基因的本質(zhì)單元教學設計高一下學期生物人教版必修2

附件四：單元（主題）教學設計體例基本信息單元（主題）教學名稱基因的本質(zhì)姓名學校學科生物學教齡組別1+3年級直升二教科書版本及章節(jié)人教版《生物學》必修2遺傳與進化單元（或主題）教學設計單元（或主題）名稱基因的本質(zhì)單元（或主題）教學設計說明結合課標要求和教材內(nèi)容，確定課標中的重要概念3.1為學習單元。本主題是必修2的一個自然單元——第3章：基因的本質(zhì)。當孟德爾揭示了遺傳的基本規(guī)律，摩爾根用實驗證明基因在染色體上之后，基因的重要性愈加凸顯。然而，基因的化學本質(zhì)（或物質(zhì)基礎）是什么？這仍然是未解之謎?？茖W家經(jīng)過不懈探索，通過一系列重要實驗，最終揭開了DNA和基因的“神秘面紗”，揭示了基因的本質(zhì)。只有認識基因的本質(zhì)，才能更好地理解基因在生命活動中的重要作用，更好地理解遺傳信息從親代傳遞到子代的意義。本單元包括DNA是主要的遺傳物質(zhì)，DNA的結構，基因是有遺傳效應的DNA片段。按照科學史的順序，從科學家研究遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)的過程入手，尊重學生認知規(guī)律，一步步引導學生認識基因的本質(zhì)，也為后續(xù)內(nèi)容基因的表達、基因突變及其他變異、生物的進化等學習做好鋪墊，打好基礎。本章是落實課程標準“”的要求。具體包括：1）概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上，蛋白質(zhì)的氨基酸序列是由基因決定的；2）概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構成的長鏈，一般由兩條反向平行的長鏈上的堿基互補配對形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.單元（或主題）學習目標與重點難點單元學習目標A生命觀念：1)親歷科學探究過程，探索遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)，揭示DNA的結構，并最終揭示出基因的本質(zhì)，認識到DNA堿基序列的統(tǒng)一性和多樣性，理解DNA中儲存著豐富多樣的遺傳信息。2)運用結構與功能觀分析解釋DNA的雙螺旋結構決定了DNA的穩(wěn)定性，而穩(wěn)定的結構適于儲存遺傳物質(zhì)，DNA的雙螺旋結構與其功能是相適應的。B科學思維：4）基于給定的科學史，分析不同實驗之間的邏輯關系，如格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗就是艾弗里實驗的基礎；富當克林拍攝的DNA衍射圖譜、查哥夫?qū)NA堿基含量的測定，是沃森和克里克成功揭示DNA雙螺旋結構的基礎。5）運用自變量控制科學方法，對艾弗里實驗進行分析，理解自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。C科學探究：6）通過“思考·討論”活動“證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗”，構建并使用DNA雙螺旋結構模型，闡明DNA雙螺旋結構特點。D社會責任：7）通過對離心、同位素標記、體外轉(zhuǎn)化體系等技術的了解，理解物理學和化學方法在生物學研究中的重要作用，進一步領悟多學科交叉的必要性。8）基于科學家對基因本質(zhì)的探索歷程，認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同科學家的探索求真、交流合作等科學精神在科學研究中的重要性。單元學習重點1）證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗原理和過程。2）制作DNA雙螺旋結構模型，明確DNA的結構特點。單元學習難點1）證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗原理和過程。2）DNA結構的主要特點。學習任務課時任務（活動）序號任務描述第1課時任務1分析格里菲斯的“肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗”，學會分析實驗結果。任務2分析艾弗里的“肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗”，闡述自變量控制的“加法原理”和“減法原理”的基本實驗設計思路。第2課時任務3分析“噬菌體侵染細菌的實驗”，感受科學家嚴謹?shù)膶嶒炘O計思路，層層推進，得出結論。第3課時任務4依據(jù)科學家的探究歷程，合作構建DNA雙螺旋模型。任務5觀察建構的模型，歸納總結DNA的結構特點。