资源简介

课程名称 人教版高一生物必修二第3章第2节DNA的结构教学设计
课时 第1课时
1.教材内容分析 本节内容为人教版（2019版）生物学必修二《遗传与进化》第 3 章“基因的本质”的第 2 节“DNA的结构”。从知识结构上来看，学生已经学习了DNA是生物的主要遗传物质，结构与功能相适应，进一步通过对DNA双螺旋结构的学习，有助于深化学生对DNA作为遗传物质的认识，同时也为后续进一步学习DNA的复制，表达，变异奠定了结构基础。因此说，本节课起到了承上启下的作用，是高中生物重要内容之一。 教材首先介绍了科学家探索建构DNA双螺旋结构模型的历程，让学生们沿着科学家的探究思路，学习体会科学家们对信息的把握和分析，从中感受科学研究的严谨与魅力，进而发展培养学生构建模型的科学思维以及严谨的科研精神。学习完DNA双螺旋结构的主要特点后，教材还设置了探究实践活动-制作DNA双螺旋结构的模型，化抽象的理论知识为具体可观的模型，通过实际动手操作，加深学生对DNA双螺旋结构的理解。
2.学习者特征分析 通过必修一《分子与细胞》的学习，学生已经对DNA有了一定的感性认识，知道DNA是生物的主要遗传物质，也了解DNA的基本组成，知道氢键，碱基等内容，这为本节课的学习奠定了认知基础。经过高一第一学期的学习，目前学生的思维水平，学习能力都有一定的发展，具备了较强的识图分析，信息提取，总结归纳等能力，而且还有相关的一些物理化学知识储备，有利于推动本节课对DNA结构模型的建立。
3.教学目标 1.通过大量科学事实，了解科学家构建DNA结构的历程，体验建构模型在科学研究中的作用，认同合作交流，学科融合在科学发展中的作用。（科学思维，科学探究，社会责任） 2.理解DNA双螺旋结构的特点，认识生命的物质性与信息性，深化结构与功能观。（生命观念，科学思维） 3.制作DNA双螺旋结构。（科学思维）
4.教学重、难点 1.理解DNA双螺旋结构的特点 2.制作DNA双螺旋结构的模型
5.教学方法与学法指导 综合运用了讲授法，讨论分析，类比推理，对比归纳，模型建构等方法。 本节课开门见山，直接展示DNA双螺旋结构的模型，吸引学生，引出本节课的课堂目标-构建DNA的空间结构模型。重走科学家的研究探索之路，通过大量的科学事实的引导，辅之图片，视频，教具的演示，化抽象的分子结构为具象，给学生更加具体直观的视觉效果，帮助学生逐步搭建出DNA的结构模型，最终让学生实际动手操作构建出立体模型，以学生为主体归纳总结DNA分子结构的特点，进一步加深他们对DNA双螺旋结构的认识。
6.教学资源：PPT，图片，视频，科学事实，DNA双螺旋结构模型，脱氧核苷酸的教具
7.教学环节： 教师活动学生活动媒体&信息技术应用环节一：课程导入教师活动1 展示资料1：1953年《自然》发表沃森，克里克的文章-脱氧核糖核酸的一个结构，引出DNA的结构。 展示DNA双螺旋结构模型，点明本节课的目标---构建DNA的结构模型。学生活动1 认真听讲，明确本节课的学习目标 媒体&信息技术应用1 PPT，图片，模型活动意图说明：开门见山，直接介绍DNA分子结构的发现，阐述该发现的重要意义。通过模型展示引出本节课的任务---构建DNA的结构模型，使得学生在一开始对DNA结构就有简单的认知，也清晰了本节课的目标，有利于推动课程的进行。环节二：活动1-构建脱氧核苷酸链教师活动2 展示资料1：20世纪初科学家们已经认识到DNA是以核苷酸为单位连接形成的长链。 复习DNA基本知识。 学生活动2 1.回顾旧知，理解大分子物质是通过基本单位结合形成的。。 2.完成学案活动1：构建DNA的基本单位-4种脱氧核苷酸结构简图。 3.将脱氧核苷酸连接形成一条脱氧核苷酸链。媒体&信息技术应用2 PPT，教具，图片，学案活动意图说明:DNA结构的构建必然要建立在其基本组成单位之上，所以先回顾对DNA的基本认识，调动学生的旧知，使他们迅速进入到学习情境中。环节三：探究DNA分子是由几条链构成的教师活动3 设疑：构建得到的这条脱氧核苷酸链就是我们最终的DNA分子吗？ 展示资料2：二战后，科学研究逐步确定了DNA分子的直径恒定，约为2nm。威尔金斯发现DNA分子的直径比一条单独的脱氧核苷酸链的直径要大。沃森和克里克尝试构建了许多种DNA的三螺旋模型，但是模型中含水量的理论值与实际值不符合。 1.从资料中可以得出什么结论？ 2.为什么会认为是螺旋结构？ 补充研究分子结构的方式-X射线衍射技术（视频） 展示资料3：富兰克林进一步通过测定双股和三股螺旋的含水量，发现双股螺旋构成的DNA含水量与实际DNA的含水量接近。 1.从资料中可以得出什么结论？学生活动3 阅读资料，思考分析，获取信息点，得出结论：DNA是双螺旋结构。媒体&信息技术应用3 PPT，视频活动意图说明:通过两则科学事实，引导学生思考得出DNA是双螺旋的结构，发展学生分析材料，获取信息的科学思维。