1、第三章第2节“DNA分子的结构”教学设计一、教材分析：本课为新课标教材人教版高中生物必修遗传与进化第三章第二节内容，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。关于DNA分子的双螺旋结构，这部分内容比较抽象，不容易理解。所以在教学过程中应向学生展示DNA分子的结构模型-空间结
2、构模型和平面结构模型，而且教材在概述DNA分子双螺旋结构的特点后，安排了一个“制作DNA双螺旋结构模型”的实验，以加深学生对这一结构的感性认识和理解。二、教学三维目标：1、知识目标：（1）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。（2）.概述DNA分子的结构特点空间结构2、能力目标：（1）.培养观察能力和分析理解能力:通过计算机多媒体课件和对DNA分子直观结构模型的观察来提高观察能力、分析和理解能力。（2）.培养创造性思维的能力:以问题为导向激发独立思考，主动获取新知识的能力。3、情感态度与价值观目标：（1）. 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
3、物质奥秘中的重要作用。（2）认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程通过DNA的结构学习，探索生物界丰富多彩的奥秘，从而激发学生学科学，用科学，爱科学的求知欲望。三、教学重点：1.DNA分子结构的主要特点。2.碱基互补配对原则。四、教学难点：DNA分子的双螺旋结构的主要特点。五、难点突破方案：1.用直观模型进行教学。2.用多媒体课件显示DNA分子结构组成的动态过程3.总结典型碱基计算规律，配合习题加深学生的理解。六、学情分析：学生在高一年级学习了核酸及脱氧核苷酸的相关知识，懂得DNA是遗传信息的携带者，这为新知识的学习奠定了认知基础。同时高中生具备一定的认知能力，思维的目的性、连续性
4、和逻辑性已初步建立，学生的学习能力和动手能力也都比较强，具备实施探究式教学的条件。七、设计思路：通过重温沃生和克里克两位科学家的探究过程为主线，在课堂教学中采用提问、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。引导学生学习科学家相关事迹，使学生认识到科学探索的艰辛，树立起勇于挑战、不怕失败、善于借鉴他人成功经验，团结协作的科学态度。八、教学方法：讨论法、多媒体演示法。九、教具准备：1.DNA分子的空间结构模型和平面结构模型。2.PPT课件。十、课时安排： 1课时十一、教学过程：新课导入：上一节课我们通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的学
5、习，知道DNA分子是生物体的主要遗传物质，人们就更加迫切地想知道，DNA是怎样储存遗传信息的，又是怎样决定生物性状的？为了弄清楚这个问题，我们就需要对DNA进行更深入的学习。那么我们今天就首先来学习DNA分子的结构。2004年7月28日，“分子生物学之父”克里克在圣地亚哥加州大学医院与世长辞，享年88岁。1953年4月25日，克里克和沃森在自然杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现，更宣告了分子生物学的诞生。也正是因为这一研究成果，1962年他们共同获得了诺贝尔学奖。那么，克里克与沃森提出了双螺旋结构到底是怎样的呢，下面
6、我们一起跟随科学家的研究足迹尝试着构建出这个著名的双螺旋结构。（一）、DNA分子双螺旋结构的构建学生阅读教材内容-沃生和克里克两位科学家构建DNA双螺旋结构模型的故事，体验科学探究的历程（1）复习已有知识：:DNA又叫脱氧核糖核酸，是主要的遗传物质。组成元素：C、H、O、N、P，基本组成单位：脱氧核苷酸（如下图）组成脱氧核苷酸的含N碱基：A、 T、 G、 C，碱基不同则脱脱氧核苷酸（2）多媒体展示：资料三和资料四师讲述：1951年春天，在意大利举行了一次生物大分子结构的会议。会上，英国科学家富兰克林和她同事威尔金斯展示了采用X射线衍射技术拍摄到的D晶体照片，而这张照片让来参加会议的沃森激动地话
7、也说不出来了，心怦怦直跳。为什么？因为从这张照片上完全可以断定DNA的结构是一个螺旋体。所以，资料3为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。但可惜的是没等到分享研究成果的喜悦，7年之后，这位才华横溢的女科学家因为癌症而英年早逝。按照惯例，诺贝尔奖不授予已经去世的人。因而，在1962年是富兰克林的同事威尔金斯和沃森、克里克共同分享了当年的诺贝尔奖。（3）多媒体展示：衍射照片师讲述：那么到底是什么样的螺旋结构呢？在1951年的秋天，沃森在英国剑桥大学碰到了对DNA结构同样着迷的克里克。虽然克里克比沃森大12岁，却有一见如故的感觉。物理学家出身的克里克对衍射图谱的分析十分熟悉，而
8、沃森可以帮助克里克理解生物学内容。他们尝试了很多螺旋模型，但都以失败告终。师讲述：在失败面前他们没有气馁。最终，根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析，沃森和克里克得出一个共识：DNA是一种双链螺旋结构。于是沃森和克里克立即行动，马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起开始奋战，他们夜以继日，废寝忘食，终于在3月7日，将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。（4）多媒体展示：DNA双螺旋结构模型问1、整个过程中涉及的科学家有哪些？（沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林、查哥夫。）科学研究需要科学家们的合作交流、相互借鉴问2.在发现DNA结构的过程中涉及哪些