第4課時任務6依據(jù)資料分析，自主構建基因和DNA的關系。任務7閱讀教材和分析情境資料，通過運用數(shù)學方法理解DNA的多樣性和特異性。單元（或主題）整體教學思路（教學結構圖）第1課時教學設計課題DNA是主要的遺傳物質(zhì)第1課時課型新授課章/單元復習課□專題復習課□習題/試卷講評課□學科實踐活動課□其他□教學內(nèi)容分析《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》是高中生物必修2第三章“基因的本質(zhì)”的第一節(jié)，是高中生物必修2前兩章“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”、“基因和染色體的關系”的繼承和發(fā)展，是今后學習DNA分子的結構和復制、基因的表達、基因突變與重組、種群基因頻率的改變，以及基因工程等內(nèi)容的重要基礎。在教學過程中，回顧前面所學的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用，闡明了染色體在前后代遺傳中所起的聯(lián)系作用，再通過對染色體化學成分分析得知，它的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)。那么，遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)呢?教材通過肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗第一次證明DNA是遺傳物質(zhì)，妙用利用科學史實例，把知識的傳授過程優(yōu)化成一個科學的探究過程，讓學生在探究中學習科學研究的方法，從而滲透科學方法教育。學習者分析授課的對象是高一的學生，經(jīng)過必修一的學習，已掌握了生命活動的主要承擔者是蛋白質(zhì)，核酸是遺傳信息的攜帶者，染色體的化學組成，蛋白質(zhì)和核酸的元素組成、基本單位和結構等，病毒的生命活動需寄生在活細胞中，也知道了同位素標記法能夠追蹤物質(zhì)的去向，有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等細胞學基礎知識，以及遺傳因子的發(fā)現(xiàn)的遺傳學基礎知識，這為新知識的學習奠定了認知基礎。高中學生具備了一定的認知能力，思維目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對探究的目的性及過程，結論的形成缺乏理性的思考。1)通過肺炎鏈球菌實驗的分析過程，學習對照實驗中自變量控制的減法原則。2)在實驗討論過程中發(fā)展批判性思維。認同科學結論的獲得離不開嚴謹?shù)耐评砗痛_鑿的實驗證據(jù)。4.學習重點難點重點：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程難點：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學目標一分析格里菲斯肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗過程？1二加熱致死的S型細菌會不會導致小鼠死亡？為什么第四組實驗的小鼠死亡，并從其體內(nèi)分離出S型活細菌？從格里菲思的實驗中，你學習了哪些實驗方法？能得出哪些結論？1，2三艾弗里的實驗設計遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？實驗結論是什么？1，2教師活動學生活動環(huán)節(jié)一：導入教師活動1帶領學生回顧遺傳學從誕生到細胞遺傳學的研究發(fā)展過程，引出問題：遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA？學生活動1回顧科學研究歷程，根據(jù)已有的知識，學生回答教師提出的問題，DNA是遺傳物質(zhì)?；顒右鈭D說明：回顧歷史，找到研究方向，激發(fā)探究愿望。環(huán)節(jié)二：通過任務單上提供的材料，分析推理——DNA和蛋白質(zhì)，誰是遺傳物質(zhì)，具備哪些特點？教師活動2引導學生根據(jù)任務單上提供的材料，完成表格，并對材料信息進行歸納整理，梳理出遺傳物質(zhì)應該具有哪些特征？學生活動2學生根據(jù)學習任務單上提供的材料，通過分析推理的思維過程，對材料進行分類判斷，列舉出支持蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)或者支持DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)。并歸納總結得出遺傳物質(zhì)應該具有多樣性、可傳遞、穩(wěn)定性等特征?；顒右鈭D說明：使學生體驗用事實或材料作為證據(jù)支撐觀點的科學思維方式。