人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》DNA分子的结构教案

这是一份人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》DNA分子的结构教案，共6页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，教学方法，教学课时，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
本节内容选自人民教育出版社的普通高中课程标准实验教科书生物必修2《遗传和进化》中第三章第二节《DNA分子的结构》，主要包括DNA双螺旋结构模型的构建和制作，DNA分子双螺旋结构的主要特点。本节内容在初中生物课和高中生物必修1《分子与细胞》的基础上，进一步阐述DNA分子作为主要的遗传物质到底结构如何，使学生对DNA有更深入的理解和认识，同时为后面内容的学习奠定了基础。由于本节内容中DNA分子的结构是立体的空间结构，比较抽象，学生学习起来会感到难以理解，所以课堂中应结合多媒体课件、模型，这样才能更较好地突破这一难点，起到良好的教学效果。
二、学情分析
学生已掌握核酸及脱氧核苷酸的相关知识，懂得DNA是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。高二学生具备一定的认知和思维能力，其目的性和逻辑性已初步建立，对于探究式的模型构建教学过程可以适应。
三、教学目标
1．知识目标
（1）概述DNA分子结构的主要特点。
（2）比较总结DNA分子的特性。
2．能力目标
（1）尝试有序构建DNA分子双螺旋结构的模型。
（2）通过观察对比模型，能够总结DNA分子结构的特点和特性。
3．情感态度和价值观目标
认同与人合作在科学研究中的重要性；体验科学探索不是一帆风顺的，需要锲而不舍的精神。
四、教学重难点
1．学生自己动手制作DNA双螺旋结构模型，体验沃森克里克构建DNA分子双螺旋结构模型的过程。
2．通过观察DNA分子结构模型，总结DNA分子结构的主要特点。
五、教学方法
引导演示法、合作模型构建法、多媒体辅助教学法。
六、教学课时
1课时
七、教学过程
（一）创设情境，导入新知。
1．课件展示北京中关村高科技园区的DNA雕塑图片，教师提出问题：首都高科技园区为什么以DNA雕塑作为标志？并举例说明DNA在生活中的应用。
学生活动：学生主动回答。
教师总结：通过幼儿拐卖和刑事案件中DNA的应用，使学生认识到DNA在生活中的重要性，这跟DNA分子的结构有很大关系，引出本节标题。
设计意图：联系生活实例，激发学生兴趣，提高学生对生命科学探索的积极性，使学生体会结构与功能相适应的生物学观点。
2．课件展示本节学习目标，教师强调，使学生明确本节的主要学习内容和基本要求。
（二）回顾知识，打好基础。
回顾必修一所学核酸的基本内容，以课件展示形式提出问题，学生回答：
1．DNA的元素组成；
2．DNA的基本单位；
3．DNA四种基本单位的命名。
设计意图：通过基础知识的回顾，为本节总结DNA分子结构的特点和DNA的特性打下基础。
（三）重走科学探索之路：DNA双螺旋结构模型的构建和制作。
1．教师明确任务：分组合作（5分钟），根据课前预习课本P47-48的内容和收集的资料，按照以下提示进行角色扮演展示，重走科学探索之路：
①1951年：威尔金斯、富兰克林、沃森、克里克(两种错误的模型）
②1952年：查哥夫
③1953年：沃森、克里克
④1962年：获得诺贝尔奖
讨论之后，按照以上四个年份，教师根据学生情况进行角色扮演分工，由学生进行DNA双螺旋结构的探索之路展示，展示过程中教师引导环节和提醒学生补充。
设计意图：对学生进行情感教育，说明合作在科学研究中的重要性，感受科学发展道路的艰辛与付出。
2．学生制作DNA双螺旋结构模型。
学生活动：小组合作，按照以下四步制作DNA双螺旋结构模型，每个模型由12个脱氧核苷酸组成。
步骤：四种脱氧核苷酸→一条脱氧核苷酸链→DNA平面结构→DNA双螺旋结构。
最先完成的三组进行展示，学生共同评价，指出错误之处。
设计意图：培养学生模型构建和动手操作的能力，有助于帮助学生对本节课中所学知识加强理解和记忆。
3．课件展示问题：沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启示？
引导学生回答：要善于利用他人的研究成果和经验；要善于与他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的；研究小组成员在知识背景上最好是互补的，对所从事的研究要有兴趣和激情等。
设计意图：引导学生明确在高中学习中，要培养一种团结协作，互帮互助，善于思考，善于总结，善于学习别人的经验和优点，要有一种锲而不舍和永不服输的精神。
（四）根据制作的模型，总结DNA分子结构的特点。
