資源簡介

普通高中課程標準實驗教科書·人教版·必修2
第三章 基因的本質
第2節《DNA分子的結構》
教學設計
《DNA分子的結構》教學設計
基本信息 課題名稱 DNA分子的結構
分冊 必修二 課時數 1
教學內容分析 課程標準
概述DNA分子結構的主要特點。本節是由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子的結構模型以及制作DNA雙螺旋結構模型三部分內容構成的。
三級概念
大概念3：遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳。 重要概念3.1: 親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上。 次位概念3.1.2 ： 概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構成的長鏈，一般由兩條反向平行的長鏈上的堿基互補配對形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。
知識結構
教學對象分析 教學對象分析
DNA分子的結構具有微觀性的特點，學生在學習的過程中感覺有一定的難度，因此掌握的不扎實，同時也造成了遺傳部分銜接困難，給教師的后續教學帶來困擾。 讓學生自己制作，培養他們的觀察能力、分析和解決問題以及協同配合的能力，并使他們在科學探究和具體制作的過程中體驗發現的樂趣、成功的愉悅，充分地體會到科學探討過程的漸進性和艱巨性。 通過對DNA分子雙螺旋結構簡明、和諧、流暢和對稱美的欣賞，讓學生領悟生物科學理論的內在美感，激發起學習的動機。
教學目標 核心素養與教學目標
（1）生命觀念：說出DNA分子基本組成單位的化學組成概述DNA分子的結構特點。 （2）科學思維：通過計算機多媒體課件和對DNA分子直觀結構模型的觀察來提高觀察能力、分析和理解能力。 （3）科學探究：以問題為導向激發獨立思考，主動獲取新知識的能力。 （4）社會責任：通過DNA的結構學習，探索生物界豐富多彩的奧秘，從而激發學生學科學，用科學，愛科學的求知欲望。
教學重點和難點
項 目 內 容 解 決 措 施
教學重點 1.DNA分子結構 2.堿基互補配對原則 1.制作DNA分子雙螺旋結構模型 2.通過模型和講解計算題，加深學生的理解
教學難點 1.DNA分子的結構特點 1.DNA雙螺旋結構模型的觀察，通過討論交流、提高學生的識圖能力、思維能力，配合適當的練習，將知識化難為易。
課堂教學過程設計
教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
創設情境，導入 新課 播放“韓國梨泰院踩踏事故”，該事故中警方運用“DNA鑒定”技術，進行遇難者身份的確定。 教師借勢問出“為什么DNA可以作為區別人和人之間的標志呢？”，根據“結構和功能”觀，要想知道問題的答案，必須了解DNA的結構。從而引出本節課的主題“DNA分子的結構”。 思考并猜測 啟發學生的思維，激發學生的熱情和求知欲。 2分鐘
結構特征 點 溫故1: 組成 DNA 分子的基本單位是脫氧核苷酸。 任務1:辨別四種脫氧核苷酸 教師報出脫氧核苷酸的組4人，每種脫氧核苷酸各8個。分好組名稱后，從材料包中快速取出該脫氧核苷酸。并自行組隊，一后，將脫氧核苷酸共享，每人擁有4種脫氧核苷酸各2個，作為后續模型構建的材料。 體會復習的重要性，用前概念引出新概念 3分鐘
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教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
結構特征 線 溫故2：DNA是由許多脫氧核苷酸連接而成的長鏈。 任務2：構建脫氧核苷酸單鏈 材料：4種脫氧核苷酸（磁性貼片），每種2個；8個磷酸二酯鍵（紅色磁片）；磁性白板（作為底板）。 要求：每人構建2條脫氧核苷酸單鏈，每條單鏈含4個脫氧核苷酸，每個脫氧核苷酸各1個。每組派出一位代表在黑板上進行連接。 比比看，哪個小組的速度快。速度最快的小組，可獲得神秘大獎一份。 使學生從“點”走向“線” 3分鐘
面 問題1：DNA的雙鏈之間怎么連接的呢？ 猜想： （1）磷酸和脫氧核糖交替排列在外側，堿基在內側。 （2）磷酸和脫氧核糖交替排列在內側，堿基在外側。 激發學生的求知欲，設置懸念，引出“面”。 1分鐘
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教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
結構特征 面 資料1： Ⅰ.細胞膜磷脂雙分子層模型中，親水的磷酸頭部排列在外和疏水的尾部排列在內。 Ⅱ.脫氧核糖具有親水性，堿基相對難溶于水。DNA分布在細胞核基質和線粒體、葉綠體基質中，基質是一種水環境。 結論：磷酸和脫氧核糖交替排列在外側，堿基在內側。 呈現科學史實，引導學生用證據說話。 2分鐘
任務3：構建DNA的平面結構 內容:在DNA單鏈的基礎上將兩條鏈進行連接,形成平面結構。 要求：每人構建1個DNA的平面結構。兩位同學代表上黑板連接，勇敢走到臺前的同學有神秘獎品。 學生分小組構建模型，學生代表在黑板上構建模型。 培養學生的動手能力，空間想象能力。 3分鐘
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教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
結構特征 面 問題2：堿基之間如何配對？ 猜想： （1）A-A,T-T,G-G,C-C （2）A-T,G-C （3）A-C,G-T 激發學生發散思維，集思廣益，頭腦風暴。 1分鐘