學習對信息進行整合歸納，通過分析推理過程歸納出遺傳物質(zhì)的特點。環(huán)節(jié)三：對遺傳物質(zhì)早期的推測教師活動3指導學生閱讀教材并思考問題。20世紀中葉，人們對遺傳物質(zhì)的普遍認識是怎樣的？在蛋白質(zhì)和DNA中，當時人們認為哪一種是遺傳物質(zhì)？為什么會有這樣的認識？學生活動3閱讀、分析、回答。蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。到了20世紀30年代，人們才認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖，堿基有4種。認為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導地位?；顒右鈭D說明：從歷史出發(fā)，重溫科學家探索遺傳物質(zhì)的過程，引導學生認識到科學的發(fā)展并非一帆風順，有時錯誤的觀點會占主導地位。環(huán)節(jié)四：格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗教師活動4格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗介紹：R型和S型細菌的區(qū)別比較項目R型S型菌落粗糙光滑莢膜無莢膜有莢膜致病性無有講述：加熱致死的作用原理：蛋白質(zhì)和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開；當溫度降至55℃以下時，DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質(zhì)的活性不能恢復。展示：格里菲思的實驗過程。討論問題串：1.加熱致死的S型細菌會不會導致小鼠死亡？2.為什么第四組實驗的小鼠死亡，并從其體內(nèi)分離出S型活細菌？3.從格里菲思的實驗中，你學習了哪些實驗方法？能得出哪些結論？引導學生歸納得出結論。學生活動4學生通過對實驗過程的分析，層層深入，回答問題?；卮穑?.已經(jīng)加熱至死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)。3.實驗中要控制單一變量和設置對照組。結論：加熱致死的S型細菌含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子?；顒右鈭D說明：學習科學家設計肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程，分析實驗設計思路，訓練科學思維。通過合理的邏輯推理過程得到結論，發(fā)現(xiàn)“轉(zhuǎn)化因子”的存在。環(huán)節(jié)五：轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)？如何設計實驗來證明？教師活動5艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗展示：艾弗里的實驗過程將加熱致死的S型細菌破碎后，設法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細胞提取物。對細胞提取物分別進行不同的處理后，將細胞提取物加入有R型活細菌的培養(yǎng)基中，結果如下表所示。組別S型細菌細胞提取物的處理方法實驗結果1不作處理將細胞提取物加入有R型活細菌的培養(yǎng)基中R型+S型2蛋白酶R型+S型3RNA酶R型+S型4酯酶R型+S型5DNA酶R型提問：1.該實驗的設計遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？2.實驗結論是什么？結論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。學生活動5回答：遵循單一變量原則和對照原則。其巧妙之處在于運用“減法原理”，人為去除某個影響因素后，觀察實驗結果的變化。DNA是轉(zhuǎn)化因子。活動意圖說明：學會分析實驗處理與實驗結果之間的邏輯關系，推理得出實驗結論：DNA是轉(zhuǎn)化因子。了解對照實驗設計的“減法原理”，認同DNA是遺傳物質(zhì)。板書設計DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、對遺傳物質(zhì)的早期推測二、實驗探究（一）肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗1、格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗結論：S型菌具有“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型轉(zhuǎn)變成S型。