資源簡介

《核酸是遺傳信息的攜帶者》教學設計
一、教材地位分析
本節內容在整章的編排過程中起承上啟下的作用，往上承接《細胞中的元素和化合物》，啟下為將要后面學習的《細胞核的結構和功能》、《細胞的生命歷程》、《基因在染色體上》、《遺傳的物質基礎》等做鋪墊。本節內容是本章的重點內容，通過學習本節可以培養學生的結構與功能觀、理性的科學思維等生物學科的核心素養，可以更好地提煉生物大分子的特征。在學習了細胞的元素和化合物的知識基礎上，本節內容主要是通過讓學生先了解核酸的功能再探究其結構，通過比較DNA和RNA的異同再延伸其功能，最后拓展生物大分子的相關知識，讓知識更加全面深入，這樣的安排使學生全面思考細胞的基本結構與功能特點，引導學生充分理解結構與功能的統一性。通過這節課，不僅可以培養學生的生命觀念、科學思維、科學探究能力，還可以滲透培養學生環保的社會責任感。
二、學情分析
高中生的特點是具有相對較強的好奇心及靈敏的知覺、具備抽象思維能力、喜歡獨立思考、對生活充滿熱情兼備極強的集體榮譽感和社會責任感，綜合實踐能力強的他們善于表現自己的優點并希望得到他人的肯定。老師可以讓學生通過觀察、思考、討論、查閱資料等，充分認識理解細胞的結構與功能上進行知識體系整合，可以讓他們通過制作DNA或RNA的結構模型呈現出對知識的理解與應用拓展，同時要給予他們客觀的評價、肯定和表揚，學生通過實踐，提升其科學思維和科學探究能力。
三、教學目標
梳理細胞的基本結構知識體系、深入理解結構與功能觀，培養科學嚴謹的創新精神、合作探究與敢于挑戰自我的科學探究能力。
四、教學重點難點
教學重點：核酸的分類、DNA與RAN的異同及其結構
教學難點：生物學科核心素養的滲透培養
五、教學方法
本節課我首先結合時事“2020年7月杭州來女士失蹤案”導入，引導學生思考“DNA是核酸的種類之一，核酸的功能是什么，結構又如何呢”，讓學生觀察思考核酸的功能，再分組進行探討交流最后小結知識，課后布置嘗試制作DNA的結構模型，即采用問題探討法、觀察法、實踐法等多種教學方法，積極探索設計一個可以讓學生在輕松愉快的氛圍中，去搭建讓學生主動探求知識、敢于表現自我的平臺；有可能的話可以進行作品展示、概述、分享、評價。在學科活動過程中，體現出以學生為主體，教師為主導的主動探究式教學理念。
【教學過程】
活動1【新聞導入】2020年7月5日杭州來女士失蹤案，公安局的破案關鍵是在38車糞水中尋找來女士的人體組織是利用DNA的特異性來破案的，那么請大家學生思考幾個問題：DNA是什么？它的結構是怎樣的？DNA是核酸的種類之一，核酸的分類、功能又是什么？
活動2【讓學生帶著問題去思考并閱讀課本】培養學生思考和閱讀課本并重視課本知識的能力
活動3【探討問題，闡釋課本知識】對問題逐個進行探討，希望學生能積極思考、討論、大膽表述，最后再進行歸納
【探究】1.核酸的功能是什么？
攜帶遺傳信息，控制生物遺傳、變異和蛋白質的合成
2.核酸的種類：DNA和RNA
3.核酸的結構層次：
（1）核酸的元素有哪些？啟發學生從圖2-15中找出來；
（2）特別提醒脫氧核苷酸和核糖核苷酸結構圖中右下角是-H還是-OH；
（3）溫馨提示核苷酸中元素的分布：五碳糖的元素只有C、H、O，而N元素分布在堿基中，P分布在磷酸中
（4）要展示并強調核苷酸的正確連接方式，并教會學生正確命名各部分結構的名稱
（5）重視并且注意區分圖2-16中DNA和RNA在化學組成上的異同，告訴學生這個是常考點，判斷技巧如下：
（6）教會學生準確描述課本的語言：DNA一般是雙鏈結構，RNA一般是單鏈結構，關鍵詞“一般”勿忘
（7）聯系生活實際并緊扣問題探討：親子鑒定原理、刑偵人員通過DNA比對獲得嫌疑人信息，抑或違反交通規則時采用智能取證系統將對違章人員臉部特征進行人像比對，快速通過人工審核后確定違章人員身份信息并作出處罰的原理等，這些技術應用的根本原因是每個人的遺傳信息都儲存在DNA特定的脫氧核苷酸排列順序中，即體現DNA的特異性
化學元素：C
、H
、O
、N
、P
↓
小分子物質：磷酸
+
五碳糖
+含氮堿基
↓
基本單位：核苷酸
↓
核苷酸鏈：
↓
核酸：
4.生物大分子以碳鏈為骨架由許多單體連接成多聚體（注意圖2-17和課本旁側“與化學的聯系”有助于理解中心碳的相關知識）
(1)生物大分子是由許多基本組成單位連接而成的，這些基本單位稱為____。每一個單體都以_____為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。常見的多聚體是多糖、蛋白質和核酸等，相應的單體是___、____和_____等。
(2)生命的核心元素是______。
【指點迷津】
1.脫氧核糖≠脫氧核苷酸≠脫氧核糖核酸
2.核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸
3.病毒的遺傳物質是DNA或者RNA,而細胞生物內有DNA和RNA，但遺傳物質只能是DNA
4.DNA存在于細胞核（或擬核）、線粒體、葉綠體、質粒；
RNA存在于細胞核、線粒體、葉綠體、核糖體、細胞質基質。
5.蛋白質、核酸、染色體的關系
6.
