DNA分子的結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計

1、DNA分子的結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計貴州省貴陽市第六中學(xué)周紅一、設(shè)計思路新課標(biāo)理念下的高中生物教學(xué)，要在面向全體學(xué)生的基礎(chǔ)上，重視探究性學(xué)習(xí)和知識的獲得過程，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。同時注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)精神等生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。基于新課程的這些理念，在設(shè)計這節(jié)課時我沒有照搬教材順序，而是大膽將學(xué)生的動手實驗分解成詳細(xì)的很多步驟，同時融入科學(xué)家的科學(xué)研究過程，逐步探究，讓學(xué)生在認(rèn)識脫氧核苷酸的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)現(xiàn)如何構(gòu)建單鏈，進(jìn)一步構(gòu)建平面雙鏈和立體空間結(jié)構(gòu)，同時總結(jié)出DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。探究活動和討論均以生物小組為單位進(jìn)行，然后進(jìn)行小組間的發(fā)言和交流。在邊探究邊動手制作模型的過程中，還使學(xué)

2、生親身體驗了模型構(gòu)建這一科學(xué)研究方法。模型制作完畢后通過小組間模型的比較分析，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性和DNA的遺傳信息就是堿基對的排序。二、教學(xué)分析教材分析DNA分子的結(jié)構(gòu)既是對已學(xué)孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂知識的進(jìn)一步深入，更是學(xué)習(xí)整個遺傳部分的基礎(chǔ)。該內(nèi)容幾乎每年高考都有涉及。課本首先用較大篇幅介紹了科學(xué)家們構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的故事，旨在使學(xué)生了解科學(xué)家的研究過程，學(xué)習(xí)和體會科學(xué)家們善于捕獲和分析信息，合作研究及鍥而不舍的科研精神。之后是DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點介紹，最后是制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的學(xué)生動手實驗。教學(xué)重點和難點是：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模

3、型的制作。學(xué)情分析學(xué)生已掌握核酸及脫氧核苷酸的相關(guān)知識，懂得DNA是主要的遺傳物質(zhì)，這為新知識的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。高中學(xué)生具備一定的認(rèn)知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立，加上我校是市屬重點高中，而我任教的班級又是理科實驗班，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動手能力都比較強(qiáng)，具備實施探究式教學(xué)的條件。三、教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點了解模型構(gòu)建的科學(xué)研究方法能力目標(biāo)對圖片及模型的觀察和分析能力對圖片及模型的觀察和分析能力合作學(xué)習(xí)的能力正確制作DNA正確制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的能力情感、態(tài)度、價值觀目標(biāo)認(rèn)同與人合作及鍥而不舍的精神在科學(xué)研究中的重要性體驗?zāi)Ｐ蜆?gòu)建的科學(xué)研究方法體驗合

4、作學(xué)習(xí)和交流在知識、技能學(xué)習(xí)中的重要性四、教學(xué)策略組織學(xué)生自主探究和充分的課堂交互活動五、教學(xué)流程教師r教師學(xué)生6引:新課互/只極參與討論曉件展圖鑫D血結(jié)構(gòu)雕塑1r北犬與某公司間因DNA雕塑引發(fā)的官司動派代表介紹案情丿引出諜題；WA子結(jié)構(gòu)明確探究和學(xué)習(xí)的目標(biāo)帝萱本濃課題的明確探究和學(xué)習(xí)的目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)主閱讀科學(xué)家體會科學(xué)家:善于捕茯和分祈信息引導(dǎo)學(xué)主閱讀科學(xué)家體會科學(xué)家:善于捕茯和分祈信息,構(gòu)建DMA結(jié)構(gòu)模型的故專合作硏究更謨而不舍的科研精稱創(chuàng)役探究情景創(chuàng)役探究情景提出探究問題一：黑板板團(tuán)：E個游離朋脫竄複首能DNA黑板板團(tuán)：E個游離朋脫竄複首能DNA分子中脫氧核昔靈之間引導(dǎo)學(xué)土提出第究間題是佢樣

