DNA分子的结构教案和课堂实录

高中生物必修二

第三章第二节

<>教学设计

华

油

五

中 李春玲

一:教材分析

本节内容是新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容，主要包括DNA 双螺旋结构模型的构建、DNA 分子结构的主要特点及制作DNA 双螺旋结构模型三部分。其中碱基互补配对原则是DNA 结构、DNA 复制以及DNA 控制蛋白质合成过程中遵循的重要原则。DNA 分子的双螺旋结构是学生学习和理解遗传学的基础知识；DNA 独特的双螺旋结构保证了DNA 具有多样性、特异性、稳定性的特征，它是学生理解生物的多样性、特异性、物种稳定性本质的物质基础

。

二:学情分析

学生在以前的生物学习中了解过DNA，但对其结构完全没接触过，属于全新的知识。DNA分子结构较抽象，高一学生在上学期的化学学科里已经学习了化学物质的分子的结构，所以对这方面的内容的理解已有一定的基础能力。

三:设计思路

生物学核心素养由生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个要素组成。如何将生物核心素养的培育落实到课堂教学中，如何基于核心素养提高学生的各方面素质和能力.本节课在设计上以此为指导思想,设计通过科学家的探究过程做主线，以提问、讲授并结合多媒体演示的方法再现科学家如何一步步通过不懈的努力总结出DNA 分子的结构,同时配以引导学生一步一步进行DNA分子结构的物理模型结构的构建,既掌握了DNA 的结构又掌握了一种生物学研究的方法构建物理模型法和多种生物学探究方法,可谓在生物科研的道路上拓展了视野。教学中通过科学家相关事迹的学习，又使学生认识到科学探索的艰辛，树立起勇于挑战、不怕失败、团结协作的科学态度。

四:教学目标

1. 知识方面

⑴识记构成DNA 分子的基本单位、核苷酸种类、中碱基种类、元素种类。

⑵DNA 分子的平面结构和空间结构。

⑶碱基互补配对原则。

2. 情感态度与价值观方面

⑴认识到与人合作的在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。

⑵认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程

3. 能力方面

⑴构建DNA 双螺旋结构模型。

⑵就科学家探索DNA结构的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的用。

五:教学重点和难点

1. 教学重点：DNA 分子双螺旋结构模型的建构

2. 教学难点：DNA 分子结构的主要特点

(1)教学方法：教师引导学生操作法,观摩讨论法、多媒体演示法

(2)教学准备：powerpoint 课件 DNA模型组件 ` (3)课时安排：40分钟

六:教学过程设计

【情境导入】

师：在开始我们今天的学习之前,我们先来看一段有趣的短片。

[设计意图]:利用他们感兴趣的事情开始新的知识的学习,既能使他们更集中注意力,又能使他们学有所图,提高上课实效. 【新知探究】 师：这就是DNA，究竟拥有怎样的结构使DNA具有如此神秘的功能呢？今天就让我们通过构建物理模型的方法来探究DNA分子的结构。

[设计意图]用利用DNA 组件构建模型的计划更进一步把学生牢牢的吸引在课堂上. (一)、DNA 分子双螺旋结构的构建

1．模型建构一：脱氧核苷酸链 师:首先我们一起来回忆一下之前学过的相关知识

[设计意图]即起到复习的作用,承上启下,又通过平等肯定的态度开始教学,一切温和得真真切切. 师：

那我们就两人为一组组装六个脱氧核苷酸。首先先引导学生对组件的各部分进行认识。

学生:拼装组件

师： 巡视，展示，并给以肯定

学生:展示作品并作简短介绍. [设计意图]培养学生资料的观察理解能力和实际操作能力，教师注意鼓励合作精神。

2.模型建构二：DNA的双螺旋结构

师：

给出资料三威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱,根据DNA的X射线衍射图谱的有关数据，利用布拉格公式（物理学公式）计算出，DNA分子呈双螺旋结构。教师配以简要的介绍,提出衍射图谱给科学家的三个启示:螺旋,双链,平行.并引导学生,在此基础上连接DNA的双螺旋结构. [设计意图]一方面强化双螺旋结构的三个特点,另一方面创设情景让学生在实际操作过程中出现问题,解决问题,提高学生的理科逻辑思维能力.

