DNA分子的结构 教学设计

课题：《DNA分子的结构》的教学设计科目：生物教学对象：高中课时：1提供者：郭瑛单位：太原市晋源区实验中学一、教学内容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、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、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就科学家探索基因的本质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应用。三、学习者特征分析四、教学策略选择与设计以科学家的探究过程为主线，用提问、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。教学中通过科学家相关事迹的学习，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。五、教学重点及难点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六、教学过程教师活动学生活动设计意图【演示图片并简介】美国冷泉港DNA的雕塑这是矗立在“世界生命科学圣地”美国冷泉港实验室的独特雕塑──DNA分子的结构模型。【提出问题】通过实验证明，我们已经知道DNA是遗传物质。那么DNA分子是怎样储存遗传信息的呢？这就需要从认识DNA的结构开始。【引导学生有序回忆】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？【简要说明】用圆形硬纸片代表磷酸基团，五边形代表脱氧核糖，4种不同颜色的长方形分别代表A、T、G、C4种碱基。【示范操作】脱氧核苷酸的结构示意图（先展示一个脱氧核苷的分子结构，再连接一个磷酸分子）学生学习热情开始高涨，并表现强烈求知欲学生思考，同桌简单交流，回答问题学生思考，并从已准备的实验材料中，找出对应的纸板模型。3、组成DNA的碱基有哪几种？（A－腺嘌呤，T－胸腺嘧啶，C－胞嘧啶，G－鸟嘌呤）【构建模型1】4种碱基的结构示意图，比较嘌呤（双环）和嘧啶（单环）分子结构的差异。（略长些的代表嘌呤，短的代表嘧啶；可以用双面胶模拟化学键。）安排学生4人一组每人完成1种脱氧核苷酸模型（2个）的制作。【演示引导】教师用多媒体展示正确的链接方法。（重点讲解碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系）【提出问题、指导阅读】4种脱氧核苷酸又是怎样构成DNA分子呢？（和学生一起阅读课本P．48第2-7行）【构建模型2】多媒体演示：由4种脱氧核苷酸连接成长链的方法；要求学生两人合作完成4个脱氧核苷酸组成长链的模型制作。组织学生比较各自制作的“脱氧核苷酸链”的模型，浅议长链中碱基的排列顺序有什么差异？【提问】那么脱氧核苷酸长链是如何构成具有独特双螺旋结构的DNA分子的呢？（当时很多科学家都积极参与了对DNA分子结构的研究，只有沃森和克里克以锲而不舍的追求和分工合作的科学探索，最终提出了DNA分子的结构模型。）【简述】沃森和克里克首先借用威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图中反学生分组制作DNA分子的基本单位模型。学生相互交流和自我评价学生阅读课文中黑体字的内容学生动手连接脱氧核苷酸长链，并注意和教师演示的课件比较学生阅读教科书P．48第二自然段，了解科学探索的历史；独立思考再通过同桌交流，提出需要解决的问题。映出的有关数据，推算出了DNA分子呈螺旋结构。【安排阅读、提出问题】1、DNA分子是双螺旋还是三螺旋？2、碱基排在螺旋外侧，还是螺旋内侧？【资料分析】奥地利著名生物化学家查哥夫对碱基对组成的研究对沃森和克里克的启迪：腺嘌呤（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。【构建模型3】引发学生思考：“两条长链中的碱基是怎样连接起来的？”，指导学生继续构建模型。【同步演示动态课件】学生完成DNA分子平面结构模型（4个碱基对）的制作。学生讨论并交流，初步形成DNA分从DNA分子的平面结构到独特的双螺旋结构。【思考问题】DNA分子的双螺旋结构的要点有哪些？【模型展示】DNA的双螺旋结构示模型师生共同回顾整理知识要点，板书出DNA分子结构的知识链【引导讨论】初步认识碱基互补配对原则的含义及意义：A与T配对；C与G配对子结构的知识链七、教学评价设计八、板书设计第2节DNA分子的结构一、DNA双螺旋结构模型的构建二、DNA分子的结构1、DNA分子的立体结构2、DNA分子的平面结构3、DNA分子的双螺旋结构的主要特点4、DNA分子的基本单位5、DNA分子的特点：⑴稳定性⑵多样性⑶特异性6、相关计算