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1、DNA分子的结构教学设计课题DNA分子的结构课型活动课章节必修二第三章第2节年级班级教学目标1)知识与技能：简述DNA分子的化学组成和双螺旋结构；概述DNA双螺旋结构模型的特点。(2)过程和方法：体验模型建构在科学研究中的过程； 初步知晓科学探究的基本方法（如模型建构法，学科知识的交叉应用）。(3)情感态度价值观：体验合作在科学研究中的重要性；认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。重点难点重点：DNA分子的化学组成和结构特点难点：DNA 分子中碱基对的连接方式一定是A和T配对， G和C配对教材分析教材的地位和作用：本节课是人教版高中生物必修2第3章基因的本质 第2节DNA分子内容
2、。DNA的双螺旋结构模型已经成为分子生物学的象征。它不仅使我们清楚认识DNA分子，而且是学习DNA分子的复制、基因及其表达的基础；也是现代生物遗传学的基础。本节教材中丰富的生物学史：威尔金斯（M.Willkins）和富兰克林（R.E.Franklin）的DNA结晶的X射线衍射图谱。查哥夫（E.Chargaff）得出的重要规律 。沃森（J.D.Watson）和克里克（F.Crick）首先发现的DNA双螺旋结构。这些科学史均为探究活动的思维训练提供依据帮助学生了解科学家的研究过程，学习和体会科学家们善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。DNA分子结构主要特点是对这段生物科学史的总结，通
3、过边探究边制作DNA双螺旋结构模型，帮助学生掌握DNA的结构特点。学情分析通过必修一的学习，学生在已掌握核酸及脱氧核苷酸的相关知识，通过必修二认识DNA是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。高中学生具备一定的阅读分析能力，动手能力，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，通过体验探究，重走科学家之路成为可能。学生虽然相对学习能力和动手能力都不太强，但是本节课通过问题链和分步实验的设计，使得探究式教学的实施成为可能。教学策略在设计这节课时,充分利用教材资源，通过生物科学史再现科学探究过程，让学生“走上探究之路”分步构建DNA双螺旋模型。每一步都以科学家的科学研究过程为指导，提出问题，
4、逐步探究，让学生亲身体验，进行模型建构呈现以“基本单位脱氧核苷酸长链平面脱氧核苷酸双链立体双螺旋结构”的知识链。模型建构完，让学生根据模型总结出DNA分子结构的主要特点。最后，通过课本课后习题巩固。探究活动和讨论均以合作小组为单位进行，然后进行小组间的发言和交流，让学生学习和体会科学家们善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。教学资源人教版高中生物必修2教材教学媒体PPT课件、实物物投影仪教学过程设计教学内容教师组织和引导学生活动设计意图上节课我们已经学了DNA是遗传物质，作为遗传物质，要具备什么样的结构才可以携带遗传信息呢？今天我们将一起揭示DNA结构的探究历程，并且尝试像科学家一
5、眼建构DNA模型。两个任务都非常重要，相信每一位同学都不会顾此失彼。激发学生学习的兴趣。复习引入构建模型【20世纪40-50年代科学界关于DNA的证据】回忆思考：1、组成DNA的基本单位是什么？（脱氧核苷酸）2、每个脱氧核苷酸的结构组成是什么？3、组成DNA的碱基有哪几种？请学生完成课本p51一、基础题3【课堂活动1】布置学生制作DNA基本单位-脱氧核苷酸模型4、4种脱氧核苷酸又是怎样构成DNA分子呢？【课堂活动2】制作一条脱氧核苷酸链(含个脱氧核苷酸)回忆知识，并回答独立制作DNA基本单位思考回答并解释以2人合作小组为单位制作一条DNA链片段让学生温故知新，并提高动手能力探究历程-DNA双螺
6、旋结构模型的构建成 【DNA结构的研究背景】当时，很多科学家都对DNA的结构有所研究。其中最为突出的是美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。【DNA螺旋结构的确立】阅读课本P48第7-11行，思考：5、沃森和克里克以什么证据为基础推算出DNA分子呈螺旋结构？通过这张图像及有关数据，沃森和克里克推算出一个很关键的结论：DNA最可能是成规则的螺旋结构。学生阅读课本，思考问题，得出推论培养学生的自学能力与自我探究能力。【DNA双螺旋结构的确立】阅读课本P48第2段，思考回答：6、DNA分子是双螺旋还是三螺旋？DNA分子可能是一种双链结构。7、碱基排在螺旋外侧，还是螺旋内侧？碱基排在螺旋内侧【课堂活动
