DNA的結(jié)構(gòu) 教學(xué)設(shè)計(jì) 高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3章基因的本質(zhì)第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)是人教版必修2第3章第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)對應(yīng)的“內(nèi)容要求”是：“概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補(bǔ)配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息”。指的是DNA的整體結(jié)構(gòu)、基本骨架以及堿基配對，其核心是堿基配對，理解它關(guān)鍵就是要必須先以DNA的整體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)DNA分子中各堿基之間的數(shù)量關(guān)系，從而得出堿基互補(bǔ)配對原則。從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，本節(jié)內(nèi)容既是對前面已學(xué)習(xí)的子德爾遺傳定律和減數(shù)分裂知識(shí)進(jìn)一步的深化理解，也是為后面學(xué)習(xí)《DNA的復(fù)制》、《基因的表達(dá)》等生物的遺傳和變異奠定理論基礎(chǔ)。因此說，本節(jié)課起到了承上啟下的作用，是高中生物重要內(nèi)容之一。二、學(xué)情分析學(xué)生在必修1已經(jīng)學(xué)習(xí)過DNA的有關(guān)關(guān)內(nèi)容。與本節(jié)課基本骨架以及堿基配對有緊密聯(lián)系，學(xué)生要掌握這音分內(nèi)容，必須先以DNA的整體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)堿基之門司的配對方式。三、教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)【生命觀念】通過對作為遺傳物質(zhì)的DNA分子的分析，認(rèn)同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)?！究茖W(xué)思維】結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)識(shí)DNA分子作為遺傳物質(zhì)所具有的特征【科學(xué)探究】基于DNA分子結(jié)構(gòu)模型建立過程的資料，通過資料提供的證據(jù)，分析得出DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。四、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）DNA結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)（2）制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)2.教學(xué)難點(diǎn)：DNA結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入我們上節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物的主要遺傳物質(zhì)是DNA。在確信DNA是生物體的遺傳物質(zhì)后，人們更加迫切地想知道：DNA是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的？又是怎樣決定生物性狀的？要回答這些問題，首先需要弄清楚DNA的結(jié)構(gòu)。這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：DNA的結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在請同學(xué)們翻開生物書48頁2.新課講授【DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建】師：請同學(xué)們閱讀教材P48-P49的思考討論，完成試卷P1的第一個(gè)框“1、構(gòu)建過程”。3min完成。教師走下講臺(tái)巡視學(xué)生的完成情況。師：時(shí)間到，請同學(xué)們停筆。我們一起來看看DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程。首先，這個(gè)模型的構(gòu)建是誰提出的？生：沃森和克里克。師：是的，在這里克里克是一名物理學(xué)家，對X射線衍射圖譜的分析十分熟悉，能夠幫助沃森理解晶體學(xué)原理。而沃森的一名生物學(xué)家，可以幫助克里克理解生物學(xué)的內(nèi)容。于是，兩人決定合作進(jìn)行DNA結(jié)構(gòu)的研究。在當(dāng)時(shí)，科學(xué)界已經(jīng)認(rèn)識(shí)到DNA是以4種什么為單位連接而成的長鏈？生：脫氧核苷酸師：這4種脫氧核苷酸分別含有哪4種堿基？生：A、T、G、C師：即使他們已經(jīng)知道了DNA是由4種脫氧核苷酸為單位組成的長鏈，但是他們并不清楚這4種脫氧核苷酸是如何構(gòu)成DNA的。這時(shí)候英國物理學(xué)家威爾金斯和他的同事富蘭克林應(yīng)用X射線衍射技術(shù)獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。