5、連接成璉的?組織學(xué)生分組實施採究一捉供課本圖牛和文宇熒料耀探究、組織學(xué)生分組實施採究一捉供課本圖牛和文宇熒料耀探究、討論并引看學(xué)主總笳連接方式研究討論.旱本圖311完成學(xué)需更黒板樞南中脫氧檜苕酸璉的連接總結(jié)出脫氧核號酸誨1連接右式；脫氧核據(jù)與磷酸交替連接，之后制作一條鏈的模里/創(chuàng)設(shè)探究情舉二在黑扳桁圖匣有脫氧樓背酸鏈的右側(cè)提出探究問題二:再畫一條完全相同的璉構(gòu)成DNA在黑扳桁圖匣有脫氧樓背酸鏈的右側(cè)提出探究問題二:再畫一條完全相同的璉構(gòu)成DNA分子的兩條脫竄檢昏酸璉引導(dǎo)學(xué)生提出第二個探究間題貝有什么特點繼續(xù)探究討論，指出板圖申兩條鏈的輯誤(念學(xué)生奈組實施扌骯三組織探究討論并引導(dǎo)學(xué)主總結(jié)兩條鏈的

6、(念學(xué)生奈組實施扌骯三組織探究討論并引導(dǎo)學(xué)主總結(jié)兩條鏈的特點、堿基互補(bǔ)配對原則、D豔:夯子結(jié)構(gòu)的多樣性及盹的遺傳信息等相關(guān)知識裁侮及正確乎團(tuán)中堿基符號的埴寫總結(jié)堿基互補(bǔ)配對皐則圧兩璉反向平行特濕完成模型制作后，M較各組模型間的不同總結(jié)出DM血分子緒構(gòu)的多樣，性及DNA的師生共同總結(jié)按究活動的成果并叵顧和突出重點知識六、教學(xué)過程教學(xué)教師的組織和引導(dǎo)環(huán)影圖片:DNA雕塑學(xué)生活動展開討論學(xué)生代表：是這樣，北大向某公司定了座“DNA雕塑”，并按雙方選定的圖紙簽設(shè)計意圖曰導(dǎo)引言:熒幕上展示的是“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雕塑”,入它是矗立在北京中關(guān)村高科技園的標(biāo)志性雕新塑。而在北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，也有一座類課似

7、的雕塑，可北大的這個雕塑卻因旋轉(zhuǎn)方向的問題，使北京大學(xué)惹上了官司，這是怎么回事!同學(xué)們有沒有聽說過這個案件？了合同。后來公司如期交付安裝，北大也支付了全部費(fèi)用。但雕塑參展一段時間后，一位北大教授發(fā)現(xiàn)雙螺旋雕塑的螺旋方向反了。后來公司為北大重做了雕塑，并要求北大支付二次制作的成本費(fèi)，北大拒絕。該公司就把北大告上了法庭。激發(fā)學(xué)生對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)興趣（教師對下列兩個問題簡要說明，然后引出本節(jié)課題）1、北大制作DNA結(jié)構(gòu)雕塑的原因？2、該公司制作的雕塑螺旋方向有何不妥？同學(xué)們的桌子上，有事先分類整理好的制作布DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的材料和用具。本次課要置以生物小組為單位，進(jìn)行自主探究和討論，并任

8、動手制作DNA的結(jié)構(gòu)模型。在完成模型的過程務(wù)中，總結(jié)出DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點等相關(guān)知識。明確探究任務(wù)（課件展示文字：在德國生化學(xué)家米歇爾最早發(fā)現(xiàn)DNA存在之后的近一個世紀(jì)里，許多科學(xué)家投身到DNA的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的研究中。在沃森和克里克創(chuàng)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)之前，科學(xué)界對DNA的認(rèn)識是：以4種脫氧核苷酸為單研位連接而成的長鏈。隨后課件又展圖：讀寧科科學(xué)家善于捕獲和分析信息，合作研究學(xué)利用圖片帶領(lǐng)學(xué)生回顧脫氧核苷酸的相關(guān)知家識，請同學(xué)上黑板寫出另三種脫氧核苷酸的中的文名稱及簡圖。其他同學(xué)完成學(xué)案相應(yīng)內(nèi)容。研同學(xué)書寫，如圖:及鍥而不舍的科研究之后，引導(dǎo)閱讀關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建歷的故事。并思

