資源簡(jiǎn)介

3.2 DNA分子的結(jié)構(gòu) 教學(xué)設(shè)計(jì)
【設(shè)計(jì)理念】
本節(jié)課的設(shè)計(jì)以高中生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)“核心素養(yǎng)為宗旨；內(nèi)容聚焦大概念；教學(xué)過(guò)程重實(shí)踐；學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)促發(fā)展”的課程理念為指導(dǎo)方針；學(xué)生通過(guò)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過(guò)程的體驗(yàn)學(xué)習(xí)，主動(dòng)參與演示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)并總結(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是我設(shè)計(jì)本節(jié)課的基本指導(dǎo)思想。同時(shí)本節(jié)課注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。在設(shè)計(jì)這節(jié)課時(shí)我沒(méi)有按照教材順序教學(xué)，而是大膽將科學(xué)家的科學(xué)研究過(guò)程與學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)建構(gòu)模型同時(shí)融入，逐步探究，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)脫氧核苷酸的基礎(chǔ)上，逐步體驗(yàn)如何構(gòu)建單鏈，進(jìn)一步構(gòu)建平面雙鏈和立體空間結(jié)構(gòu)，同時(shí)總結(jié)出DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。探究活動(dòng)和討論均以生物小組為單位進(jìn)行。在邊探究邊動(dòng)手制作模型的過(guò)程中，還使學(xué)生親身體驗(yàn)了模型構(gòu)建這一科學(xué)研究方法。
【教材分析】
《DNA分子的結(jié)構(gòu)》是新課標(biāo)教材人教版必修二第3章《基因的本質(zhì)》第2節(jié)內(nèi)容，本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)進(jìn)行，并為后邊DNA的復(fù)制、基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成做了鋪墊，它在教材中起著承前啟后的作用。
課本首先用較大篇幅介紹了科學(xué)家們構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的故事，旨在使學(xué)生了解科學(xué)家的研究過(guò)程，學(xué)習(xí)和體會(huì)科學(xué)家們善于捕獲和分析信息，合作研究及鍥而不舍的科研精神。之后是DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)介紹，最后是制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。
【學(xué)情分析】
學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)核酸及脫氧核苷酸的相關(guān)知識(shí)，懂得DNA是主要的遺傳物質(zhì)，這為新知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)，教師應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)行理解。高中學(xué)生的認(rèn)知體系基本形成，認(rèn)知結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展，認(rèn)知能力不斷完善。高中學(xué)生已初步具備空間想象能力、動(dòng)手操作能力及觀察能力，但還不完善，需教師在此過(guò)程中進(jìn)行引導(dǎo)
【教學(xué)目標(biāo)】
（1）識(shí)記DNA分子的基本單位、元素組成、脫氧核苷酸種類(lèi)、堿基種類(lèi)。
（2）概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。
（3）體驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建的科學(xué)研究方法。
（4）嘗試構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
（5）認(rèn)同與人合作及鍥而不舍的精神在科學(xué)研究中的重要性。
【教學(xué)重、難點(diǎn)】
重點(diǎn)：1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)
2.制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
難點(diǎn)：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。
【教法、學(xué)法】