7、】制作DNA平面模型：以4人小组为单位组把你们的两段DNA链连成双链。问：你遇到什么问题？教师：在制作模型的过程中，沃森和克里克当时也遇到同样的问题，他们无法把碱基放到模型中他们任意选择的位置上，请同学们阅读课本P48第3段黑体字，思考：8、DNA的碱基是如何配对的？1952年，沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息：腺嘌呤（）的量总是等于胸腺嘧啶（）的量，鸟嘌呤（）的量总是等于胞嘧啶（）的量。即A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。 碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。据此，你认为DNA的结构该如何修正？于是，沃森和克
8、里克改变了碱基配对的方式，让A与T配对，G与C配对，最终，构建出了正确的DNA模型。投影同学的DNA平面模型，对照课本P49图3-11DNA分子的平面模式图，看看有什么可以改进的？【课堂活动】制作DNA立体模型：由于核苷酸各部分之间的作用力，它们既不在同一直线也不在同一个平面上，因而核苷酸各部分螺旋一定的角度。学生阅读后回答问题发现新问题：在大多数同学之间的两条链无法连成合理的稳定的结构。思考与讨论4人合作小组合作把两段DNA链连成双链（平面结构）。4人合作小组合作修正DNA立体模型培养学生的自学能力与自我探究能力。思考、讨论和合作能力检验同学们手上的模型就和当时沃森和克里克制作的模型一样，沃
9、森和克里克所构建的DNA双螺旋结构模型是否科学？怎么检验？他们把金属制作的模型与DNA衍射图对照，发现两者一模一样。得出结论：DNA是双螺旋结构。学生归纳DNA特点投影学生DNA模型，思考9、DNA分子的双螺旋结构的要点有哪些？两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。碱基互补配对原则：两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且碱基配对有一定的规律：AT、GC（A一定与T配对，G一定与C配对）。学生回答完再指导看书P49，肯定学生的总结归纳能力。学生展示模型，并且进行讨论后发言拓展学生思维，更好理解新知识交流评价投影2组模
10、型10、不同小组制作的DNA模型有何不同？由此可以推测DNA分子结构什么特性？DNA分子是由几十个乃至上亿个脱氧核苷酸组成的，同学们小组合作的仅仅是DNA的一个片段。学生进行模型的比较、观察和讨论把4个合作小组的模型连接成一个整体。2位同学上来展示。思维启迪11、沃森和克里克在构建模型中，利用了其他哪些科学家的经验和成果？要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。课堂检测课本P51一、基础题1课后延伸总结在制作和运用DNA分子模型的过程中的经验得失，要求学生在课外寻找更好的材料
11、用具和方法，设计制作更科学、更美观、使用更方便的DNA双螺旋结构模型，在班级交流展出。 学会构建模型七、板书提纲第二节 DNA分子的结构主要特点 磷酸 特性 脱氧核糖 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸长链 DNA双螺旋结构 含氮碱基八、教学反思往届在本节教学都是“先学知识后做模型”先让学生阅读教材资料学习DNA双螺旋结构模型的构建过程，之后通过挂图和模型总结DNA分子双螺旋结构的主要特点，最后制作模型以加深对DNA 分子结构特点的认识和理解。但是却发现学生在课堂上能明白DNA的结构特点，课后的巩固还是靠死记硬背，没法真正让知识掌握牢固。因此，这节课我采用“做中学”的模式上课，我这样设计这节课：利用教材资
12、源，通过生物科学史再现科学探究过程，让学生“走上探究之路”分步构建DNA双螺旋模型。每一步都以科学家的科学研究过程为指导，提出问题，逐步探究，让学生亲身体验，发现问题，进而解决问题逐步呈现以“基本单位脱氧核苷酸长链平面脱氧核苷酸双链立体双螺旋结构”的知识链。模型建构完，让学生根据模型自己总结出DNA分子结构的主要特点。最后，通过课本课后习题巩固。整节课通过学生独立、2人小组合作、4人小组合作，最终全班同学一起构建DNA双螺旋结构模型,让学生体会分工与合作。课堂上，学生能跟随教师的思路，主动参与探究过程，在课堂中既动手又动脑，全方位调动感观，使抽象知识形象化，提高课堂知识理解效率。在活动过程中，我及时捕捉细节，如学生拼接时碱基之间的配对等，现场发现、现场展示、共同讨论、及时纠正。在讨论和纠错中擦出火花，在理论和实践的思维碰撞中获得知识，得到结论。本节还有一个亮点，就是让两位学生把各小组做出的DNA分子片段模型拼成一个大的DNA双螺旋模型到台上展示，他们一蹲一站，刚好和幻灯片上沃森和克里克“在生命的悬梯上”的图片相吻合，鼓励学生可以向科学家们一样为人类做出重大贡献！本节的不足之处在于，由于时间安排的关系，没法让学生完成课本课后习题，及时反馈。