9、考和分組討論48頁的兩個旁欄思程考題，還有49頁方框內(nèi)的思考與討論題，然后完成學(xué)案相應(yīng)內(nèi)容。（學(xué)生分組討論，教師巡視并參與，8分鐘后隨機(jī)抽檢三個組的學(xué)案，并請一個完成較好的組闡述。）神。為自主探究做準(zhǔn)備討論結(jié)束后，在黑板上從上到下依次畫上6個游離的脫氧核苷酸（涵蓋4個種類，且堿基排序與課本平面圖不同，為探究DNA結(jié)構(gòu)的多樣創(chuàng)設(shè)探究情景性做鋪墊，如圖：），設(shè)問：黑板上畫有6個游離的脫氧核苷酸，應(yīng)怎樣將它們連接成一條脫氧核苷酸鏈？是把這個脫氧核苷酸的堿基和下一個脫氧核苷酸的堿基連接，還是把磷酸基團(tuán)連接，再或者是連接五碳糖？（邊指圖中相應(yīng)部位，邊提出疑問）創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生自主探究脫氧核苷酸鏈的連學(xué)

10、生開始小聲討論；接方式要學(xué)生用1分鐘研究并討論課本圖3-11的DNA分子平面結(jié)構(gòu)模式圖。之后請同學(xué)將黑板板圖上6個游離的脫氧核苷酸連接成一條脫氧核苷研讀課本后展開討論;酸鏈。其他同學(xué)完成學(xué)案相應(yīng)內(nèi)容。（隨機(jī)抽查三組學(xué)案后，刻意先請出錯的同學(xué)上黑板連接，其他同學(xué)點評后請正確點評的同學(xué)上黑板更正，同時引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)連接方式：磷酸與五碳糖交替連接。）（學(xué)案完成后，要求學(xué)生用2分鐘將桌上材料上6個游離的脫氧核苷酸連接成一條脫氧核苷研讀課本后展開討論;酸鏈。其他同學(xué)完成學(xué)案相應(yīng)內(nèi)容。（隨機(jī)抽查三組學(xué)案后，刻意先請出錯的同學(xué)上黑板連接，其他同學(xué)點評后請正確點評的同學(xué)上黑板更正，同時引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)連接方式：磷酸

11、與五碳糖交替連接。）（學(xué)案完成后，要求學(xué)生用2分鐘將桌上材料制作一條脫氧核苷酸鏈的模型，強(qiáng)調(diào)只要構(gòu)建將板圖正確連接，如圖:方式正確，長度等可與學(xué)案不同）制作單鏈模型（分組制作時，教師巡視并指導(dǎo)，2分鐘后，檢探究查各組模型，并隨機(jī)展示、點評1到2個作品）探究在板圖已有脫氧核苷酸鏈的右邊，畫一條相同部分同學(xué)回答：可以追問后很多同學(xué)再次研究圖3-11并討論,的鏈，如圖:）。之后大聲回答：不行設(shè)問：黑板上這兩條鏈，可否構(gòu)成DNA分子?所有同學(xué)把目光轉(zhuǎn)向圖3-11。追問：到底行不行哦?七嘴八舌地回答：堿基的位置不對、兩條鏈堿基配對關(guān)系不對等。方式要求學(xué)生用1分鐘整理板圖的錯誤之小組代表：一、右邊這條鏈堿

12、基方向不對,處，派代表闡述。應(yīng)轉(zhuǎn)過來和左鏈的堿基挨在一起;條鏈上堿基的配對是錯的；另外五碳糖也應(yīng)上下顛倒一下。大家指出兩條鏈方向不對。那如果用一個向上的箭頭（隨即在板圖旁畫上“f”）表示左鏈的方向，那右鏈該怎樣表示?學(xué)生：向下的箭頭。（學(xué)生回答后，教師隨即在f”旁邊畫上“（”,并將右鏈按正確方向重新畫上，但堿基種類暫未填寫，如圖，教師邊畫圖邊總結(jié)：兩條鏈反向平行，磷酸和五碳糖交替連接位于外側(cè)，構(gòu)成DNA分子結(jié)構(gòu)的基本骨架，而堿基則成對位于內(nèi)側(cè)。）（引導(dǎo)學(xué)生再聚焦圖3-11，關(guān)注內(nèi)側(cè)的堿基，小組討論后上黑板將未填堿基的地方填上正確的堿基符號。并總結(jié)堿基互補(bǔ)配對原則）學(xué)生代表到黑板上完成板圖：如圖