資料2： Ⅰ.嘌呤的長度較長，嘧啶的長度較短，但DNA具有穩定的直徑，兩條鏈之間恒定在2nm。 Ⅱ. 結論：A與T配對,G與C配對。 呈現科學史實，引導學生用證據進行合理推測。 2分鐘
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結構特征 問題3：兩條鏈是同向還是反向連接？ 猜想： （1）同向； （2）反向。 激發學生發散思維，集思廣益，頭腦風暴。 1分鐘
資料3： 富蘭克林給DNA拍了多張X射線衍射圖譜，發現DNA在翻轉180°后圖譜看起來還是一樣的。 結論：反向。 呈現科學史實，引導學生用證據進行合理推測。 2分鐘
面 任務4：修整DNA的平面結構 內容:在任務2的基礎上，進行模型的修整。 要求：兩位同學代表上黑板連接，其余在下面連接，勇敢走到臺前的同學有神秘獎品。 學生分小組完成模型的修整，學生代表進行黑板演示 完成“面”構建，為“體”的構建過渡 3分鐘
體 問題4：DNA的空間結構是怎樣的？ 猜想： 球形； 紡錘形； 螺旋形； 引導學生發散思考。 1分鐘
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教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
結構特征 體 資料4：X射線衍射圖譜的視頻解析 結論：DNA分子呈雙螺旋結構模型 呈現事實，引導學生用事實進行合理推測。 2分鐘
任務5：感知DNA的雙螺旋結構 內容：借助材料包中的DNA球棍平面模型，體驗與構建雙螺旋模型。 學生分小組借完成DNA球棍平面模型，體驗與構建雙螺旋模型。 完成“體”的構建。 3分鐘
功能特性 任務6：小組合作，總結 DNA 的結構特征。 （1）DNA 是由 組成的，這兩條鏈 方式盤旋成 。 （2）DNA 中的 交替連接，排列在 ，構成基本骨架。堿基排列在 。 （3）兩條鏈上的堿基通過 連接成堿基對： 配對； 配對。堿基之間的這種一一對應的關系，叫作堿基互補配對原則。 小組合作，總結 DNA 的結構特征。 3分鐘
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教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
任務7：基于結構特點，完成學案，嘗試提煉DNA 分子的特點。 a.反向平行的雙螺旋穩定不變； b脫氧核糖與磷酸交替排列穩定不變； c.堿基互補配對方式穩定不變； d.堿基對的排列順序千變萬化。 e.每個生物體的DNA分子的堿基對 排列順序一定，其排列順序代表著遺傳信息。 基于結構特點，完成學案，嘗試提煉DNA 分子的特點。 使學生理解“結構與功能相適應”的觀點。 3分鐘
創意拓展 活動名稱：“我的DNA雙螺旋模型” 活動內容： 依據教材 P51 的提示，利用身邊材料，發散思維，嘗試制作 DNA 的雙螺旋結構模型。 學生展示課前準備好的 DNA 的雙螺旋結構模型。 引導學生從日常生活中發現科學，體味生物之美。 3分鐘
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教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
總結梳理 教師對整節課的學生探究活動開展情況和探究成果進行總結和點評。 學生參與總結，學生代表繪制概念圖。 突出強調重點知識，知識系統化網絡化。 2分鐘
反饋評價 習題鞏固： (2021·漳州一模)如圖為某雙鏈DNA(由甲鏈和乙鏈組成)的局部結構簡圖，圖中數字①～⑥表示不同物質或化學鍵。下列敘述正確的是(　　) A．圖中⑤為氫鍵，且③與④可為A—T堿基對或G—C堿基對 B．圖中①為腺嘌呤，②為胸腺嘧啶，①②通過氫鍵連接 C．圖中⑥為磷酸基團，此DNA片段中含有2個游離的磷酸基團 D．圖中甲鏈與乙鏈方向相反，但兩條鏈堿基排列順序相同 學生完成習題。 鞏固本節知識，深化理解。 3分鐘
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教學環節 教學內容 學生活動 設計意圖 時長
反饋評價 反思評價： 要求學生根據學案完成課后反思。 對自我的總體評價： 本節課我沒聽懂的地方： 錯題原因分析與更正： 根據學案完成填寫，進行本次課堂的復盤與反思 讓學生意識到知識的學習不只是課堂的45分鐘。 2分鐘
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教學反思
通過探究構建模型的過程，學生就會自然地了解DNA雙螺旋結構的基本內容，同時還體驗了科學家的研究歷程，能夠學習到科學家善于捕獲分析信息和嚴謹的思維品質及持之以恒的科研精神。然后以構建好的DNA模型為依托，讓學生根據老師提出的問題分析模型、主動探究得出DNA結構的有關知識，再由學生總結出DNA雙螺旋結構的主要特點。基于教材內容和編排，學生自主學習獲取有效信息、獨立思考，以“探究合作”為課堂教學的主要教學方法，培養學生的科學素養和理性思維能力。 在活動過程中，注意捕捉細節，如學生拼接時（碳）原子的位置接錯、違反空間學現象等，現場發現、現場展示、共同討論、及時糾正。在討論中擦出火花，在理論和實踐的思維碰撞中獲得知識，得到結論。 互動的教學模式比較生動形象，學生也很感興趣，但要注意：課堂調控引導能力對教師是一大考驗。課堂最后對學生進行了知識的梳理和課后知識鞏固，我覺得這是相當重要的，否則很容易造成課堂氣氛雖活躍，但課后知識沒掌握牢固的情況。

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