資源簡介

《DNA的結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過分析DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，歸納DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。
2.通過分析和制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，培養(yǎng)觀察分析能力、動手操作能力和空間想象能力；通過分析歸納DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點，培養(yǎng)分析概括能力。
3.認同多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用，認同前人的成果和與人合作在生物科學(xué)研究中的重要性；明確科學(xué)探索需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和鍥而不舍的科學(xué)精神。
二、教學(xué)重難點
1、DNA分子結(jié)構(gòu)
2、堿基互補配對原則
三、學(xué)情分析
DNA分子的結(jié)構(gòu)具有微觀性的特點，學(xué)生在學(xué)習(xí)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(xù)教學(xué)帶來困擾。讓學(xué)生自己制作，培養(yǎng)他們的觀察能力、分析和解決問題以及協(xié)同配合的能力，并使他們在科學(xué)探究和具體制作的過程中體驗發(fā)現(xiàn)的樂趣、成功的愉悅，充分地體會到科學(xué)探討過程的漸進性和艱巨性。通過對DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)簡明、和諧、流暢和對稱美的欣賞，讓學(xué)生領(lǐng)悟生物科學(xué)理論的內(nèi)在美感，激發(fā)起學(xué)習(xí)的動機。
教學(xué)環(huán)節(jié) 主要教學(xué)活動 設(shè)計意圖
引入新課 通過播放《侏羅紀(jì)公園1》中的片段實現(xiàn)的，學(xué)生觀看后提問：“影片中的科學(xué)家克隆出活的恐龍，是因為他們獲得了什么？”“為什么獲得了DNA就可以克隆出恐龍？”“DNA分子是如何儲存遺傳信息的呢？”如此，既可以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又點明了本堂的學(xué)習(xí)目標(biāo)。 首先帶領(lǐng)學(xué)生回顧之前學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容： （1）孟德爾與1866年發(fā)表了孟德爾遺傳定律的相關(guān)論文，明確遺傳因子的分離和自由組合定律，發(fā)現(xiàn)了遺傳重要的數(shù)學(xué)規(guī)律，提出了性狀等重要的遺傳學(xué)概念，確認遺傳因子可以控制性狀。 他是遺傳學(xué)的奠基者。 （2）1903年，當(dāng)孟德爾定律被廣泛認可后，隨著科學(xué)家對有絲分裂和減數(shù)分裂的深入認識和染色體行為的深入探索，薩頓提出了遺傳因子在染色體上的假說。 （3）1910年摩爾根通過著名的白眼果蠅雜交實驗驗證了薩頓的假說，確認控制紅眼和白眼這一對相對性狀的基因在果蠅的X染色體上，驗證了薩頓的假說。摩爾根也因為他的一系列遺傳學(xué)研究成果獲得了1933年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎。 （4）摩爾根之后，格里菲斯和艾弗里針對肺炎雙球菌這一致病微生物的致病機制研究確認DNA分子是將無毒性的R型菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型菌的物質(zhì)。 （5）接下來，赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染實驗更進一步，直接證明DNA是真正的遺傳物質(zhì)。 以上研究通過縝密的實驗驗證了DNA是生命的遺傳物質(zhì)。 串聯(lián)知識，構(gòu)建知識體系，引出科學(xué)問題——DNA的空間結(jié)構(gòu)是什么？我們?yōu)槭裁匆宄﨑NA的空間結(jié)構(gòu)。