13、學(xué)生：橫踏板好比學(xué)生：橫踏板好比DNA堿基對，長度一致是說不能用嘌吟和嘌吟配，因為他們結(jié)構(gòu)大，也不能用嘧啶和嘧啶配，因為他們結(jié)構(gòu)小，而只能一個嘌吟和一個嘧啶配對，才能使上、下堿基對的長度基本一致。要求學(xué)生用2分鐘制作第二條鏈的模型，并提醒：第二條鏈要與制作的第一條的堿基互補(bǔ)。（模型制作過程中教師巡視并適當(dāng)指導(dǎo)，制作完成后，引導(dǎo)學(xué)生從DNA分子結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性角度出發(fā)，思考得出：已制作好的兩條脫氧核苷酸鏈現(xiàn)在是彼此獨(dú)立的，須用某種特定方式將二者連接固定才能構(gòu)成DNA分子。）要求學(xué)生用5分鐘研讀并討論課本49頁的文字和圖3-11，以及51頁課后練習(xí)題1,告知學(xué)生練習(xí)題1的結(jié)構(gòu)9中每條虛線代表一

14、個氫鍵。制作第二條鏈的模型以小組為單位研究課本并展開討論織引導(dǎo)，避免盲目探究學(xué)生：橫踏板好比學(xué)生：橫踏板好比DNA堿基對，長度一致是說不能用嘌吟和嘌吟配，因為他們結(jié)構(gòu)大，也不能用嘧啶和嘧啶配，因為他們結(jié)構(gòu)小，而只能一個嘌吟和一個嘧啶配對，才能使上、下堿基對的長度基本一致。（討論時教師巡視并至少參與2個組的討論，5分鐘后隨機(jī)抽取3組派代表闡述。其中有個小組的觀點既全面又有新意）學(xué)生：構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸間，上、下關(guān)系是由磷酸和五碳糖連接形成化學(xué)鍵；而左、右關(guān)系是由配對的堿基間形成氫鍵連接。另外，通過對圖3-11和練習(xí)題1的仔細(xì)研究和討論，我們還明白了為什么堿基互補(bǔ)配對時，總是A與T，G與C

15、配對。是因為嘌吟分子大于嘧啶分子，而構(gòu)成DNA的兩條鏈?zhǔn)瞧叫械模３謨蓷l鏈平行，只有嘌吟和嘧啶配對，堿基對的長度才一樣。還因為A和T都剛好能形成兩個氫鍵,G和C能形成三個（討論時教師巡視并至少參與2個組的討論，5分鐘后隨機(jī)抽取3組派代表闡述。其中有個小組的觀點既全面又有新意）學(xué)生：橫踏板好比學(xué)生：橫踏板好比DNA堿基對，長度一致是說不能用嘌吟和嘌吟配，因為他們結(jié)構(gòu)大，也不能用嘧啶和嘧啶配，因為他們結(jié)構(gòu)小，而只能一個嘌吟和一個嘧啶配對，才能使上、下堿基對的長度基本一致。學(xué)生：橫踏板好比學(xué)生：橫踏板好比DNA堿基對，長度一致是說不能用嘌吟和嘌吟配，因為他們結(jié)構(gòu)大，也不能用嘧啶和嘧啶配，因為他們結(jié)

16、構(gòu)小，而只能一個嘌吟和一個嘧啶配對，才能使上、下堿基對的長度基本一致。追問：要求把“梯子”的穩(wěn)定有賴于橫踏板長度一致和形狀匹配的問題講得更具體些？學(xué)生：（板圖）而拼接的兩塊鼓勵該同學(xué)上黑板將所講內(nèi)容以板圖形式展示板形狀要匹配，是說G和C剛好能形成三個氫鍵，A和T能形成兩個，這說明配鼓勵該同學(xué)上黑板將所講內(nèi)容以板圖形式展示對的雙方形狀是相互匹配的，就像圖3-11畫的那樣（板圖）（給予高度評價，鼓掌以示鼓勵。）分組完成模型制作引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)DNA分子結(jié)構(gòu)的三個主要特點，并完成學(xué)案，然后引導(dǎo)完成模型制作。組間進(jìn)行模型的比較、觀察和討論各組模型完成后，引導(dǎo)學(xué)生觀察不同小組制作的模型是否完全一樣。教師進(jìn)行規(guī)范性點評，指出：長度不同應(yīng)表達(dá)學(xué)生：長度不同，中間的堿基對也不同為DNA分子所含脫氧核苷酸的數(shù)量不同，堿基對不同應(yīng)表達(dá)為堿基對的排序不同。并總結(jié)出：DNA分子結(jié)構(gòu)具多樣性。引導(dǎo)學(xué)生討論50頁模型制作后的討論題1、2。討論后發(fā)言，并總結(jié)出堿基對的排