資源簡介

第1課時教學設(shè)計
設(shè)計者 學校 年級 高一年級
課題 “遺傳信息的攜帶者 ”—核酸
課型 新授課 章/單元復習課□ 專題復習課□ 習題/試卷講評課□ 學科實踐活動課□ 其他□
教學內(nèi)容分析
“遺傳信息的攜帶者———核酸”是人教版高中生物學教材必修 1 第 2 章第 3 節(jié)的內(nèi)容。核酸是構(gòu)成細胞的六大類化合物之一，認識核酸的結(jié)構(gòu)及其在生命活動中的地位和作用是學生學習必修 2“基因本質(zhì)”的基礎(chǔ)，所以本節(jié)內(nèi)容是必修 1 第 2 章的重點，而核酸及其基本單位的結(jié)構(gòu)、核酸的功能又是本節(jié)課的重難點。
學情分析
學習目標確定
( 1) 通過對核酸模型中堿基序列的分析，概述核酸具有特異性、多樣性的原因，從而認識生物的獨特性、復雜性，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。 ( 2) 通過對科學史資料的解讀以及小組合作模擬核苷酸聚合形成長鏈的過程，學會基于一定的生物學事實構(gòu)建模型，提升科學思維能力。 ( 3) 通過了解科技發(fā)展前沿信息，能利用所學生物學知識分析有關(guān)先進科技研究成果的意義，增強社會責任感。
學習重難點
學習重點：核酸及其基本單位的結(jié)構(gòu)、核酸的功能。 學習難點：核酸及其基本單位的結(jié)構(gòu)、核酸的功能。
任務(wù)實施過程
學習任務(wù) 教師活動 學生活動 教學意圖
創(chuàng)設(shè)生活化情境，導入新課 核酸這一概念學生幾乎不了解，但是在日常生活中卻經(jīng)常聽說 DNA，本節(jié)課教師通過播放“公安機關(guān)利用 DNA 指紋技術(shù)偵破案件”的一段視頻引出 DNA 鑒定技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，并提出問題: 為什么 DNA 能確定犯罪嫌疑人的身份 以此引入本節(jié)課。 學生通過媒體等渠道對親子鑒定、利用 DNA 鑒定技術(shù)破案等相關(guān)技術(shù)也有些了解，但并不深入。 找到學生已有經(jīng)驗與新知識的連接點，將問題融于情境，讓學生感受到生物學知識學習的樂趣，激發(fā)學生的好奇心和求知欲。
任務(wù)一：分析資料，構(gòu)建核苷酸結(jié)構(gòu)模型 提供資料: 1868 年瑞士科學家米舍爾在研究膿血細胞成分時，用酒精處理掉細胞中的脂肪性物質(zhì)，用豬胃蛋白酶處理蛋白質(zhì)，從而得到細胞核，他分析細胞核中的各種化學物質(zhì)后，發(fā)現(xiàn)核中存在著磷酸; 1894 年科學家漢默發(fā) 現(xiàn)酵母核酸中含有五碳糖; 19 世紀末 20 世紀初，德國的科塞爾和俄國的萊文經(jīng)過不斷努力，發(fā)現(xiàn)核酸中還有含氮堿基，并且確認共有五種( A、G、C、T、U) 。在核酸中五碳糖有兩種: 分別是核糖和脫氧核糖，由此證明了核酸實際上有兩種: 即脫氧核糖核酸和核糖核酸，也就是 DNA 和 ＲNA。教師出示兩種五碳糖的結(jié)構(gòu)示意圖，引導學生觀察示意圖了解兩者的結(jié)構(gòu)并明確 5 個碳原子的位置，對比它們的不同。同樣，教師出示含氮堿基的結(jié)構(gòu)示意圖，介紹五種含氮堿基，提示學生可以利用聯(lián)想記憶法，如 C 代表胞嘧啶( 是英文 Cytosine 的首字母) ，而細胞英文Cell 的首字母也是 C，來巧妙地記憶含氮堿基的簡稱。 教師介紹: 經(jīng)過科學家的測定，DNA 分子量在幾十萬到幾百萬之間。氨基酸通過脫水縮合形成了生物大分子蛋白質(zhì)，那么同樣是生物大分子的核酸，是否也有其小分子的基本單位呢 并提供資料: 20 世紀 30 年代初，俄國的萊文又發(fā)現(xiàn)核酸可被初步水解成小的片段，一個片段中含有一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮堿基，這樣的組合叫核苷酸。核苷酸就是核苷與磷酸的反應(yīng)產(chǎn)物，核苷由五碳糖的第一位碳原子與堿基連接形成，生物體內(nèi)核苷酸的磷酸分子通常連接在五碳糖第五位碳原子上。 學生通過閱讀科學研究資料，了解核酸的種類，小組討論總結(jié)出磷酸、五碳糖、含氮堿基是組成核酸的基本成分。 用不同形狀的泡沫板代表不同結(jié)構(gòu)，牙簽代表化學鍵，請學生通過小組合作構(gòu)建盡量多種類的脫氧核苷酸或核糖核苷酸 。完成后各小組展示構(gòu)建的核苷酸模型，小組間相互點評并糾正模型存在的問題。 通過分析資料以及構(gòu)建核苷酸結(jié)構(gòu)模 型，學生對核苷酸結(jié)構(gòu)能有深入了解。培養(yǎng)學生閱讀資料獲取信息以及小組合作能力。