教师明确任务：根据模型，完成学案第四部分第3小题的内容，总结DNA分子结构的三个特点。
学生活动：总结特点，完成填空内容，并回答特点。
1．NDA分子由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
教师提问：如何判断是反向平行的？
学生活动：小游戏，两列学生站起来，右手握拳举起，左手伸平，一个人代表一个脱氧核苷酸，两列代表两条脱氧核苷酸链，但此时碱基不能配对，提出问题，如何才能使碱基配对呢？
学生回答：一条链方向反一下。
通过此游戏让学生对反向平行有更深刻的认识。
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。
3．两条链遵循碱基互补配对原则，A与T配对，C与G配对。
设计意图：作为本节的重难点，让学生通过观察自己动手制作的的模型来总结出结构特点，拓展学生思维，使其更好理解新知识，同时培养学生仔细观察模型，分析、解决问题的能力。
（五）总结DNA的特性。
课件展示问题：你知道图中ＤＮＡ结构中的哪个结构是稳定不变的哪个结构是千变万化的？
引导学生思考回答：两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序是稳定不变的；长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
学生活动：根据以上问题，完成学案第四部分第4小题，总结DNA的三个特性，并展示在黑板上。
师生共同活动，学生举例回答和教师点拨相结合。
1．稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，配对的碱基之间以氢键相连，从而导致DAN分子的稳定性。
2．多样性：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。假设一个DNA分子有200个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有4200种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。
3．特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性，如各位同学的DNA都不一样
（六）碱基互补配对原则的应用。
师生共同总结碱基互补配对中的相关计算，通过展示一条DNA双链，引导学生总结出A=T，C=G, A＋G=T＋C = A＋C=T＋G=1/2(A+T+G+C), 不互补的碱基之和为总数的50%。
学生活动：小练习，某DNA分子，共有碱基2000个，其中A有400个，则T有（ ）个，C和G各有（ ）个。
拓展作业布置：对于互补和不互补的两碱基之和在双链、1链和2链中有怎样的关系呢，学生课下共同总结，下节课找学生展示回答。
（七）当堂检测。
学生活动：完成学案第五部分的检测试题，挑选一位学生将答案展示在黑板上。
师生活动：学生提出异议，学生讲解，教师补充。
设计意图：检测学生对本节内容的掌握情况。
（八）本节小结。
教师引导：学生尝试对本节内容进行总结。
学生活动：学生总结本节内容，其他学生补充。
教师总结：对学生的总结进行点评和补充。
八、板书设计
第2节 DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建。
1951年：图谱、两个错误
↓
1952年：A=T，C=G
↓
1953年：论文
↓
1962年：获得诺贝尔奖
二、DNA分子结构的特点。
1．反向平行；
2．脱氧核糖和磷酸，碱基；
3．A=T，C≡G。
三、DNA分子的特性。
1．稳定性；
2．多样性；
3．特异性。
九、教学反思
1．本节课将DNA分子双螺旋结构模型的构建过程让学生进行角色表演，重走科学探索之路，使学生能跟随教师设计的步骤，主动参与展示过程。在重走科学之路中学生能自己发现问题，分析问题，解决问题，培养了学生的生物学科素养和语言组织表达的能力。
2．教学中将DNA结构模型的制作过程分解，以“基本单位—单链—平面双链—DNA双螺旋结构”为步骤，由简单到复杂，符合学生的认知规律，有利于学生理解脱氧核苷酸的结构和DNA分子的结构。
3．DNA分子双螺旋结构模型的制作完成后，对于DNA分子结构的特点和特性都由学生分析总结得出，培养学生观察模型、分析资料得出结论的能力。
4．课堂以学生为主体，教师为主导，从探索过程、制作模型、总结特点和特性，都由学生自主合作完成，给学生更多展示自己的机会，让学生在充满情感的、和谐的课堂氛围中，在老师和同学的鼓励和欣赏中认识自我、找到自信，体验成功的乐趣，树立学好生物和进行探究学习的信心。
5．不足之处，模型制作时没有强调到位，学生思考问题留时间稍短，作业布置不够具体明确，如果以上三方面再作调整，课堂效果会更好。