2、艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗結論：轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)作業(yè)與拓展學習設計用畫圖的方式繪制出肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗過程特色學習資源分析、技術手段應用說明在教學過程中，用了一張染色體高度螺旋化的圖片，引出染色體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，進而提出問題：DNA和蛋白質(zhì)，誰是遺傳物質(zhì)呢？10.教學反思與改進本節(jié)內(nèi)容講述了格里菲斯肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗，得出轉(zhuǎn)化因子將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌，那么轉(zhuǎn)化因子是什么呢？艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)。通過引導學生重溫科學家的探究歷程，主要想達到以下幾個目標：1.獲得科學知識──理解“DNA是遺傳物質(zhì)”；2.掌握科學研究方法，通過這些實驗讓學生掌握科學的研究方法，培養(yǎng)學生的科學探究能力，所以在本節(jié)的教學中重點對學生進行了科學方法訓練；3.培養(yǎng)自主學習和合作探究能力，改變學生學習方式，初步具備探究能力和創(chuàng)造性思維。然而，由于本節(jié)實驗內(nèi)容較為抽象，上課時采用了多媒體輔助教學，便于學生更好理解實驗過程?！癉NA是主要的遺傳物質(zhì)”是2個課時的內(nèi)容，教學時間不易控制，課上沒有安排做相應的練習進行鞏固。第2課時教學設計課題DNA是主要的遺傳物質(zhì)第2課時課型新授課章/單元復習課□專題復習課□習題/試卷講評課□學科實踐活動課□其他□1.教學內(nèi)容分析《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》一節(jié)中“噬菌體侵染細菌的實驗”是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進化》中第3章第1節(jié)的內(nèi)容。本部分內(nèi)容之前已經(jīng)介紹了格里菲斯和艾弗里的“肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗”。而“噬菌體侵染細菌的實驗”是比之前的實驗更具說服力的一個實驗,教師應引導學生重溫科學家的探究歷程，領悟科學的過程和方法，最終得出科學的結論——DNA是遺傳物質(zhì)。本內(nèi)容是從分子層面上認識遺傳物質(zhì)的本質(zhì)，為學習DNA的復制，基因的表達和基因突變打下了基礎。通過對科學史的學習也有利于培養(yǎng)學生生物觀念、科學思維、科學探究的生物學科核心素養(yǎng)。2.學習者分析學生在初中的生物課本中已了解了細菌和病毒，高中生物必修一的課本也介紹了原核生物與真核生物，并得知病毒是一種寄生生活，無細胞結構的生物。這為本節(jié)課大腸桿菌和T2噬菌體的結構學習打下了基礎。因此，教師可以簡要跟學生介紹大腸桿菌和噬菌體，引發(fā)回憶。高中生具有相應的分析科學史，得出相關結論的能力和一定的實驗探究能力。雖然高中學校沒有成熟的實驗條件供學生親自做噬菌體侵染細菌的實驗，但教師應該形象直觀地展示科學探索的過程，引導學生重現(xiàn)一遍科學家的探究歷程，達到發(fā)展學生科學思維能力的目的。1)在學習了肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的基礎上，通過分析噬菌體侵染細菌的實驗闡明DNA是遺傳物質(zhì)。2)基于遺傳物質(zhì)探索的科學史實驗分析，認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程。4.學習重點難點重點：DNA是遺傳物質(zhì)難點：從實驗選材、研究方法和設計思路等角度，感悟科學家揭示DNA是遺傳物質(zhì)的研究歷程中，在科學方法層面帶來的啟示以及生物技術在生物學發(fā)展中的推動作用。5.學習評價設計環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學目標一噬菌體結構和生存方式是什么？1二如何“追蹤”蛋白質(zhì)分子和DNA分子，看它們是否注入大腸桿菌？選用何種元素對蛋白質(zhì)分子和DNA分子進行標記？如何標記？能否同時標記？帶標記的噬菌體感染什么樣的細菌呢？