学生：拼装组件

[设计意图]教师注意强学科之间联系，从而凸现大理科的思想，强调学科的相互渗透。

学生:出现两个问题,谁在外侧的问题,还有碱基连接的问题. 师： 介绍亲水和疏水的原理引导学生分析，哪种情况可能性更高呢？

[设计意图]培养学生理科思维，逻辑推理能力。

学生：拼装组件并且发现问题，碱基在内的连接有时连接不上，思考原因呢？

师： 从平行和碱基数量的数字统计，引导学生分析出碱基互补配对原则。

表1

不同来源DNA四种碱基的摩尔比例关系

DNA来源

大肠杆菌

小麦

老鼠

猪肝

猪胸腺

猪脾

酵母菌

A 25.4 24.8 24.1 25.7 26.8 28 23.2 T 24.8 28 25.6 29.7 28.9 29.2 32.9 G 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7 C 25.7 22..7 22.8 20.5 20.7 20.8 17.5 (A+T)/(G+C) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 1.08

[设计意图]对于实验数据的分析推理，是学生必须具备的理科思维，要随时渗透和培养。 注意老师再此要强调科学研究总是面临失败和重新开始，要不畏失败，勇于战胜失败

师：在原始资料的基础上提出（A+G)/(T+C)的计算，从而得出碱基互补配对原则。

表1

不同来源DNA四种碱基的摩尔比例关系

T G C DNA来源

A 大肠杆菌

小麦

老鼠

猪肝

猪胸腺

猪脾

酵母菌

25.4 24.8 24.1 25.7 26.8 28 23.2 24.8 28 25.6 29.7 28.9 29.2 32.9 24.1 23.2 21.9 20.5 20.4 20.4 18.7 25.7 22..7 22.8 20.5 20.7 20.8 17.5 (A+T)/(G+C) 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 1.08 (A+G)/(T+C) 0.98 0.95 0.95 0.91 0.95 0.96 0.89

[设计意图] 提高学生的数字处理能力，真正为理科思维的培养作铺垫。

师:给出两则资料,引导学生分析出反向平行和氢键. 资料3:DNA的碱基G+C含量在一细菌分类学上已经成为一项有参考价值的数据.三株最适生长温度都不一样的芽抱杆菌(高度嗜热芽抱杆菌Bacilll,最适生长温度为72℃,脂肪嗜热芽抱杆菌B.stearotljer”,最适生长温度为65℃,枯草杆菌B.subtI’Iis 168,最适生长温度为32℃)的DNA碱基组成,发现高度嗜热芽抱杆菌BacilllG+C含量明显高于其他两种微生物. 资料4:1952年11月，富兰克林提出了一份报告，其中说明DNA的对称性，意思是DNA的结构即使翻转180°之后看起来还是一样. 师：提出1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA 的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现，更宣告了分子生物学的诞生。

[设计意图]学生必须了解一定的科学史，要注意随时渗透

学生:从新组建模型，展示模型，并作总结性发言引导学生展示组建的双螺旋结构并简单交流有哪些收获。并引导学生将模型相互比较找到区别从而引出遗传信息在DNA上的呈现形式.。

[设计意图]组件展示学生亲手制作得到双螺旋结构，既掌握一种科研方法，又加深了对知识的理解，随后的评价可谓锦上添花，自己发现的问题往往是记忆最深刻的。

师： 引导将平面结构进行双螺旋。老师从比较学生的物理模型得出知识点所谓遗传信息就是以碱基排列顺序的不同呈现的。 (二)、DN A 分子双螺旋结构的拓展

1. 以习题形式引到学生掌握必要的碱基计算方法

[设计意图]两道由浅入深层面的练习，即对本知识点着重强调，又可以给学生一定的空间。.

2.归纳DNA 分子的双螺旋结构的特点。

[设计意图]一节课的小结就像一个完美的句号。

七:板书设计

第二节 DNA 分子的结构

一、物理模型构建

二、DNA分子的结构特点

1：双链

反相平行

2：磷酸五碳糖在外侧 碱基对在内侧

3：碱基互补配对原则 氢键

4：双螺旋

三、碱基计算

1：A=T G=C 2：A+T+G+C=1 3：（A+G）/（T+C）=1 4八：教学反思

：（A+T）/（G+C）=n