DNA分子的结构设计意图

苏教版

必修二

第四章

第2节

DNA的结构和DNA的复制

一、教材分析

《DNA的结构和DNA的复制》编写在高中生物苏教版必修2第四章第2节。它在教材中起着承前启后的作用，一方面，本节内容是从分子水平上进一步认识基因的本质，是在前两章的基础上完成的；另一方面，又为后面基因的表达、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。

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、制作DNA双螺旋结构模型及DNA的复制四部分。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、稳定性的特征及DNA的复制，它是学生理解生物多样性、特异性、物种稳定性本质的物质基础。因为本节内容较多，故氛围两个课时进行，第一课时集中解决DNA的结构，第二课时则以复制为主。

第一课时中，通过阅读DNA双螺旋结构模型构建的故事，使学生不仅能自然的了解到DNA双螺旋结构的主要特点，还能感悟科学家锲而不舍的精神，以及善于利用前人的成果和与他人合作的品质，从而在情感、能力等多方面得到启示。

二、学情分析

学生已经掌握核酸的元素组成等相关知识，认识了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，懂得DNA是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。 高中学生具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，他们的心智还不能有效控制其行为冲动，对事物的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程、结论的形成缺乏理性的思考，所以教师在学生探究的过程中要进行适当的引导。

三、教学目标

1.知识目标

①概述DNA分子结构的主要特点 ②了解模型构建的科学研究方法

2.能力目标

①对图片及模型的观察和分析能力 ②合作学习的能力 ③用文字和图形表达观点的能力

④正确制作DNA双螺旋结构模型的能力 ⑤DNA结构特性的探究

3.情感、态度、价值观目标

①认同与人合作及锲而不舍的精神在科学研究中的重要性 ②体验模型构建的科学研究方法

③体验合作学习和交流在知识、技能学习中的重要性

四、教学重点、难点、疑点及解决方法

1.教学重点

①DNA分子的结构特点 ②DNA双螺旋结构的模型构建

2.教学难点

DNA分子的结构特点

3.解决办法

（1）充分发挥多媒体的独特功能，把DNA的基本单位、平面结构和立体结构等重难点知识编织成多媒体课件。将这些较难理解的重难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。

（2）通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解和认识。

（3）通过讨论交流、互动活动、模型建构将知识化难为易。

五、教学器具与教学方法

1.教学器具 多媒体课件

、DNA模型、DNA模型建构材料

2.教学方法

在教学方法的选择方面，我主要采用了课件演示法、观察法、合作法、讨论法及模型构建法，使课堂气氛能更加活跃。这样也可将抽象问题具体化，复杂问题形象化，充分发挥学生的主观能动性，促进学生积极参与思维，基本上体现了素质教育的主导思想。

六、课时安排

1课时

七、教学过程

教学教学目的

环

节

引入新课

激发学生对DNA双螺旋结构的学习兴趣

明确学习目的

体会科学家善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。为自主探究做准备。

教师行为

多媒体展示世界各地DNA模型雕塑

提问：那么DNA双螺旋结构是如何发现的？我们通过上节课的学习，已经知道了DNA是主要的遗传物质，DNA分子是怎样贮存遗传信息的？它又是怎样决定生物性状的？要回答这些问题，就必须弄清楚DNA分子的结构，今天我们就来学习本章第2节DNA分子的结构。

PPT展示本节教学目标

请同学们阅读课本P59-61内容，了解DNA双螺旋结构模型的构建过程。

【板书】一、DNA模型构建

1、构建者： 2、过程

PPT 资料1科学界已经认识到DNA是由4种脱氧核苷酸组成，分别含有A、T、C、G四种碱基。

提问：碱基和磷酸分别连接在脱氧核糖的哪几号碳原子上。

指导学生分组利用工具构建一个脱氧核苷酸

PPT资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。

学生行为

学生认真观察，体会螺旋美

认真听讲

仔细阅读课本内容。

思考……

认识脱氧核糖的五个碳原子位置。碱基——1号碳原子。磷酸——5号碳原子。

动手制作脱氧核苷酸模型

思考回答问题

制作脱氧核苷酸链模型

研读科学家的研究历程

引导学生探究一个脱DNA模氧核苷型构酸组成

建

引导学生探究脱氧核

DNA分子的结构特点

DNA苷酸的连接方式以及两条链之间的连接方式

培养学生动手操作能力，体验科研过程。

通过对几个小组构建的模型提问：每两个脱氧核苷酸之间是如何相连的？

组织学生构建一条含有4个脱氧核苷酸的长链

PPT资料3： 1951年，英国科学家维尔金斯和弗兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱。通过X射线衍射法推算出DNA分子称螺旋结构，以及键距的计算数据等

沃森和克里克尝试了的不同结构模型

提问：两条链之间的碱基如何相连？ PPT资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究

得出：（1）腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。

（2）同种生物体细胞中DNA的含量是相同的，不同种生物的碱基含量是不同的; 并发现DNA两条链呈反向平行

沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型最终被认可，是因为这一模型与原型──DNA结晶的X射线衍射图相符，并能解释DNA作为遗传物质所具备的多种功能。

沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。

组织学生构建另外一条脱氧核苷酸链

并且构建DNA立体模型

（教师巡视指导）

让学生观察自己制作的模型空间结构。

阅读教材P61页相关内容思考以下问题：DNA分子中，外侧由什么连接而成？内侧是什么？两条链之间碱基的连接有什么规律？构成DNA的两条链有怎样的关系？

归纳出DNA分子的结构特点。

【板书】二、DNA分子结构的主要特点：

提问：PPT 1. ＤＮＡ结构中的什么结构是稳定不变的?2、什么结构是千变万化的？

3.DNA中的遗传信息蕴藏在哪儿?

思考回答问题

A与T配对，C与G配对

动手制作DNA双螺旋结构模型

教师指导，学生展示

观察模型

阅读教材，思考问题

回答：DNA分子是由2

条链组成，反向平行盘旋成双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。碱基通过氢键连接成碱基对，并遵循

碱基互补配对原则

思考问题

1.脱氧核糖和磷酸交替连

分子特性

的比较，让学生归纳出DNA分子结构的三大特性。培养学生语言表达与交流能力。

教师详讲。

思考谈论，DNA结构的构建过程，给人怎样的启示？

接在外侧构成的基本骨架

2.碱基对的排列顺序不同

3.碱基对的排列顺序中

（1.善于与他人交流、沟通2.对从事的研究要保持激情3.小组成员知识背景上最好互补4.善于利用他人的研究成果和经验……）

回忆，总结归纳

课堂小

结

： 一分子磷酸

基本单位：脱氧核苷酸 一分子脱氧核糖

一分子含氮碱基

空间结构 两条链反向平行

基本骨架：磷酸和脱氧核糖

规则的双 碱基对在内

螺旋结构 碱基互补配对原则

八、教后反思

本节教学内容比较抽象，教学中尽可能运用多媒体、模型等变抽象为形象。通过复习，以“基本单位—单链—平面双链—立体空间结构”逐步深入，通过组织学生构建模型，让学生通过自己动手、思考得出结论，加深印象，让学生更具体理解DNA分子的双螺旋结构，并感受生命的多彩和可贵，同时为第二课时DNA的复制奠定基础。