怎樣使噬菌體外殼從大腸桿菌表面脫落下來，以便于檢測？觀察到什么現(xiàn)象才能說明侵入細菌的只有噬菌體的DNA？1，2教師活動學生活動環(huán)節(jié)一：導入教師活動1回顧格里菲思和艾弗里體內(nèi)轉(zhuǎn)化和體外轉(zhuǎn)化實驗，明確艾弗里的實驗結果“DNA是遺傳物質(zhì)”,然而有很多科學家對此產(chǎn)生了質(zhì)疑，一是因為肺炎鏈球菌不是研究遺傳物質(zhì)最理想的實驗材料，因為成分太多，擴大了實驗范圍。二是由于當時技術所限，艾弗里提得最純的DNA中也含有0.02%的蛋白質(zhì)。引發(fā)思考：如何解決這一爭論呢？似乎需要從提純、酶解的實驗思路中跳出來，尋找DNA與蛋白質(zhì)能天然分開的過程?如果你從事這項研究，你會選擇什么樣的材料呢？學生活動1學生思考回答教師提出的問題，選擇病毒材料?；顒右鈭D說明：梳理研究工作主線，銜接第1課時的爭論，引出本課時的后續(xù)研究工作。環(huán)節(jié)二：對噬菌體的認識教師活動2噬菌體的結構和生存方式。①請學生自主閱讀教材P45頁，回答：T2噬菌體的結構和生存方式？②展示大腸桿菌和T2噬菌體的結構模式圖，說明其結構特點、組成成分；③講解噬菌體侵染大腸桿菌的過程：展示電鏡照片：播放視頻：噬菌體侵染大腸桿菌的過程（吸附—注入—合成—組裝—釋放）學生活動2回答：①T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌內(nèi)的病毒。它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構成的，頭部含有DNA。②結構特點：呈蝌蚪形，分為頭部和尾部?；瘜W組成：60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA，僅蛋白質(zhì)分子中含有硫（S），磷（P）幾乎都存在于DNA分子中。活動意圖說明：了解實驗材料的特點，理解其優(yōu)于化學提純的方便之處。環(huán)節(jié)三：赫爾希和蔡斯的工作教師活動31、實驗設計思路：把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開，直接地、單獨地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用2、實驗方法：放射性同位素標記法3、實驗過程：思考以下問題：①如何“追蹤”蛋白質(zhì)分子和DNA分子，看它們是否注入大腸桿菌？②選用何種元素對蛋白質(zhì)分子和DNA分子進行標記?如何標記？能否同時標記？③帶標記的噬菌體感染什么樣的細菌呢？④怎樣使噬菌體外殼從大腸桿菌表面脫落下來，以便于檢測？⑤觀察到什么現(xiàn)象才能說明侵入細菌的只有噬菌體的DNA？學生活動3回答：①同位素標記法②僅蛋白質(zhì)分子中含有硫，磷幾乎都存在于DNA分子中。可用放射性同位素35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA；分別在含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到蛋白質(zhì)含有35S標記和32P標記的噬菌體；不能同時標記。③無放射性標記的細菌④攪拌器⑤觀察放射性的分布，用35S標記的一組侵染實驗，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P標記的一組實驗，放射性同位素主要分布在離心管的沉淀物中?；顒右鈭D說明：引導學生回憶、遷移必修1相關技術。引導學生思考實驗設計思路，遵循實驗設計的單一變量原則。感悟生物技術對研究的推動作用。環(huán)節(jié)四：動畫展示噬菌體侵染細菌實驗過程教師活動4教師一邊展示動畫一邊引導學生分析每一個操作的目的及要點。學生活動4學生認真觀看動畫?；顒右鈭D說明：通過播放動畫，直觀形象地展示出實驗的整個過程，有利于學生更好地理解科學家的實驗設計思路。環(huán)節(jié)五：分析實驗結果得出結論教師活動5引導學生得出實驗結論。學生活動5實驗結論是：噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。活動意圖說明：感悟科學結論的得出需要嚴謹?shù)膶嵶C。認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程。環(huán)節(jié)五：只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？教師活動6提問：只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？講述：煙草花葉病毒只含有蛋白質(zhì)和RNA。提取病毒的蛋白質(zhì)和RNA,分別侵染煙草，發(fā)現(xiàn)RNA能使煙草感染病毒，而蛋白質(zhì)不能。