其中对于X射线衍射技术，相对晦涩难以理解，借助视频直观给学生展示螺旋的原理，便于学生理解。环节四：探究DNA双链的连接方式教师活动4 设疑：两条脱氧核苷酸链如何进行连接呢？ 引导学生做出假说，然后展示资料4：1951年，富兰克林发现DNA容易吸收水分。而且已知碱基是疏水基团，脱氧核糖和磷酸基团是亲水的。 设疑：对DNA中各结构的分布提出合理的推测。 提示：类比两亲性物质磷脂分子形成细胞膜，思考脱氧核糖核苷酸该如何形成DNA。 展示资料5：富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张Ｘ射线衍射图谱，他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。 1.从材料中可以得出什么结论？ 结合教具演示说明反向平行的特点。学生活动4 1.思考两条脱氧核苷酸链的连接方式，尝试提出假说。 2.类比磷脂分子的排列特点，推理出脱氧核糖，磷酸基团和含氮碱基在DNA中的排列位置。 3.积极思考DNA双链的排列方式。媒体&信息技 PPT，教具，图片活动意图说明:通过提出假说，发展学生科学思维和科学探究能力。引导学生类比磷脂分子的学习，促进其更好理解DNA中各结构成分的排列位置。DNA分子的两条链反向平行，对于空间想象能力不强的学生来说理解可能比较困难，这一部分借助教具进行演示，既有利于学生形成双链反向平行的认知，也有利于丰富课堂的资料形式。环节五：探究DNA分子中碱基是如何进行配对的教师活动5 设疑：两条脱氧核苷酸链内侧的碱基该如何配对连接？ 展示资料6：1948年，古伦德提出碱基间以氢键相连。（补充解释氢键） 引导学生观察4种碱基的分子结构，可以得出什么结论？ 展示资料7：1950年，查哥夫应用紫外分光光度法结合纸层析等技术对不同生物细胞中的DNA做4种碱基的定量分析，结果见下图。 1.分析图表中的数据，你认为生物体内4种含氮碱基具有什么样的关系？ 2.这提示我们碱基配对连接的正确选择应该是什么？ 3.碱基配对后氢键的关系是？学生活动5 1.通过对4种含氮碱基化学结构式的分析，认同嘌呤碱基与嘧啶碱基形成配对。 2.分析查哥夫的实验数据，获得查哥夫定律：生物体内DNA中，A=T，C=G。 媒体&信息技术应用5 PPT，图片活动意图说明:学生通过阅读材料获取信息，引导学生推理出查哥夫定律，发展学生科学思维能力。 环节六：活动2-构建DNA结构的平面模型教师活动6 根据已有的信息，补充完整活动1中构建的脱氧核苷酸链的互补链，并将两条脱氧核苷酸链连接形成DNA片段，完成学案活动2。 展示资料8：1962年，沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学和医学奖。（补充富兰克林的遗憾）学生活动6 基于已有的DNA结构的特点，完成学案活动2，构建出DNA分子的平面结构。 媒体&信息技术应用6 PPT，图片，学案活动意图说明: 使学生感受到科学发展的不易，是由许多科学家共同努力的结果，认同科学发展是合作交流，多学科交叉碰撞的结晶。环节七：活动3-构建DNA空间结构的模型教师活动7 根据前面整个科学史中梳理出来的DNA的结构特点，分小组进行DNA空间结构模型的构建。 以学生为主体进行DNA双螺旋结构的展示与特点总结。 学生活动7 1.基于生物学事实，小组合作，运用模型建构的方法搭建DNA的双螺旋结构。 2.思考总结DNA分子结构的主要特点。媒体&信息技术应用6 模型活动意图说明:培养学生的实际动手能力，深化对DNA结构的认识。环节八：小结与思考教师活动8 板书总结本节课。 布置课后思考作业。 学生活动8 梳理总结，建立对DNA结构认知的知识体系，课后认真思考巩固所学。媒体&信息技术应用6 PPT，板书活动意图说明: 知识迁移，引导学生利用所学知识解决实际问题，落实社会责任。
8.板书设计
9.作业与拓展学习设计： 课后思考作业： 1.DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存足够量的遗传信息？ 2.从DNA结构的角度解释亲子鉴定，DNA指纹技术的应用？ 3.遗传物质应该具备精确复制的特点，从DNA结构思考复制的方式？
10.教学特色与教学反思： 在本节课中，通过提供模型，加以科学事实，引导学生分析材料，做出合理的推断，沿着教师创设的一连串问题进行积极的思考和探究，实现从“基本单位-单链-双链-平面结构-空间结构”的模型构建过程，课堂以学生为主体，充分发挥学生的探究精神与培养他们的动手能力，体现出新课程的“自主，合作，探究”的理念，极大地调动了学生的学习主动性。而且课堂通过运用图片，视频，教具，模型等多种方式来授课，丰富课堂内容，化抽象的理论知识为具象的模型，有利于促进学生对知识点的掌握和理解。

展开更多......

收起↑