任務(wù)二：分工合作，模擬核苷酸聚合形成核酸的過程 核酸的基本單位是核苷酸，核苷酸又是如何連接構(gòu)成核酸的呢 提供資料: 實驗證明，DNA 和 ＲNA 都是核苷 酸相連構(gòu)成的長鏈結(jié)構(gòu)且分子量巨大，核苷酸相連時，第三位碳原子上的羥基和相鄰核苷酸的磷酸相連，把存在于核苷酸間的連接鍵稱為磷酸二酯鍵。ＲNA一般以單鏈形式存在，而 DNA 通常由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，而且 DNA 會形成獨特的空間結(jié)構(gòu)———雙螺旋結(jié)構(gòu)。 學生分析資料后通過小組合作，利用構(gòu)建的四種核苷酸連接成一條核苷酸鏈，并記錄堿基的排列順序。各小組展示核酸結(jié)構(gòu)模型，其他小組對模型準確性、美觀性進行點評。教師引導學生利用表格對 DNA 和 ＲNA 的基本單位、空間結(jié)構(gòu)等進行比較。 利用核苷酸構(gòu)建核酸結(jié)構(gòu)模型，學生能真正理解“核酸是由核苷酸聚合而成的長鏈”這 一概念，為接下來學習核酸的功能做鋪墊。
任務(wù)三：核酸的功能 每個個體的遺傳信息各不相同，但是構(gòu)成 DNA 的堿基卻只有四種， DNA 是如何儲存大量遺傳信息的呢 引導學生理解 DNA 是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，DNA 分子的多樣性、特異性決定了生物的多樣性、特異性。 各小組分享記錄的脫氧核苷酸鏈中四 種堿基的排列順序，歸納堿基數(shù)目與排列順序種類的關(guān)系，總結(jié)出核酸的功能。學生分享相關(guān)文學作品，感受生命的獨特與美麗。 學生對構(gòu)建的核酸結(jié)構(gòu)模型進行深入挖掘，理解核酸的功能。通過欣賞相關(guān)文學作品深切感受生命的珍貴，學會尊重生命、珍視生命。
遷移應(yīng)用 提供新聞資料: 2018 年《自然·生物技術(shù)》報導，有一個國際團隊研制出了一種基因測序裝 置，只有手機大小而且方便攜帶，可以對完整人類DNA 進行測序。其團隊成員之一賈斯丁·奧格雷迪表示，這項技術(shù)具有非常重要的意義，它為基因組進行 個性化測序提供了極大的便利，用于診斷各種癌癥等疾病也是指日可待。 教師提供具體的案例: 近幾年甲狀腺癌發(fā)病率逐年上升，已成為當今醫(yī)學研究的熱點之一。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺癌的發(fā)生和發(fā)展由 BＲAF、ＲET、ＲAS 等相 關(guān)基因控制。BＲAF 基因可調(diào)控基因表達，使細胞骨架重構(gòu)及調(diào)節(jié)細胞代謝，最終導致細胞轉(zhuǎn)化和癌變; ＲET 基因與癌細胞的分裂、凋亡過程有很重要的關(guān)系; ＲAS 基因能夠造成細胞生長信號失去控制而持續(xù)釋放，最終形成癌變。在甲狀腺癌的診斷、治療過程 中，如果通過甲狀腺癌的相關(guān)基因 BＲAF、ＲET、ＲAS 的檢測，在早期就能夠判斷甲狀腺結(jié)節(jié)是否為惡性，對于患者有十分重要的意義。 讓學生閱讀資料，分析 DNA 測序及研究的價值。 此后，考慮該項技術(shù)還有哪些應(yīng)用。 讓學生通過閱讀資料，了解最新相關(guān)科學研究進展，能解釋或解決實際生活中相關(guān)的問題， 而且能培養(yǎng)學生的社會責任感。
板書設(shè)計
第3節(jié)遺傳信息的攜帶者——核酸 一、核酸的種類和功能 種類：DNA RNA 2、功能 二、核酸在細胞中的分布 DNA：主要分布在細胞核中，線粒體中、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA。 RNA：主要分布在細胞質(zhì)中。 三、核酸的分子結(jié)構(gòu)
特色學習資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明
（結(jié)合教學特色和實際撰寫，可無）
教學反思與改進
在本節(jié)課的教學中，筆者以核酸研究歷程為主線 創(chuàng)設(shè)情境，挖掘科學史料中豐富的教育教學資源，幫助學生厘清知識的來龍去脈，對教材內(nèi)容進行適當?shù)耐卣寡由欤⑶乙詫訉舆f進的問題為導向來激發(fā)學生的思維。其間，通過構(gòu)建核苷酸、核酸結(jié)構(gòu)模型，將抽象的概念具體化，學生興趣盎然，很好地掌握了本節(jié)課的核心概念，順利突破重點難點。此外，本節(jié)課注重科學、技術(shù)、社會相聯(lián)系，學生學會在真實情境中分析并解決問題，提升核心素養(yǎng)。

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