總結：具有細胞結構的生物，含有DNA和RNA兩種核酸，其中DNA是遺傳物質(zhì)。病毒，含有DNA或RNA，含有哪種核酸，它就是該病毒的遺傳物質(zhì)。學生活動6小結：1.DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2.在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)?；顒右鈭D說明：對遺傳物質(zhì)的本質(zhì)形成完整的認識。（二）.噬菌體侵染細菌實驗1.T2噬菌體的結構和化學組成：結構：呈蝌蚪形，分為頭部和尾部?；瘜W組成：60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA，僅蛋白質(zhì)分子中含有硫（S），磷（P）幾乎都存在于DNA分子中。2.實驗設計思路：把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開，單獨觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。3.實驗方法：放射性同位素標記法4.實驗過程：(1)標記細菌；(2)標記噬菌體；(3)噬菌體侵染未標記的細菌然后檢測放射性分布。結論：DNA是遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒的實驗結論：RNA是遺傳物質(zhì)總結：因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。8.作業(yè)與拓展學習設計1）完成【學探診】第3章第1節(jié)的習題2）用畫圖的方式繪制出噬菌體侵染細菌實驗過程9.特色學習資源分析、技術手段應用說明教學過程中，運用真實的實驗電鏡照片，給學生提供真實的情境，激發(fā)學生探究的興趣。播放視頻和動畫，直觀形象地展示實驗過程，化靜為動，化抽象為具體，有利于學生更好地理解科學家的實驗設計思路。艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明了“DNA是遺傳物質(zhì)”，但這個結論并未被人們廣泛接受。本實驗正是彌補艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的不足之處引入新內(nèi)容，讓學生思考如何對這一問題進行研究，提高說服力，培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力，激發(fā)他們了解科學家當年的研究過程和方法的興趣。通過重溫科學家的探究歷程，領會實驗選材的巧妙、思維的嚴謹和實驗方法的科學；通過實驗結果的分析理解DNA是遺傳物質(zhì)。然而，在教學過程中，學生小組討論時，大部分學生表現(xiàn)很積極，有個別學生并未參與到討論中。在討論問題設置方面，需考慮基礎薄弱的學生，分層設計，提高學生的積極性。第3課時教學設計課題DNA的結構課型新授課章/單元復習課□專題復習課□習題/試卷講評課□學科實踐活動課□其他□1.教學內(nèi)容分析“DNA的結構”一節(jié)是新課標教材人教版必修二《遺傳與進化》第3章第2節(jié)的內(nèi)容，由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA雙螺旋結構的主要特點及制作DNA雙螺旋結構模型三部分內(nèi)容構成。教材沒有直接講述DNA的結構特點，而是以科學家沃森和克里克的研究歷程為主線，并通過學生動手嘗試建構模型，加深對DNA結構特點的理解。這樣使學生不僅能自然的了解到DNA雙螺旋結構的主要特點，還能感悟科學家鍥而不舍的科學精神，從而在情感、能力等多方面得到啟示和升華。本部分內(nèi)容在教材中起著承前啟后的作用，一方面，本節(jié)內(nèi)容是從分子水平上進一步認識基因的本質(zhì)，是在前兩章的基礎上完成的；另一方面，又為后面《基因的表達》、《基因突變》以及《基因工程》的學習奠定了基礎。所以說《DNA的結構》是高中生物重要內(nèi)容之一。2.學習者分析學生在必修一中已經(jīng)學習了核酸，掌握了核酸的元素組成，基本單位——核苷酸等相關知識。這為新知識的學習奠定了認知基礎。在本章的第一節(jié)中也學習了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，因此學生對本科內(nèi)容有了一定的知識基礎。但由于DNA組成和堿基配對及其涉及的有關化學方面知識等內(nèi)容的學習有一定難度，所以學生對DNA結構的理解、構建存在一定難度。高中學生具備了一定的認知能力，對事物的探究有激情，但往往對探究的目的性及過程，結論的形成缺乏理性的思考，所以教師在學生探究的過程中要進行適當?shù)囊龑А?)