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教材分析DNA分子的结构本节属于高中生物2遗传与变异第三章第二节，内容的编排顺序是：先以资料形式介绍DNA双螺旋结构模型构建的过程，之后总结DNA分子结构的主要特点，最后动手制作模型，这样设计能加深学生对DNA分子结构特点的认识和理解。其中介绍DNA双螺旋结构模型的构建过程采取讲故事的形式，这段科学发现史中包含了丰富的科学方法，学生除了可以体验构建模型的研究方法外，还可以领悟到多学科知识综合应用的妙处；让学生在构建模型中体验科学研究的方法，进而渗透科学思想和科学精神方面的教育。本节中介绍的碱基互补配对原则是DNA复制、转录、翻译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、物种稳定性的物质基础。因此该内容起了承上启下的作用，在整个高中生物分子生物学部分非常重要。学情分析学生已经学习了“生物1：分子与细胞”的《遗传信息的携带者——核酸》这节内容，获得了DNA的基本单位是4种脱氧核苷酸，以及DNA是由2条脱氧核苷酸链构成等知识，这些基础知识是构建DNA结构模型的认知基础。学生对于脱氧核苷酸的组成、脱氧核苷酸链的形成方式、2条链在空间上排布如何、结构如何就需要通过本节课的学习来获得。但本节涉及的DNA分子的结构较抽象，缺乏相应的感性认识，而且由于学生与此有关的化学知识较薄弱，这就造成了一定的学习难度，所以本节课采用创设情境→设疑（激发思考）→讨论（思考）回答→再创设情境→再思考→再讨论→……→成功构建正确的模型”这一思路组织教学，设计了5个探究，9则资料，8个思考，在这个过程中让每一个学生都亲身经历“模型构建”的过程，由简单到复杂，化抽象为具体，然后通过小组间的交流、比较和归纳，水到渠成得出DNA分子结构的主要特点，同时体会这一过程所蕴含的科学方法和科学思想，达到在模型构建的活动中悄无声息的获得新知、培养能力，提高素养这一目标。教学目标知识目标1.概述DNA分子结构的主要特点。2.阐明DNA分子结构的三大特性能力目标1.学会分析科学史，从科学史中获取主干信息，归纳总结出要点；2.通过制作DNA分子双螺旋结构模型，学生可以提高自身的观察力、动手能力和小组合作能力。情感态度与价值观1.认同模型构建在生物科学研究中有重要作用。2.体会不同学科的交叉与渗透以及合作在科学研究中的重要性。3.合作构建DNA双螺旋结构模型。4.初步形成遗传物质的结构与功能相统一的观点教学重点1.DNA分子结构的主要特点。2.制作DNA分子双螺旋结构模型。教学难点创设情境，设疑。（提出问题）DNA分子的结构是什么样的呢？（解决问题）构建二条核苷酸链模型构建一条核苷酸链模型构建DNA空间结构模型构建核苷酸模型Jieju总结归纳DNA分子结构特点总结归纳DNA分子的特性巩固，课堂检测，课后模型制作DNA分子双螺旋结构模型的建构和DNA分子结构的特点。教学准备多媒体课件；学生提前预习本节内容。教法和学法1.教师的启发引导式教学、构建模型教学。2.学生自主学习法、合作学习法。课时安排1课时。设计思路及流程本节依照新课程的教学理念来设计，即在面向全体学生的基础上，重视探究性学习和知识的获得过程，培养学生的动手能力，同时注重培养学生科学的思维、方法等科学素养。基于新课程的这些理念，在教学过程中充分发挥学生的主动性，采用创设情境→设疑（激发思考）→讨论（思考）回答→再创设情境→再思考→再讨论→……→成功构建正确的模型”这一思路组织教学，设计了5个探究，9则资料，8个思考，在这个过程中让每一个学生都亲身经历“模型构建”的过程，由简单到复杂，化抽象为具体，然后通过小组间的交流、比较和归纳，水到渠成得出DNA分子结构的主要特点，同时体会这一过程所蕴含的科学方法和科学思想，达到在模型构建的活动中悄无声息的获得新知、培养能力，提高素养这一目标。投影相关DNA研究的信息资料。（分析问题）教学过程教学程序教师的组织和引导学生活动设计意图上一讲，我们介绍到DNA，知道了DNA是主要的遗传物质，是要储存遗传信息的，到底是怎样的结构能让DNA储存遗传信息呢，让它担此重任呢。当时的科学家跟同学们一样，也很困惑，也想发现。就让我们一起走进这一节，看一下DNA分子的结构究竟如何?又是如何被发现的呢？【过渡】任何的重大的发现都有一定的基础，那DNA分子也是一步一步被人们所认识的，我们先来看一下20世纪初，科学家对DNA了解多少呢？激发创设学生情境对，导DNA入新学生充满探索的欲双螺课。望，急于了解DNA旋结分子的结构。