采用探究、討論模式結(jié)合；多媒體演示法、構(gòu)建法。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
1、多媒體課件：用PowerPoint制作的演示文稿
2、DNA雙螺旋立體模型、導(dǎo)學(xué)案、6盒DNA雙螺旋模型組件
【教學(xué)過(guò)程】
教學(xué)內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng)
一、創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入 1、復(fù)習(xí)引入：通過(guò)前面 “肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”證明DNA是遺傳物質(zhì)，大家可能又會(huì)發(fā)出疑問(wèn)：DNA為什么作為遺傳物質(zhì)呢？生物學(xué)有個(gè)基本觀點(diǎn)是結(jié)構(gòu)決定功能，要回答剛剛這個(gè)問(wèn)題，得先弄清楚DNA分子的結(jié)構(gòu)。今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)。 【過(guò)渡】DNA分子到底長(zhǎng)什么樣子呢？我們先來(lái)看個(gè)視頻 2、視頻播放：神奇的DNA分子 提問(wèn)：視頻中的DNA分子結(jié)構(gòu)像一把扭曲的長(zhǎng)梯，大家在初中也學(xué)過(guò)DNA分子是一個(gè)雙螺旋結(jié)構(gòu)，那這個(gè)結(jié)構(gòu)是我們眼睛看到的嗎？還是借助顯微鏡看到的呢？都不是，這個(gè)只是科學(xué)家根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建的一個(gè)模型。 二、回顧DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 【教師】下面就讓我們跟著科學(xué)家們一起來(lái)回顧DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是如何構(gòu)建出來(lái)的。當(dāng)時(shí)科學(xué)界掀起了研究DNA分子結(jié)構(gòu)的高潮，在這些研究中摘得桂冠的是兩位年輕的科學(xué)家-- 美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克，他們也是DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建者。 （一）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建者： 圖片展示：沃森和克里克 （二）對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的探索 1、模型構(gòu)建一：脫氧核苷酸 【復(fù)習(xí)回顧】 【教師】早期，科學(xué)界對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)：DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位鏈接而成的長(zhǎng)鏈 DNA的基本單位：脫氧核苷酸（板書(shū)），DNA是墻，脫氧核苷酸是磚塊。 【圖片展示】：4種脫氧核苷酸的分子式。 觀察分子式：DNA的元素組成C、H、O、N、P（板書(shū)） 觀察發(fā)現(xiàn)4種脫氧核苷酸只有右上角不一樣，也就是含氮堿基，每種脫氧核苷酸均由一分子脫氧核糖，一分子磷酸基團(tuán)和一分子含氮堿基構(gòu)成（含氮堿基有A、T、C 、G 4種）。 【問(wèn)題】如何將這三分子物質(zhì)正確連接成一個(gè)脫氧核苷酸呢？ 模型構(gòu)建引導(dǎo)學(xué)生完成活動(dòng)：?jiǎn)稳送瓿擅撗鹾塑账岬臉?gòu)建（提示：五邊形代表脫氧核糖，圓形代表磷酸，長(zhǎng)方形代表堿基） 【身體演示】脫氧核苷酸的連接：頭及兩肩兩腰--脫氧核糖；左手握拳-磷酸；右手手掌-含氮堿基 2、模型構(gòu)建二：1條脫氧核苷酸鏈 【問(wèn)題】四種脫氧核苷酸如何連接成脫氧核苷酸鏈？ 點(diǎn)評(píng)：學(xué)生畫(huà)的四種脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈的方式正確與否。 【教師】游離的脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接起來(lái)形成一條長(zhǎng)鏈。 【身體演示】一位同學(xué)左手拿筆搭在另一位同學(xué)左邊腰上（筆-磷酸二酯鍵） 【過(guò)渡】那到底脫氧核苷酸鏈?zhǔn)侨绾螛?gòu)成DNA的呢？DNA的空間結(jié)構(gòu)到底是什么樣子的呢？ 3、模型構(gòu)建三：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) ①根據(jù)爾金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖推算出DNA分子呈 雙螺旋結(jié)構(gòu)，并且不一條鏈。 【教師】演示大學(xué)案上3條脫氧核苷酸鏈形成的三螺旋結(jié)構(gòu)。 ②沃森和克里克嘗試了很多雙螺旋和三螺旋模型都被否定，后來(lái)他們將磷酸-脫氧核糖骨架安排在螺旋外部，堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋，且讓相同堿基配對(duì)，即A與A配對(duì)，T與T配對(duì)…… 【教師】請(qǐng)大家以導(dǎo)學(xué)案上的脫氧核苷酸鏈和小組內(nèi)其他成員的脫氧核苷酸鏈嘗試構(gòu)建這種雙螺旋結(jié)構(gòu)，思考這種模型有什么問(wèn)題？ 違背化學(xué)規(guī)律：DNA結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。 ③查哥夫測(cè)定不同生物體DNA中堿基的含量 DNA堿基含量ATGCA/TG/C大腸桿菌26.023.924.925.21.090.99酵母菌31.332.918.717.10.951.09海膽32.832.117.718.41.020.96鼠28.628.421.421.51.011.00人30.330.319.519.91.000.98
【教師】根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，你能否說(shuō)明組成DNA的4種堿基的數(shù)量關(guān)系 沃森，克里克修改了堿基配對(duì)方式，讓A與T配對(duì)，G與C配對(duì)。 ④沃森和克里克把用金屬材料制成的模型與拍攝的X射線衍射照片比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，模型與原型相符。 ⑤1953年沃森和克里克撰寫(xiě)的《核酸分子的結(jié)構(gòu)——脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》論文在英國(guó)《自然》雜志上刊載，引起了極大的轟動(dòng)。 三、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 【教師】演示DNA雙螺旋立體模型 ①DNA分子是由 條 長(zhǎng)鏈按 方式盤(pán)旋而成的 結(jié)構(gòu)。 ②外側(cè)： 和 交替連接。構(gòu)成基本骨架； 內(nèi)側(cè)： 。 ③兩條鏈上的堿基通過(guò) 連接成堿基對(duì)，A與T、G與C形成堿基對(duì)，遵循一定的規(guī)律。堿基之間這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，叫做 原則 【身體演示】多個(gè)同學(xué)參與完成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 5個(gè)同學(xué)演示一條脫氧核苷酸鏈（手拿堿基），另外5個(gè)同學(xué)也連成一條脫氧核苷酸鏈。 提問(wèn)如何站可以讓堿基在內(nèi)側(cè)？-反向站（體現(xiàn)反向平行） 提問(wèn)另外5個(gè)同學(xué)手里堿基該如何選？-堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 提問(wèn)這個(gè)DNA片段中有幾個(gè)同學(xué)左手的磷酸基團(tuán)是游離的？-2個(gè) 提問(wèn)如果指頭根數(shù)代表氫鍵，那A與T之間有幾根手指頭？G與C呢？ 四、課堂小結(jié) DNA的“5.4.3.2.1”： 5種元素：C、H、O、N、P 4種含氮堿基：（A、T、G、C）相應(yīng)的有4種脫氧核苷酸 3種物質(zhì)：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基 2條長(zhǎng)鏈：2條反向平行的脫氧核苷酸鏈 1種螺旋：:雙螺旋結(jié)構(gòu) 隨堂練習(xí) （1）4是 、7是 、8是 。 （2）5是 ：DNA分子中5上一般連著 個(gè)磷酸。 （3）6是 ：在每個(gè)DNA分子中有 個(gè)游離的6。 （4）9是 ：A與T之間有 個(gè)，G與C之間有 個(gè)。 （5）DNA分子的基本骨架由 和 交替連接而成。 （6）單鏈中相鄰堿基通過(guò) 連接，互補(bǔ)鏈中相鄰堿基通過(guò) 相連成堿基對(duì)，并且遵循 原則 六、板書(shū)設(shè)計(jì) 第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu) 知識(shí)回顧 1、DNA的基本單位：脫氧核苷酸 2、DNA的元素組成：C、H、O、N、P 二、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建 三、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 外側(cè)：基本骨架-磷酸和脫氧核糖交替 內(nèi)側(cè)：堿基通過(guò)氫鍵連接 觀看視頻，回答問(wèn)題 學(xué)生觀看4種脫氧核苷酸分子式回顧所學(xué)知識(shí)。 動(dòng)手完成脫氧核苷酸模型構(gòu)建并展示 學(xué)生思考并嘗試在導(dǎo)學(xué)案上畫(huà)出四種脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈的方式 親身演示 學(xué)生動(dòng)手連接相同堿基配對(duì)的雙螺旋結(jié)構(gòu) 分析表格，嘗試回答問(wèn)題 學(xué)生結(jié)合模型構(gòu)建過(guò)程，自主閱讀教材P49后小組合作學(xué)習(xí)討論完成導(dǎo)學(xué)案。 按老師要求演示 思考并完成相關(guān)練習(xí)。
【教學(xué)反思】

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