概述DNA結構的主要特點2)回顧科學史，通過對DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn)歷程的回顧，理解并認同交流合作和多學科交叉在科學發(fā)展中的作用。3)制作DNA雙螺旋結構模型。4.學習重點難點重點：DNA結構的主要特點。DNA雙螺旋結構模型的制作。難點：DNA結構的主要特點。5.學習評價設計環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學目標一總結DNA結構的主要特點？1二了解DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn)歷程？2三制作DNA雙螺旋結構模型？3教師活動1學生活動1環(huán)節(jié)一：導入教師活動1展示圖片：新冠病毒和乙肝病毒。最近報道新冠病毒產(chǎn)生了新的的變異毒株，叫奧密克戎毒株，新冠病毒屬于單鏈RNA病毒，非常不穩(wěn)定，極容易變異，所以預防該病毒的疫苗需要不斷的更新，而同學們熟知的乙肝病毒，,疫苗只需注射一次，就可以終生不得乙肝，這到底是什么原因呢？難道是與DNA的結構有關嗎？學習了這節(jié)課，大家自然就明白了。學生活動1結合問題情境，思考、回答?；顒右鈭D說明：我通過兩張圖片導入并設問，希望激發(fā)學生的學習興趣和探究熱情，同時也為后邊教學埋下了伏筆。環(huán)節(jié)二：體驗科學探究，合作構建模型教師活動2【知識回顧】：2030DNA其化學組成包括磷酸、堿基、脫氧核糖。【模型建構1】:四種脫氧核苷酸請同學們利用DNA雙螺旋結構模型的材料和用具，構建四種脫氧核苷酸模型，介紹各個組件代表的名稱。藍色表示的是脫氧核糖，白色的表示的是磷酸，其余的表示的是四種堿基。給出正確的脫氧核苷酸結構：OO1′2′3′4′5′2用制作好的四個脫氧核苷酸構建一條脫氧核苷酸長鏈將桌上構建好的四分子脫氧核苷酸制作一條脫氧核苷酸鏈的模型。播放學生制作模型的視頻。展示學生構建的模型。教師點評學生的模型，同時引導學生總結連接方式：磷酸與五碳糖交替連接。3模擬構建構建DNA平面結構模型。各個小組合作探究構建構建DNA平面結構模型。展示學生構建的模型提出問題：1.在構建模型的過程中，同學們發(fā)現(xiàn)了什么問題？2.仔細認真觀察，這樣的結構穩(wěn)定嗎？沃森和克里克對著自己構建模型一籌莫展時，奧地利著名生物化學家查哥夫的實驗成果，重新點燃了他們的希望之火。展示并介紹科學家查哥夫的實驗成果：提問：1.通過表中數(shù)據(jù)你能得到什么結論？2.通過結論你能想到什么?在DNA分子中堿基如何配對？展示堿基的結構圖，引導學生得出結論。那么DNA的空間結構又是什么樣的呢？威爾金斯和富蘭克林:X射線衍射法觀察到清晰的DNA衍射圖譜請同學們以小組為單位構建DNA分子空間結構模型?？偨Y：1962年，沃森和克里克以及威爾金斯因發(fā)現(xiàn)的DNA雙螺旋結構，榮獲諾貝爾生理醫(yī)學獎。DNA分子結構的揭示具有劃時代意義，它使生物學由細胞水平跨入到分子水平，這在當時是一個奇跡；同時沃森和克里克也實現(xiàn)了他們最初的夢想。所以說坐落于中關村的DNA雕塑不僅是現(xiàn)代高科技的標志，實際上也是奇跡與夢想的象征。學生活動2回憶前面的知識并完成：學生建構四種脫氧核苷酸模型：學生自主探究，建構一條脫氧核苷酸長鏈：【學生互評】：學生進行相互評價，發(fā)表自己的觀點。學生開始討論和構建多核苷酸鏈模型。教師巡視學生構建模型的情況學生回答問題：1.堿基對的直徑不一樣，形狀也不吻合2.不穩(wěn)定學生思考并回答問題：1.嘌呤和嘧啶物質(zhì)量之比均在1左右，并且A等于T，G等于C.2.A與T配對，G與C配對。學生回答：只有雙環(huán)和單環(huán)之間彼此配對才能保證雙鏈之間距離相等。每個小組成員相互合作構建DNA分子平面結構模型。合作構建DNA分子空間結構模型。設計意圖說明：本環(huán)節(jié)把DNA分子結構的探索歷程和構建DNA雙螺旋結構模型融為一體進行教學，學生不僅能更好體驗科學家探索歷程，領悟科學家的吸納、合作、創(chuàng)新、嚴謹和鍥而不舍的精神，而且沿著科學家探索歷程一步步把DNA分子結構模型構建出來更能讓學生與科學家們拉近距離，學生會感覺到：科學家能做的，我同樣能做到。環(huán)節(jié)三：觀察自制模型，掌握結構特點教師活動3請同學們仔細觀察各組制作的模型，看看他們存在哪些共同點？引導學生總結DNA分子的結構的主要特點，規(guī)范其語言表達，重復描述DNA結構的三個主要特點。學生活動3學生觀察比較并進行熱烈討論：1.堿基配對方式相同。2.堿基的種類相同，都是四種。3.磷酸和五碳糖的鏈接次序一致，都是磷酸-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖交替鏈接。4.堿基對的排列次序不同活動意圖說明：觀察自制模型，概述DNA分子結構特點，培養(yǎng)學生觀察和歸納總結能力。7.板書設計8.