构的探究热情为后面模型构建做铺垫构建脱氧核苷酸模型资料1：20世纪初，科学家已经认识到DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接成的长链，这四种脱氧核苷酸分别含有A，T，C，G四种碱基。问题1：DNA的基本组成单位是什么？【学生思考，小组讨论交流并回答】：回答1：脱氧核苷酸培养、阅读能力、获取信息的能力、小组合作的能力构建一条脱氧核苷酸链模型资料2：化学分析结果：一分子脱氧核苷酸的3号碳原子与另一分子脱氧核苷酸的5号碳原子端的磷酸基团之间通过脱水缩合形成磷酸二酯键，由磷酸二酯键将脱氧核苷酸连接成链。问题2：4种脱氧核苷酸是如何连接成长链呢？【学生思考，小组讨论交流并回答】：回答2：磷酸二酯键【学生通过教师给出的信息、引导】最终确认：脱氧核苷酸之间是通过“磷酸—脱氧核糖”相连如下图。、【学生思考，小组讨论交流并回答】：？DNA是几条链构成的?培养学生的分析能力和：逻辑推理能力【过渡】后来的科学家就在这样的基础上建立了DNA模型。那么，他们是如何确定DNA到底是单链、双链三链等螺旋的呢？【投影】就是沃森和克里克，进入角色模拟，如果大家是他们，靠着这些认识基础，在DNA模型建立中，一个关键的问题是什么呢？【过渡】那么沃森和克里克又是如何解决这个问题的呢构建二条脱氧核苷酸链模型【投影】资料3：威尔金斯通过X衍射，发现DNA分子的直径比单独一条多核苷酸链的直径要大提问：你能得到什么启示？【投影】资料4：三链结构DNA中水的含量与实际测得DNA的水含量不吻合，当时一位名声很大的人物美国化学家鲍林（Pauling)已在这里走入死胡同提问：这又给你什么启示？【学生思考，小组讨论交流并回答】：DNA不是单链，【学生思考，小组讨论交流并回答】：DNA不是三链【学生思考，小组讨论交流并回答】：碱基在内测，磷酸和五碳糖在外侧【学生动手在本子上画画，小组讨论交流并回答】：不是随意的，如果嘌呤对嘌呤，DNA分子直径就会很大嘧啶对嘧啶直径会很小，应该是嘌呤对嘧啶【学生思考，小组讨论交流并回答】：嘌呤类碱基与嘧啶类碱基配对符合直径不变的特点。相同的碱基进行配对又不符合化学规体会科学家当时的知识环境，感受科学家的思维方式，培养学生的科学思维能力。通过动手模拟碱基配对，强化对碱基互补配对的感性到理性的认识【过渡】至此，我们有理由相信，DNA很可能是双链，但是怎么能让我们更确信呢？那么，双螺旋到底是怎样的呢？【投影】资料5：1951年，富兰克林获得了DNA的X射线衍射图像,指出了DNA是双螺旋结构的合理性，确定了螺旋的螺距和直径【过渡】那么，双螺旋到底是怎样的呢？【投影】资料6：碱基疏水，磷酸和脱氧核糖亲水，DNA分子外侧是水思考一：碱基在外侧还是磷酸和脱氧核糖在外侧?【投影】资料7：嘌呤碱基A和G是双环化合物，而嘧啶碱基T和C是单环化合物思考二：碱基是如何配对的？是所以的吗？【过渡】那么，究竟是A对T还是对C呢？【投影】资料8：1952年，查戈夫测定了部分生物的DNA的分子组成，获得了四种碱基含量的数据。提问：这能给大家什么启发？律，只能A与T配对，G与C配对。【投影】资料9：1948年，古伦德提出碱基间以氢键相连。思考:DNA分子的两条链独立吗？配对的含氮碱基之间靠什么连接？【过渡】还需要解决最后一个问题【投影】：DNA分子的两条链方向如何？引导学生进行模拟双链【学生通过亲身体验明白】：只有反向平行才能办证碱基配对，形成氢键构建DNA分子双螺旋模型总结归纳DNA分子结构特点【投影】资料5：1953年，沃森和克里克建立了DNA的双螺旋结构模型，发表了论文《核酸的分子结构》，标志着分子生物学的诞生。1962年，他们和威尔金斯共同荣获诺贝尔生理学或医学奖。问题：请结合课本49页内容和双螺旋结构模型进一步完善归纳出DNA双螺旋结构的特点。【小组交流讨论】回答13：（1））DNA是由两条链组成的，具有稳定的双螺旋结构。（2））DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替排列而成，排列在DNA分子的外侧。（3））DNA内部是以碱基互补配对原则形成的碱基对。训练学生归纳能力、总结能力。总结归纳DNA分子特性从生活实际出发，从功能体现结构出发，引导学生归纳出三大特性加深巩固对DNA分子结的认知，由感性认识上升到理性认识，培养学生的语言表达能力。巩固练习参见ppt课后模型建构请同学们利用提供的模具，课下分小组制作DNA双螺旋结构分子，体验建模的过程。培养学生动手能力加强对DNA分子结构的认识归纳总结DNA分子结构模型的构建DNA分子结构特点DNA分子结构特性收束本节【板书设计】第2节DNA分子的结构DNA结构模型的构建：脱氧核苷酸单链双链双螺旋