如圖所示（“X”形意味著DNA分子是螺旋的），沃森和克里克主要以該照片的有關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)。于是，他們搭建了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型,但非常的遺憾，最后都被否定了。一直到誰的出現(xiàn)才有了新的突破？生：查哥夫師：對，1952年春天，查哥夫訪問了劍橋大學(xué)，沃森和克里克從他那里得知了一條重要信息：在DNA中,腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量;鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。他們就猜想：A能不能與T配對，G能不能與C配對呢？最后他們構(gòu)建了一個(gè)將堿基安排在雙鏈螺旋內(nèi)部，脫氧核糖——磷酸骨架安排在螺旋外部的模型。在這個(gè)模型中，A與T配對，G與C配對，DNA兩條鏈的方向是相反的。模型是搭建起來了，那怎么證明這個(gè)模型就是成功的呢？有以下兩點(diǎn)證據(jù)：①A-T堿基對與G-C堿基對具有相同的形狀和直徑，這樣組成的DNA分子具有恒定的直徑，能夠解釋A、T、G、C的數(shù)量關(guān)系；②當(dāng)他們把這個(gè)用金屬材料制作的模型與拍攝的X射線衍射照片比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)模型與基于照片推算出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)相符。1953年，沃森和克里克撰寫了相關(guān)論文在英國《自然》雜志上刊載，引起了極大的轟動(dòng)。1962年,沃森、克里克和威爾金斯三人因這一研究成果共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。同學(xué)們，這就是DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程。下面我們一起來小結(jié)一下這個(gè)過程，并校對試卷上的答案?！敬鸢浮?；A、G、T、C；威爾金斯；富蘭克林；查哥夫；A=TG=C師：從DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程中，同學(xué)們可以得到什么啟示？生1：在DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程中，沃森和克里克是兩個(gè)完全不同的專業(yè)，但是他們卻可以通過合作從而有一番作為，所以我們在平時(shí)一定要多合作。師：這位同學(xué)說的非常好，所以呢，我們在平時(shí)的學(xué)習(xí)過程中要和同學(xué)們多多交流、合作。DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程有什么意義呢？我們齊聲朗讀一下。生（全班）：①DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)學(xué)說不但闡明了DNA的基本結(jié)構(gòu)，并且對一個(gè)DNA分子如何復(fù)制成兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的DNA分子，以及DNA怎么傳遞生物體的遺傳信息進(jìn)行了合理說明。②是生物科學(xué)中具有革命性的發(fā)現(xiàn)，是20世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。是分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志?！綝NA的結(jié)構(gòu)】師：學(xué)習(xí)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建，相信同學(xué)們也很好奇DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的吧？我們將起來學(xué)習(xí)。經(jīng)過上學(xué)期的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)對DNA有了一定的了解，看看同學(xué)們還記得多少呢？DNA的元素組成是？生2：C、H、O、N、P師：這5種元素可以構(gòu)成3種小分子，分別是？生3：磷酸、脫氧核糖、含氮堿基師：這三種小分子可以構(gòu)成DNA的基本單位是？生4：脫氧核糖核苷酸師：請同學(xué)們注意一下五碳糖的五個(gè)碳分布的位置在哪，與堿基鏈接的碳原子是1號(hào)碳，以順時(shí)針的方向依次是2號(hào)碳、3號(hào)碳、4號(hào)碳、5號(hào)碳。脫氧核苷酸的種類有幾種？分別是？生5：4種。分別是腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸。師：從這些同學(xué)的回答中就可以知道這些同學(xué)課后是有去認(rèn)真復(fù)習(xí)的，值得我們大家學(xué)習(xí)。我們給這幾個(gè)同學(xué)一點(diǎn)掌聲好不好！師：現(xiàn)在請同學(xué)們閱讀教材P50，并結(jié)合每個(gè)小組的DNA平面結(jié)構(gòu)圖并完成試卷P1的第2-6個(gè)框.4min完成。教師走下講臺(tái)巡視學(xué)生的完成情況。師：時(shí)間到，請同學(xué)們停筆。看向PPT由圖片可以看得出來DNA分子的外側(cè)是什么和什么交替連接，構(gòu)成基本骨架的？生：磷酸和脫氧核糖師：由圖片可以看得出來DNA分子的內(nèi)側(cè)是由2條鏈上的堿基通過什么連接成堿基對？