DNA分子的结构优秀教学设计

《DNA分子的结构和复制》教学设计

一、教材分析：

《DNA分子的结构和复制》普通高中课程标准实验教科书（苏教版）生物必修2第四章第二节的内容，它由DNA分子的结构和DNA分子的复制两部分内容构成。本节内容是在学生学习了“探索遗传物质的过程”以后，从分子水平上进一步阐明遗传物质的本质。首先以科学家沃森和克里克的研究历程为主线，并通过学生动手尝试建构模型，加深对DNA分子结构特点的理解。DNA双螺旋结构的特点和碱基互补配对原则是学习“DNA分子的复制”的基础。从知识结构的角度看，本节内容为结构和复制的相关计算做铺垫，是“基因控制蛋白质的合成”、“基因突变和基因重组”等内容的重要基础。也是学生科学方法和探究能力培养的一个很好的载体。

二、教学目标：

1.知识与技能：

1）、简述组成DNA分子的基本单位──四种脱氧核糖核苷酸

2）、概述四种脱氧核糖核苷酸构成DNA分子双螺旋结构的方式

3）、阐明碱基互补配对的原则及意义

4）、概述DNA分子结构特点

5）、理解DNA中碱基数的相关计算并运用

2.过程与方法：

1）、通过学习DNA分子的结构，发展空间想象能力。

2）、通过尝试DNA双螺旋结构模型的制作，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）、通过引导学生推理计算，培养理科逻辑思维能力。

3.情感态度与价值观： 1）、体验科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的科学精神。

2）、认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。

三、教学重点、难点：

1、教学重点：

（1）DNA的双螺旋结构及其特点的分析。

（2）DNA分子中碱基的相关计算。

2、教学难点：

（1）制作DNA结构模型掌握DNA分子的双螺旋结构的特点. （2）DNA分子中碱基数的相关计算与运用。

四、教学方法：

1.可以根据学生的认知水平，充分挖掘教材内容，把原有知识与新知识有机结合在一起，建立一个自然流畅

、逻辑清晰的教学过程。

2.通过设置问题情境，引导学生组内合作，在思索中学习新知识，充分发挥学生主体，老师主导的作用。

3.以讲述法、谈话法为线索，引导学生自学教材，归纳知识

，形成知识体系。 4.同时配以多媒体进行辅助教学。

五、教学课时：第1课时

六、课前准备：

1．学生的学习准备：

搜集解开DNA结构之谜的相关资料。

2.教师的教学准备：

（1）DNA分子结构的教学，应充分运用直观教具，如用纸片制作DNA的平面结构，课上展示螺旋过程，引导学生领悟DNA分子双螺旋结构模型的基本要点，以及DNA分子结构的稳定性、特异性和多样性。

（2）制作PPT，配合书本教材，更直观的展示DNA的结构。

七、教学过程：

学习阶段

教师的组织和引导

学生活动

设计意图

复习旧知

【提出问题】引导学生回忆：

1.

DNA的全称是什么？

2.

DNA由哪些元素组成？

3.

DNA的基本组成单位是什么?由哪几部分构成?中间由什么化学键连接？请画出结构图。

4.

DNA的碱基组成有几种？ 5.

脱氧核苷酸有哪几种? 根据教师的引导，回忆旧知，回答问题。并跟随教师一起画出脱氧核糖核苷酸的结构图，增加印象。

1、让学生了解知识前后的联系，将生物知识系统化，而不是片段化记忆。2、培养学生的构图能力。

顺序处理：引导学生由DNA的组成部分：磷酸（P）、脱氧核糖（C、H、O）和碱基(N)推导出DNA组成元素有C、H、O、N、P 导入新课

【提出问题】

脱氧核苷酸怎样组合成DNA分子，其结构如何？引出科学家探索DNA分子的结构之谜，重点提出沃森和克里克提出的双螺旋结构模型。以此展开本节课的学习。

探究新知

（一）、通过PPT展示DNA的平面结构：

【提出问题】

1、有几条链组成？方向一致吗？怎样判断？

2、链外侧由什么构成？（注意辨别磷酸二酯键和普通化学键）

3、链内侧是什么结构？碱基配对方式是随意的还是固定的？通过什么化学键连接？化学键数目与DNA结构稳定性有什么关系？打开双链时所需要的能量怎样？

根据DNA平面结构图引导学生直观的归学生汇报课1、使学生了前查阅资料解本节课学的成果。

习的重点知识。2、分享自主学习的劳动成果，感受获取知识的快乐。3、通过DNA发现历程让学生感受科学成果的来之不易。

过程（一）1、通过观察学生小组交图片培养学流讨论并汇生识图、分报：1、学析能力。

生仔细识图2、学生通过能够判断出自主学习、DNA由两条交流讨论，脱氧核苷酸主动构建新链构成，通知识。 过两条链上3、通过让学的五碳糖和生总结DNA磷酸基团可结构特点培以判断是反养学生的归向平行。纳、总结能2、课本上力。