新知學(xué)習(xí) 一、回顧科學(xué)史 從米歇爾開始介紹DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)歷程。 瑞士科學(xué)家米歇爾在研究傷口膿細胞時從白細胞的細胞核中分離出一種他稱為“核素”的化學(xué)物質(zhì)。進一步研究發(fā)現(xiàn)生殖細胞富含核素，核素在各種細胞中廣泛存在。細胞分裂前核素含量會顯著增加。而核素就是現(xiàn)在我們所說的核酸。 德國科學(xué)家科塞爾和他的學(xué)生經(jīng)過一系列復(fù)雜的水解和化學(xué)分析確認米歇爾發(fā)現(xiàn)的核酸內(nèi)含有戊糖、磷酸、嘌呤和嘧啶這四種物質(zhì)，解析了核酸的分子構(gòu)成。其中，嘌呤類物質(zhì)含有腺嘌呤和鳥嘌呤；嘧啶類物質(zhì)含有胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。 萊文在科塞爾工作的基礎(chǔ)上更進一步，發(fā)現(xiàn)核酸有兩種，分別是脫氧核糖核酸和核糖核酸，即DNA和RNA。此后，萊文還發(fā)現(xiàn)核酸可被分解成含有一個嘌呤或者嘧啶、一個核糖或脫氧核糖和一個磷酸的片段,這樣的組合稱為“核苷酸”。 從以上三位科學(xué)家的工作推知脫氧核苷酸是DNA的基本結(jié)構(gòu)單位，總結(jié)上述內(nèi)容并落實基礎(chǔ)。 二、模型建構(gòu) 教師帶領(lǐng)學(xué)生從構(gòu)成DNA的五種化學(xué)元素和三種物質(zhì)的關(guān)系入手： C、H、O與脫氧核糖 P與磷酸 N與堿基，（圖片演示）學(xué)生回顧脫氧核苷酸的相關(guān)知識，請同學(xué)上黑板寫出另三種脫氧核苷酸的中文名稱及簡圖。 給予學(xué)生5分鐘時間，要求他們對照教材“DNA分子的結(jié)構(gòu)”文字內(nèi)容和“DNA分子結(jié)構(gòu)模式圖”學(xué)習(xí)，解答“兩條脫氧核苷酸鏈?zhǔn)侨绾螛?gòu)成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的”這個問題。學(xué)生帶著目標(biāo)自學(xué)結(jié)束后，教師應(yīng)及時出示自學(xué)檢測問題，以檢查學(xué)生學(xué)習(xí)效果，同時引導(dǎo)學(xué)生對知識要點的關(guān)注和理解。課堂上，教師提供的自我檢測問題可以是對三組DNA平面結(jié)構(gòu)圖的判斷：第一組圖片是A.兩條脫氧核糖核苷酸鏈的堿基均在外側(cè)，B.兩條脫氧核糖核苷酸鏈的堿基均在內(nèi)側(cè)，同時強調(diào)“基本骨架”；第二組圖片是A.兩條脫氧核糖核苷酸鏈同向平行；B.兩條脫氧核糖核苷酸鏈反向平行，同時引導(dǎo)學(xué)生尋找“反向”標(biāo)志；第三組圖片是：A.正確的堿基互補配對方式，B.錯誤的堿基配對，鞏固堿基互補配對原則。檢測過程中，要注意對學(xué)生的正確回答給予及時肯定，引導(dǎo)學(xué)生自行糾正出現(xiàn)的錯誤。通過這一過程，既可以肯定和鼓勵學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，也可通過教師引導(dǎo)幫助學(xué)生進一步理解“DNA分子的結(jié)構(gòu)特點”要點。接下來，要求學(xué)生再次回到教材中理解記憶DNA分子結(jié)構(gòu)，1分鐘后屏幕上給出挖去要點的DNA分子結(jié)構(gòu)特點內(nèi)容，要求學(xué)生閉書作答。到此，學(xué)生可書面掌握DNA分子結(jié)構(gòu)的特點。 引導(dǎo)學(xué)生了解DNA分子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是多位科學(xué)家努力、多學(xué)科合作的結(jié)果。 理解DNA的基本構(gòu)成單位 理解新概念 強化歸納和演繹的科學(xué)思維。 提出新概念對科學(xué)研究的重要性
總結(jié)提升 總結(jié)本節(jié)課程基本知識點。 要求學(xué)生搭建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，配件由教師直接提供，并在開始前安排好搭建步驟和每一步的合作對象，具體如下：第一步，每個學(xué)生利用手中已有的材料搭建兩個脫氧核糖核苷酸，然后連接成脫氧核糖核苷酸短鏈，限時2分鐘。第二步，同桌利用手中已搭建好的兩條脫氧核糖核苷酸短鏈拼成一段短的DNA平面結(jié)構(gòu)片段。教師通過多媒體教室，將學(xué)生制作過程的圖像投放在大屏幕上，給學(xué)生展示的平臺，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自信。同時，教師須觀察所有學(xué)生的操作，給予肯定和指引。第三步，要求前后六排學(xué)生將自己手里搭建的DNA平面結(jié)構(gòu)片段連接在一起，構(gòu)建成立體雙螺旋結(jié)構(gòu)。以同桌為單位向同學(xué)分享他們的經(jīng)驗，展示他們的成品。最后，讓兩位毛遂自薦的學(xué)生到講臺上展示成果，介紹DNA分子結(jié)構(gòu)內(nèi)容。 檢測學(xué)生對課題所學(xué)內(nèi)容的掌握情況，同時鍛煉學(xué)生獨立動手的能力； 學(xué)生通過親自動手，對DNA分子結(jié)構(gòu)的特點有了更深刻的理解。
課后作業(yè) 布置學(xué)習(xí)任務(wù)：梳理基礎(chǔ)知識，布置思考問題 鞏固本節(jié)學(xué)習(xí)的概念

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