DNA、RNA、蛋白質的比較
項目
DNA
RNA
蛋白質
基本單位
脫氧核苷酸
核糖核苷酸
氨基酸
初步水解產物
4種脫氧核苷酸
4種核糖核苷酸
多肽
徹底水解產物
脫氧核糖、含氮堿基和磷酸
脫氧核糖、含氮堿基和磷酸
氨基酸
代謝終產物
CO2
、
H2O、尿素和磷酸鹽等
CO2
、H2O
和尿素
活動6【例證】典例印證，思維深化
1.如圖為某同學制作的含有兩個堿基對的DNA片段(“o”代表磷酸基團)模式圖，下列為幾位同學對此圖的評價，其中正確的是(　　)
A．甲說：“物質組成和結構上完全正確”
B．乙說：“只有一處錯誤，就是U應改為T”
C．丙說：“有三處錯誤，其中核糖應改為脫氧核糖”
D．丁說：“如果說他畫的是RNA雙鏈則該圖是正確的”
2.下圖是某核苷酸(圖1)與核苷酸鏈(圖2)示意圖，據圖回答問題：
(1)圖1的化合物名稱是______________，是組成_____________的基本單位。
(2)圖2所示2、3、4的名稱分別是__________、_________、_________。
(3)此結構中的核酸與另一種核酸相比較，其特有的堿基的中文名稱是______________。
活動7【課堂小結,指出重難點】
活動8【當堂檢測】精選習題，落實強化
1．美國一名49歲女性因尿路感染癥狀就醫，被發現感染了“無敵細菌”，該細菌對抗生素具有極高的耐藥性。下列關于“無敵細菌”細胞內DNA與RNA特點的比較，敘述正確的是(
)
A．在細胞內存在的主要部位相同
B．構成的堿基相同
C．核苷酸之間的連接方式不同
D．構成的五碳糖不同
2.如圖表示生物體內核苷酸的模式圖，下列說法正確的(　　)
A．DNA和RNA的不同點只在b方面
B．DNA和RNA中的a表示的含義不同
C．DNA中特有的c為T
D．人體內的c有4種，b有2種
3.如果圖1表示纖維素的結構組成方式，那么符合圖2所示結構組成方式的是(?
)
①核酸???
②多肽
???③淀粉
A．①②??
??B．②③???
??C．①③???
??D．①②③
4、魚體內的核酸徹底水解后，不可能得到（
）
A、1種五碳糖
B、4種脫氧核糖核苷酸
C、5種含氮堿基
D、8種核苷酸
5.請據圖回答：
寫出相應結構名稱：
①
_____
②
______
③
_______
若③是U_____
，則②是
_____，該圖代表________；
當③是T
_____
時，該圖代表_________
。
（2）若②是核糖，則③有
____種；若②是脫氧核糖，
則③有
____
種。
（3）該化合物在人體內的種類有
___種，在HIV病毒內的種類有____種。
6．下圖表示生物體內的某種物質，請分析回答：
(1)A包括________________等元素。
(2)B的名稱叫_______，一分子的B是由_______、_______、_____組成的。
(3)C的作用是__________________________________________
(4)可利用_____________________________對細胞進行染色，在顯微鏡下觀察到D、E在細胞中的分布，物質D被________染成______色，物質E被________染成______色。
7.下圖的模式圖表示生物大分子多聚體的連接方式
(1)若該圖為一段肽鏈結構模式圖，則1表示______
，2表示____
，3的種類大約有_______種
(2)若該圖為一段核酸結構模式圖，則1表示_______，2表示_________，3表示______。
(3)若該圖表示多糖結構模式圖，則1、2、3連接形成的化合物是________。
活動9【布置作業】完成課本的練習題，激發學生的創作靈感和熱情，讓他們嘗試利用身邊的生活用品和廢棄物模擬制作DNA結構模型。
【課后提升訓練】
1．下列說法正確的是
(　　)
A．葉肉細胞中堿基、核苷酸、五碳糖種類分別是5種、8種和2種
B．大腸桿菌細胞中含有堿基A、T、G、C的核苷酸共4種
C．組成核酸的基本單位是核糖核苷酸
D．DNA與RNA的不同點只在于五碳糖和堿基的不同
2．“親子鑒定”常從血液中提取DNA，DNA主要來自于血液中的（
）
A．白細胞
B．紅細胞
C．血小板
D．血紅蛋白
3．以下關于細胞中核酸和核苷酸的敘述，正確的是
(A)
A．細胞中的每一個核苷酸分子都含有磷酸基團
B．DNA徹底水解后可以得到5種堿基
C．RNA是由脫氧核苷酸連接而成的長鏈
D．核苷酸分子之間通過磷酸和堿基相連形成長鏈
4.大腸桿菌中由A、T、G、U四種堿基參與構成的核苷酸種類有（
）
A.?8種
B.?6種
C.?5種
D.4種?