作業(yè)與拓展學習設計1）完成教材52頁課后練習2）課后自制DNA雙螺旋結構模型9.特色學習資源分析、技術手段應用說明展示“北京中關村高科技園區(qū)的DNA雕塑”圖片，唯美，神秘又令人震撼。它即是現(xiàn)代高科技的標志，也是奇跡與夢想的象征。為什么這么說？從而引出本節(jié)內(nèi)容“DNA的結構”。運用“DNA雙螺旋結構模型組件”探究DNA雙螺旋結構，增強學生學習的主動性和實踐動手能力，提高學生課堂上對知識的同化速度，進一步突出了本節(jié)課的核心知識——概述DNA結構的主要特點。10.教學反思與改進1、在教學中將DNA結構模型的建構分解，以“基本單位—單鏈—平面雙鏈—立體空間結構”逐步深入，由簡單到復雜，符合學生的認知規(guī)律，有利于學生理解脫氧核苷酸的結構和DNA的結構。2、本節(jié)課將DNA雙螺旋結構模型的建構這個驗證型實驗大膽地改為探究型實驗，學生能跟隨教師提供的資料，主動參與探究過程，由被動的接受知識變?yōu)橹鲃拥奶骄恐R、獲取知識。在探究中學生能自己發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，培養(yǎng)學生的生物學素養(yǎng)和分析解決問題的能力。3、DNA分子雙螺旋結構模型的建構完成后，有關DNA分子結構的相關知識都由學生分析討論得出，這使學生觀察模型、分析模型得出理性認識的能力得到了很好的鍛煉。4、但學生的動手能力及時間較緊等因素對教學效果起了一定的限制。在今后的教學中，會更加注重培養(yǎng)學生的動手能力，安排好活動時間。第4課時教學設計課題基因通常是有遺傳效應的DNA片段課型新授課章/單元復習課□專題復習課□習題/試卷講評課□學科實踐活動課□其他□本節(jié)是人教版生物必修二第3章第4節(jié)的內(nèi)容，包括基因與染色體關系的實例、DNA片段中的遺傳信息兩部分內(nèi)容，既是對本章內(nèi)容的概括與提升，也為第4章《基因的表達》做鋪墊。這兩部分的內(nèi)容通過兩個活動來完成。在說明基因與DNA關系的實例中，主要通過資料分析使學生認識基因與DNA的關系。在“DNA片段中的遺傳信息”部分，主要也通過資料分析使學生認識DNA上的脫氧核苷酸序列與遺傳信息多樣性的關系。從分子水平上揭示生物體的多樣性和特異性的物質(zhì)基礎。通過前兩章的學習，學生認識到基因和染色體的關系，并在本章前三節(jié)學習了DNA是主要的遺傳物質(zhì)和DNA的結構。在日常生活中，學生也接觸過，如“基因”、“DNA”、“染色體”、“遺傳物質(zhì)”、“遺傳性狀”等概念，但它們之間到底是什么關系呢，它們可以構成怎樣的知識框架，對于學生來說是模糊不清的。另外，高一學生的課文閱讀和分析能力較低，在教學中應充分利用學生已有知識為基礎，適時引導學生分析資料、讀圖理解等例子，小組合作討論基因和遺傳信息的關系，幫助學生突破基因的概念。3.學習目標確定1)舉例說明基因通常是有遺傳效應的DNA片段。2)運用數(shù)學方法說明DNA的多樣性和特異性。3）說明基因與DNA的關系。4.學習重點難點重點：1）基因通常是有遺傳效應的DNA片段。2）DNA的多樣性和特異性。難點：脫氧核苷酸序列與遺傳信息多樣性的關系。5.學習評價設計環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學目標一理解基因通常是有遺傳效應的DNA片段？1二理解DNA儲存著遺傳信息？2三繪圖表示脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體之間的關系？3教師活動學生活動環(huán)節(jié)一：導入教師活動1通過前面的學習，我們已了解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。在生活中，我們也常聽說人的遺傳與基因有關，那么，基因與DAN有什么關系呢？提出問題：基因=DNA？學生活動1帶著問題進入課堂?；顒右鈭D說明：導入新課，明確學習目標和重難點。環(huán)節(jié)二：用實例說明基因與DNA的關系教師活動2引導學生閱讀教材第57頁“思考討論”和“問題探討”，其中的資料分別從哪些方面說明基因與DNA的關系？基因與DNA具有怎樣的關系？設置如下問題串：資料1和資料3表明，基因與DNA在數(shù)量上有何關系?說明了什么？資料2中綠色熒光蛋白基因與“問題探討”中生長激素基因的作用分別是什么？這兩個實例說明了什么？引導學生，將以上結論整合，歸納基因與DNA的關系。小結：基因是有遺傳效應的DNA片段。學生活動2分析資料，討論、推理得出結論：1.資料1和資料3中，生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)，學生推理得出：基因是DNA上的片段。2.綠色熒光蛋白基因使小鼠發(fā)出熒光，生長激素基因，促使鯉魚的生長速度加快，說明基因有遺傳效應。