9、学科? （生物、物理、化学等）科学研究需要学科之间的交叉、渗透问3.DNA分子结构模型的构建是一蹴而就吗？（不是，经历了构建被否定重建的反复过程）科学研究是在不断探索、修正和完善中得以实现的问4、DNA双螺旋结构模型构建的意义DNA分子双螺旋结构模型的构建，被誉为20世纪最伟大的成就，标志着DNA的研究进入到分子水平，也是高科技的标志。（图片展示中关村的DNA雕塑）（二）、.DNA分子的结构提出者：沃森和克里克（1953年）结构：双螺旋结构2.脱氧核苷酸组成DNA分子的过程具体过程用PPT展示3. DNA分子双螺旋结构的特点（1）.DNA分子是由两条链组成的，这两链按反向平行方式盘旋成双螺旋结
10、构。（2）.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。（3）.DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对遵循碱基互补配对原则。碱基互补配对原则:碱基A与T、G与C之间的一一对应关系，叫碱基互补配对原则。（三）、DNA分子的结构特性1.多样性：由于碱基排列顺序不同，所以DNA分子有多样性，由n对碱基组成的DNA分子中，DNA分子的种类为4n.2.特异性:不同的DNA分子具有不同的碱基顺序（亲子鉴定的原理：亲子鉴定鉴定DNA分子结构，孩子的同源染色体，一条来自父方，一条来自母方，由于DNA分子的特异性，所以一条DNA和父亲相同，一条DNA与母亲相同
11、。 ）3.稳定性：通过碱基互补配对后用氢键连接两条链，所以具有稳定性。（四）、学生活动：制作DNA双螺旋结构模型6人一组，利用模型盒中的材料制作一个DNA双螺旋结构模型。1.介绍模型盒里的材料（图片直观展示）2.教师以问题形式提示学生构建模型的正确思路，建立“点-线-面-体”的构建原则何制作一个脱氧核苷酸？（点）脱氧核苷酸如何连接成一条链？（线）两条链之间如何正确连接？（面）如何体现双螺旋结构？（体）3.学生以小组为单位，制作模型，教师巡视，及时发现问题，适当引导。4.小组展示自己的模型（五）、课堂反馈1、结合教材图3-11，填出教材P51基础题1图中110的名称。1_ 2_3_ 4_5_ 6
12、_7_ 8_9_ 10_2、已知1个DNA分子中有1800个碱基对，其中胞嘧啶有1000个，这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是A1800个和800个B1800个和l800个C3600个和800个D3600个和3600个3.有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明其结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是 A.三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 B.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶 C.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶 D.两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶十二、板书设计：3.2 DNA分子的结构一、DNA分子的化学组成1.组成元素：C、H、O、N、P2.基本组成单位：
13、脱氧核苷酸二、DNA双螺旋结构模型的构建三、DNA的结构特点：1.2条链：反向平行，双螺旋2.外侧：磷酸-脱氧核糖；内侧：碱基3.A=T，G=C（氢键）四、DNA的结构特性：1. 多样性2. 特异性3. 稳定性十三、教学反思：（1）在教学中，采用问题串的形式，按照模型构建的结论-依据模式，检测学生的预习效果，并且调动学生回答问题的积极性，加大学生的课堂参与度，提高课堂教学效率。（2）为了增强学生对模型构建过程的印象，设计学生活动：体验制备DNA双螺旋模型构建过程，提高课堂教学的参与度和广度，增强小组合作能力，以问题串的形式提示学生模型构建过程中应注意的问题，让学生在进行活动时有条理、有思考，活
14、动结束时，以小组为单位进行模型展示，激发学生的积极性，并且有效利用学生的展示，对比、提问进而引出DNA分子的三大特性。本节课优点与不足：（1）在模型构建过程的科学史讲解过程中，注重对学生情感、态度、价值观的教育（如学科交叉渗透、团结合作、坚持不懈等科学精神的渗透教育）（2）学生的课堂参与度广而深，注重学生思维的培养（3）学生活动的成果展示，对于一位教师的课堂生成能力是一个很大的挑战（4）关于学生活动体验制备DNA双螺旋模型构建过程，教师可先根据“点-线-面-体”思路，让学生对于模型构建有条理，确保达到教学效果；此活动中，教师可以刻意制作一个错的模型，让学生去寻找并发现问题，可以检测学生对DNA结构特点的理解，加深记忆；在学生的模型成果展示过程中，对于课堂的预设不足，自己显得紧张，课堂生成能力欠缺。（5）在授课过程中，努力做到放开讲课，提高自身的课堂生成能力，做到扬长避短，逐步形成个人的教学风格