5.某同學以新鮮洋蔥鱗片葉內表皮為材料，經不同處理和染色體劑染色，用高倍顯微鏡觀察．下列描述正確的是（　　）
A．經吡羅紅甲基綠染色，可觀察到紅色的細胞核
B．經吡羅紅甲基綠染色，可觀察到綠色的細胞質
C．經健那綠染色，可觀察到藍綠色顆粒狀的線粒體
D．經蘇丹Ⅲ染色，可觀察到橘黃色顆粒狀的蛋白質
6．如圖所示的分子結構式為某種核糖核苷酸，據圖回答問題：
(1)圖中核苷酸的生物學名稱是________。
(2)圖中核苷酸是構成哪一種核酸的原料？_______________。
(3)DNA初步水解的產物是____________，徹底水解的產物是____________。
(4)只需要替換圖中的一種化合物，就可成為脫氧核酸的基本單位，則替換的化合物是________________，替換成______________，與替換前相比，核苷酸的相對分子質量________(填“增加”“減少”或“不變”)。
7.蛋白質與核酸的關系如下圖
(1)圖1中由A、B、C三種大分子之間的關系可推斷A為
、B為
、C為
，甲是DNA復制、乙是轉錄、丙是翻譯；單體a、b、c分別為
、
和
；元素X為
，Y為
。
(2)染色體的主要成分是
，核糖體的主要成分是_____________，因此圖2中甲、乙、丙依次是_____________
_______，a(b)是
，c是
。
活動8板書設計
核酸的結構層次：
元素→化合物→基本單位→核苷酸鏈→核酸
功能:攜帶遺傳信息，控制生物遺傳、變異和蛋白質的合成
分類
脫氧核糖核酸（DNA）
核糖核酸(RNA)
分布：DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中
組成單位
DNA與RNA的比較
堿基
核酸
五碳糖
分子結構
形成場所
蛋白質→氨基酸
生物大分子
核酸→核苷酸
多糖→單糖
多聚體→單體
【教學評價】
這節課是對核酸的功能知識進行了闡述和拓展延伸，是比較實用實用和有收獲的生物課。課外的嘗試制作模型，可以對真核細胞的結構有進一步的理解、讓抽象的知識更加具體化，也讓他們從理論走到實踐再升華到理論，不斷學以致用；在體驗中獲得制作的快樂感、收獲感、幸福感，也培養了學生發散思維、升級構造、不斷修正完善的科學思維；同時也在分享評價中懂得了欣賞他人、肯定他人的情感培養，在實驗中也體現了生物的結構與功能相統一的生命觀，還學會了整合生活廢棄物、具有環保意識地去展現熱愛大自然的一面。
【教學反思】
這節課充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用，在學習過程中讓學生懂得課本知識的重要性，也啟發了他們的思考能力、歸納總結和表達能力，嘗試去解釋生活中遇到的問題而掌握學以致用的能力，課堂中滲透領悟細胞結構與功能特點、體驗成功的快樂，充分發揮學生積極性、創造性！
在課后，可以小組合作完成了DNA的結構模型的制作、評價、修正完善、創意模型展示等一系列活動，將腦中抽象的細胞結構形象化，以簡單、科學具有真實感和立體感的實物模型形式呈現出來。
此實驗設計成開放性實驗，即時間和材料由學生自由選擇，完成模型設計，最后集中時間展示學生的成果。這樣設計，既能讓學生懂得物盡其才，又能對細胞中DNA的結構進行思考、整合，實現了生物教學和生活的結合。
本節課我以
“教師為主導，學生為主體，以學法指導為中心，讓學生主動地參與到知識形成的整個思維過程中來，并最終達到預期的教學效果。這節課充分體現了生物學科核心素養落地課堂教學，課堂中學生形成了結構與功能觀的生命觀念，認識了生物的多樣性，展示了生物的統一性、獨特性，同時也初步啟發了模型與建模、創造性思維等科學思維，在科學探究路程上培養了實踐能力和合作探究能力，另外亦讓學生學會了廢舊物再利用，變廢為寶又環保，樹立生態意識并參與環境保護實踐，社會責任的培養也在潛移默化中形成。
CO2、H2O和尿素
氨基酸
核糖、含氮堿基和磷酸
多肽
4種核糖核苷酸
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