DNA分子的结构一节是新课标教材人教版必修二遗传与进化第3章第2节的内容，它与前面所学的有关核酸和细胞的增殖的知识相联系，同时也是学习DNA的复制、基因的表
2、达、基因突变等生物的遗传和变异理论和选修教材中基因工程的基础。通过科学的有效的学习，不但可以理解本节知识点还可以进一步加深高二学生对后面各章节知识的学习和理解奠定了基础。 本节内容包含两课时。第一课时，学生通过阅读教材，搜集资料，交流讨论等方式按照“空间结构平面结构单链结构基本单位”初步认识了DNA。本节课主要是制作模型以加深对DNA 分子结构特点的认识和理解。在教学中，通过发挥学生的主体作用，让学生根据已有知识大胆推理，假设，并且自己的假设转化为物理模型，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，同时体会科学发展史中蕴含的科学方法和科学思想，达到在探究活动中获得
3、知识的教学目标。三、学情分析（1） 学生已经掌握核酸的元素组成等相关知识，认识了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，懂得DNA是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。（2）学生对DNA分子结构的特点有了一定了解，但对于细节知识的认识不够深刻，例如，DNA的两条链为什么“反向平行”？ “碱基互补配对时为什么必须A-T，G-C配对”？另外，学生对于科学家进行科学研究的科学思想和科学态度也不能感同身受、有感而发地领悟。四、 教学目标（1）知识目标：概述DNA分子结构的主要特点。（2）能力目标：制作DNA分子双螺旋结构模型。 （3）情感
4、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。五、 教学重点与难点（1）DNA分子结构的主要特点。（2）制作DNA分子双螺旋结构模型。六、教学手段教师利用多媒体课件精讲点拨，以学生探究制作DNA模型为主，并可利用实物投影仪让学生展示作品，分析讨论DNA结构特点。七、教学过程情景创设：投影展示DNA分子技术在我们现实生活中的应用。提出问题：为什么DNA能够成为遗传物质，它的结构有何特点？引发学生思考。知识回顾：组成DNA的基本单位是什么？教师引导，学生根据资料信息利用材料尝试构建DNA结构模型（一）、组装一个脱氧核苷酸模型：（注意三种物质的连接位置
5、：碱基连在1碳原子上，磷酸连在5碳原子上）让两位学生上黑板构建，教师提示学生进行自检、组内和组间互评。 （二）、组装脱氧核苷酸长链：（注意上下两个脱氧核苷酸之间的连接方式为3，5-磷酸二酯键）让学生分组配合，自由发挥自己的想象力，构建长链。构建完成后，让部分学生上台来，用实物投影仪展示并且讲解自己的作品，让其他学生进行评价，教师进行点拨。（三）、构建脱氧核苷酸双链：1、提供资料，让学生进行双链结构的分析：资料：（1）嘌呤的分子结构为双环，而嘧啶是单环结构，嘌呤的分子结构比嘧啶要大。（2）根据阿斯特伯里等人DNA的X射线衍射资料显示，DNA分子的直径处处相等。（3）1952年查哥夫指出：腺嘌呤(
6、A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量（A=T），鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量(G=C)。（2）双链及碱基配对的关系： A. 碱基对距离不等 B.碱基对距离相等双链不平行 双链平行教师可以梯子做比喻，扶手平行的梯子更加稳定。让学生根据所给材料进行构建，得出碱基配对原则中A配T,C配G。教师可进一步深化，对碱基对之间形成的氢键进行讲解。2、让学生构建双链：在构建过程中，学生可能会忽视双链之间的反向平行。构建出如下模型：引导学生发现问题，提示学生应该碱基连在1碳原子上，磷酸连在5碳原子。学生提出解决方案：互补链的脱氧核糖旋转180度。改进后的模型如下： （四）、学生构建DNA的立体结构：双
7、螺旋结构模型：（五）、DNA分子结构的主要特点：学生对制作的模型进行自评、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。（六）、 DNA分子结构具有特异性和多样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。（七） 情感提升图片展示模拟DNA结构的一
8、些著名雕塑和艺术设计，让学生在DNA结构从美学角度有更深一步认识，认同自然界创造生物的伟大和神奇。（八） 课后延伸记录本小组制作的DNA模型中四种碱基的数量，并将几个小组的结果进行合并，统计、归纳双链DNA分子中四种碱基数量的比例关系。教学反思互动的教学模式比较生动形象，学生也很感兴趣，但要注意：课堂调控引导能力对教师是一大考验。在活动过程中，教师要注意捕捉细节，如学生拼接时碳原子的位置接错，现场发现、现场展示、共同讨论、及时纠正。在讨论中擦出火花，在理论和实践的思维碰撞中获得知识，得到结论。模型在本节课中不但是教具，也是提供学生分析和思考的素材。但是，在准备过程中，我发现新教材配套的模型都存在一些问题：原来的立体模型中的脱氧核糖连接位置不对；新配套的模型中脱氧核糖用圆球来表示的，体现不出碳原子的位置。因为这两个模型都不能很好地体现DNA的结构，所以我们这节课是自己制作的模型。但是这样一来，课前准备就要花费很多时间。课程标准已将模型纳入基础知识范畴，并且将模型方法规定为高中学习必须掌握的科学方法之一，所以希望在我们实施新教材的过程中，相关的教具模型的提供也能跟上。1