蓝色底的两条是外侧，4、通过DNA中碱基比例

纳总结出DNA的结构特征。

由磷酸基团和五碳糖交（二）、在学生理解了DNA平面结构的替链接，构基础上，教师用自制纸片展示将DNA的成基本骨平面结构反向旋转成立体结构，教师引架。其中两导学生自己总结出立体结构特征为双螺个相邻脱氧旋结构，外侧和内侧的结构未变，与平核苷酸的磷面结构一样，即：外侧由脱氧核糖和磷酸和五碳糖酸交替连接构成基本骨架；3、内侧由以磷酸二酯按照碱基互补配对原则的碱基对构成。

键连接。3、两条链（三）、教师引导，由DNA结构让学生的内侧是碱总结出特点：1、根据外侧和内侧的固基通过氢键定结构总结具有：稳定性，且G与C的配对连接，含量越多越稳定；2、通过举例全班每且不是随意个同学的DNA都不一样，总结出：多样配对，按照n碱基互补配性（4种排列方式）；3、举例班级张三和李四同学DNA不一样，总结出：特对原则，A异性（即每种DNA分子的碱基对排列顺与T，G与C，称其为序是特定的）

碱基对，A与T之间两 (四)、引导学生画出DNA平面结构简图，链的外侧用直线表示，每条链中都根氢键，G与C之间三含有至少四种碱基，定为a、b链，并推倒碱基之间的比例关系。简图与设置根氢键，氢键数越多的问题如下：

DNA结构越稳定，两条a b

链打开时所A T

需的能量越多。

G C

C G 过程（二）

与（三）学T A 生与教师共

G C 同总结DNA的立体结构T A

和结构特A T 点。

1、在DNA片段（双链）中，A与T，G与C的数目是否相等？A+G与T+C呢？同理A+C与T+G？

过程（四）中问题1学生可通过DNA简图自关系的计算培养学生逻辑推理能力，锻炼理性思维方式。

2、如果DNA的一条链(a)中A+T/G+C=n，则另一条链（b）中A+T/G+C=？DNA分子（双链）中此比例为多少？G+C/A+T呢？由此得出什么结论？

3、如果一条链（a）中A+G/T+C=m，则另一条链（b）中A+G/T+C=？，双链中此比例为多少？A+C/G+T呢？由此得出什么结论？

问题1：双链中A=T，G=C，则A+G=T+C，A+C=G+T。

问题2：教师引导看图a链中有一个A，b链中就有一个T与之配对，a链中有一个T，b链中就有一个A与之配对，即a链和b链中A+T相等；同理两条链的G+C相等，所以两条链的此比例相等，为n。双链中A+T、G+C是单链的两倍，因此DNA分子中A+T/G+C=n。学生自行计算G+C/A+T+G+C，情况类似。得出结论：互补碱基之和在DNA单链和双链中所占比例相等。

问题3：a链中A、G、T、C分别与b链中T、C、A、G相等，因此b链中A+G/T+C=1/m。双链中分子数与分母数相等，所以A+G/T+C=1。学生自行计算A+C/G+T，情况类似。得出结论：非互补碱基之和所占比例在DNA的两条链中互为倒数。

结合课堂讲义上的大纲回忆本节所学重点内容。

行得出，问题2和3学生通过教师的引导共同得出结论。

小结

填写课堂讲培养学生归义上的大纲纳、总结能（5min）

内容

力，建立新知。

巩固练习

课件呈现相关练习题，教师辅导点评。

学生交流、学以致用，解答

巩固提升。

（5min）

课后作业

完成课堂讲义P48

八、板书设计：

第二节 DNA分子的结构和复制

1、

2、

3、

4、

5、

6、

解开DNA分子的结构之谜

DNA的元素组成：

DNA的基本单位：

DNA的平面结构和立体结构：

DNA结构特点：

DNA分子的相关碱基计算：

九、教学反思：

本节内容的重难点学生易于理解和掌握，因此将主动权交给学生。本课的设计在于走科学探究之路，激发学生的探究意识和潜能，全面提高学生的科学素养，用课件演示DNA的结构，让学生容易接受，为学生留下深刻的印象。并通过层层问题激发学生的求知欲，发挥学生的主观能动性和创造力，让学生主动地获取知识。在碱基计算当中培养学生的逻辑推理能力，锻炼理性思维。