资源简介

教学设计 - 高一生物必修2 遗传与进化 - 探究·实践 制作DNA双螺旋结构模型
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1、教材分析
“制作DNA双螺旋结构模型”是人教版高中生物必修2《遗传与进化》的探究·实践活动内容。在此之前，学生已经学习了DNA是主要的遗传物质，对DNA在遗传中的重要地位有了一定认识。通过本实践活动，能让学生进一步理解DNA的结构特点，是对理论知识的深化与拓展。同时，为后续学习DNA的复制、基因的表达等内容奠定基础，起到承上启下的作用。它将抽象的分子结构知识通过模型制作转化为直观的实物，有助于培养学生的动手能力和科学思维，加深对生命本质的认识。
2、教学目标（核心素养目标）
（1）生命观念：通过制作DNA双螺旋结构模型，理解DNA分子结构与其遗传功能相适应的特点，形成结构与功能观，认识到生命的物质基础和结构基础的统一性。
（2）科学思维：在构建模型过程中，分析DNA分子结构组成和连接方式，培养逻辑思维、空间想象能力，运用归纳与概括、演绎与推理等方法理解DNA结构的特点及稳定性的原因。
（3）科学探究：尝试通过小组合作制作模型，学会提出问题、作出假设、设计方案、实施操作、得出结论，提高实验设计与动手操作能力，培养探究精神和解决实际问题的能力。
（4）社会责任：了解DNA结构模型的制作对生物学发展的重要意义，认识到科学研究的价值，关注生物科学发展对社会的影响，树立科学为人类服务的意识。
3、教学重难点
（1）教学重点：掌握DNA双螺旋结构的主要特点，包括组成元素、基本单位、核苷酸链的连接方式以及双螺旋结构的空间特点；学会制作DNA双螺旋结构模型的方法和步骤。
（2）教学难点：理解DNA分子中碱基互补配对原则及其对DNA结构稳定性的意义；如何在制作模型过程中准确体现DNA分子结构的精确性、稳定性和多样性。
4、教学过程
（1）导入新课（5分钟）
展示一些因DNA技术解决的实际案例图片，如亲子鉴定、犯罪嫌疑人追踪等，提问学生：为什么DNA能在这些方面发挥重要作用？引导学生思考DNA结构与功能的关系，从而引出本节课通过制作DNA双螺旋结构模型来深入了解DNA结构的主题。
（2）知识回顾与讲解（10分钟）
回顾DNA的基本组成元素（C、H、O、N、P）、基本单位（脱氧核苷酸，由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成）。讲解不同脱氧核苷酸的区别在于含氮碱基的不同（A、T、C、G）。利用PPT展示DNA双螺旋结构的图片，简单介绍其整体的双螺旋外观、两条链的反向平行关系、外侧的磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架、内侧碱基通过氢键互补配对等特点，让学生对DNA结构有初步的整体认知。
（3）模型制作方法讲解（10分钟）
介绍制作模型的材料，如不同颜色的塑料片代表不同的碱基、圆形代表磷酸、五边形代表脱氧核糖，细铁丝或塑料棒用于连接。讲解制作步骤：首先制作脱氧核苷酸，将代表磷酸、脱氧核糖和碱基的材料连接；然后将多个脱氧核苷酸连接形成脱氧核苷酸链，注意连接顺序和方向；接着根据碱基互补配对原则，制作另一条与之互补的链；最后将两条链盘绕成双螺旋结构，注意两条链的反向平行关系。强调在制作过程中要注意各部分比例和连接的准确性。
（4）小组合作制作模型（20分钟）
将学生分成小组，每组4 - 5人，每组领取制作材料。各小组讨论分工，按照讲解的步骤开始制作DNA双螺旋结构模型。教师巡视各小组，及时给予指导和帮助，纠正学生在制作过程中出现的错误，如碱基配对错误、链的方向错误等，鼓励学生发挥创意，使模型更加美观和准确。
（5）展示与评价（10分钟）
各小组推选一名代表展示小组制作的DNA双螺旋结构模型，并简要介绍制作过程和对DNA结构特点的理解。其他小组进行评价，从模型的准确性（碱基配对、链的方向等是否正确）、美观性、创意性等方面进行打分和提出建议。教师总结各小组的优点和不足，再次强调DNA结构的关键知识点，对表现优秀的小组给予表扬。
（6）课堂小结（5分钟）
与学生一起回顾本节课制作DNA双螺旋结构模型的过程，总结DNA的结构特点，包括基本组成单位、链的连接方式、碱基互补配对原则以及双螺旋结构的空间特征。强调通过模型制作对理解DNA结构和功能关系的重要性。
5、教学反思
在教学过程中，学生对模型制作表现出较高的积极性，但部分学生在理解碱基互补配对原则以及将其准确应用到模型制作上存在困难，今后可在讲解这部分内容时，增加更多实例和互动环节，如通过小游戏让学生模拟碱基配对过程。小组合作中，个别小组分工不够明确，导致部分学生参与度不高，教师应在分组后及时引导小组明确分工。此外，时间把控上可进一步优化，给予学生更充足的时间展示和交流模型制作的心得，提升学生的表达能力和思维碰撞。
6、学习方法指导
（1）观察法：在知识回顾和模型制作过程中，引导学生仔细观察DNA结构图片、模型材料以及其他小组的制作成果，培养观察能力，从观察中获取关键信息。
（2）合作学习法：鼓励学生在小组中分工协作，共同完成模型制作任务。通过合作交流，学会倾听他人意见，分享自己的想法，提高团队协作能力和沟通能力。
（3）自主探究法：在模型制作过程中，学生自主思考、尝试解决遇到的问题，如如何准确连接各部分材料、怎样体现DNA结构的特点等，培养自主探究精神和解决问题的能力。
7、作业布置（含课堂训练题）
（1）课堂训练题
①在制作DNA双螺旋结构模型时，以下碱基配对正确的是（ ）
A. A与G B. T与C C. A与T D. C与U
答案：C
解析：DNA中碱基互补配对原则是A与T配对，C与G配对。
②DNA双螺旋结构中，两条链之间的连接依靠（ ）
A. 肽键 B. 氢键 C. 磷酸二酯键 D. 离子键
答案：B
解析：DNA两条链之间的碱基通过氢键连接。
（2）课后作业
①完善自己小组制作的DNA双螺旋结构模型，使其更加准确和美观。
②查阅资料，了解DNA双螺旋结构模型的发现历程，写一篇300 - 500字的短文，阐述科学家在研究过程中运用的科学方法和科学精神对自己的启示。

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