并且遵循什么原則？生：氫鍵；堿基互補(bǔ)配對原則。師：堿基互補(bǔ)配對原則是什么意思呢？生：指A與T配對，G與C配對師：非常好，堿基互補(bǔ)配對原則就是指A與T配對，G與C配對。并且我們可以從圖片得到A與T之間形成幾個(gè)氫鍵？C與G之間呢？生:A與T之間形成2個(gè)氫鍵？C與G之間形成3個(gè)氫鍵。師：同學(xué)們完成的非常認(rèn)真。在這里氫鍵越多，DNA分子就越穩(wěn)定；G-C比例越多，DNA分子的熱穩(wěn)定性就越高，意味著DNA分子越不容易被破壞。請同學(xué)們繼續(xù)回答問題：一條鏈的相鄰堿基之間通過什么來相連？生：脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖師：DNA分子是由2條鏈按什么方向盤繞成什么結(jié)構(gòu)？生：反向平行；雙螺旋師：在這里反向平行怎么理解呢？同學(xué)們可以看一下課本上的圖，可以發(fā)現(xiàn)一條鏈的方向是從5，端到3，端，而另一條鏈?zhǔn)菑?，端到5，端。師：我們來小結(jié)一下DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，請同學(xué)們一起齊聲朗讀：生：①DNA是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)；②DNA中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)；③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對具有一定的規(guī)律：A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對；G(鳥嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對。師：DNA分子的結(jié)構(gòu)特性有3點(diǎn)：多樣性、特異性、穩(wěn)定性【DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算】師：現(xiàn)在我們進(jìn)入這一節(jié)的最后一個(gè)內(nèi)容：DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算?；疽?guī)律：在雙鏈DNA中，A=T,C=G，A+G=C+T，即嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)（在黑板上推出公式）結(jié)論1：在同一DNA中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)堿基和之比相等。（在黑板上推出公式）結(jié)論2：DNA兩條鏈間非互補(bǔ)堿基和之比互為倒數(shù)。（在黑板上推出公式）結(jié)論3：在同一DNA分子中，雙鏈和單鏈中互補(bǔ)堿基和與總數(shù)之比相等。（在黑板上推出公式）結(jié)論4：某堿基占雙鏈DNA堿基總數(shù)的百分比等于相應(yīng)堿基占相應(yīng)單鏈比值和的一半。（在黑板上推出公式）3.課堂小結(jié)我們這節(jié)課的內(nèi)容就學(xué)到這里，我們一起來總結(jié)一下這節(jié)課所學(xué)習(xí)的三個(gè)內(nèi)容：①DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建；②DNA的結(jié)構(gòu)；③DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算4.課堂鞏固請同學(xué)們完成試卷上的兩道練習(xí)題，待會(huì)請同學(xué)們上臺(tái)寫。5.布置作業(yè)完成練習(xí)冊P47-P51,周三早上收起來。六、板書設(shè)計(jì)§3.2DNA的結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建DNA的結(jié)構(gòu)DNA堿基數(shù)目的相關(guān)計(jì)算七、教學(xué)反思DNA分子的結(jié)構(gòu)對學(xué)生來說，具有一定的抽象性，學(xué)生對DNA結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程和DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有了一定了解，但對于細(xì)節(jié)知識(shí)的認(rèn)識(shí)不夠深刻，例如，DNA的兩條鏈為什么“反向平行”?“構(gòu)成基本骨架的磷酸和脫氧核糖為何交替連接”?“堿基互補(bǔ)配對時(shí)為什么必須A-T，G-C配對”?另外，學(xué)生對于科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的科學(xué)思想和科學(xué)態(tài)度也不能感同身受、有感而發(fā)地領(lǐng)悟，僅僅停留在幾句寬泛的贊譽(yù)、空而不實(shí)的學(xué)習(xí)口號(hào)中。新課標(biāo)理念認(rèn)為:“高中生物學(xué)教學(xué)重在培養(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)”。為了更好地完成這一目標(biāo)，我通過查閱資料、與同行切磋等，對本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于本節(jié)課的完成有以下優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①教學(xué)基本