高中生物-DNA的分子结构教学设计学情分析教材分析课后反思

《DNA的分子结构》教学设计一、教学目标：1．知识目标：概述DNA分子结构的主要特点。2．能力目标：通过制作DNA分子双螺旋结构模型，学生可以提高自身的观察力和动手能力。3．情感态度与价值观目标：体验DNA双螺旋结构模型的构建历程，感悟科学研究中蕴含的科学思想和科学态度。二、教材分析：《DNA分子的结构》编写在高中生物教材必修二第三单元第一章的第二节。《DNA分子的结构》既是对已学孟德尔遗传定律和减数分裂知识的进一步深入，更是学习整个遗传部分的基础。并且，它在教材中起着承前启后的作用。一方面，在高中生物必修一核酸的结构和功能一节里已经学习了进一步认识遗传物质的本质,又为后面基因的表达、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。线，DNADNA以及善于利用前人的成果和与他人合作的品质三、教学重点：（1）DNA分子结构的主要特点。（2）制作DNA分子双螺旋结构模型。四、教学难点：DNA分子结构的主要特点。五、学情分析：DNA的双螺旋结构模型已成为分子生物学的象征，甚至成为高科技的象征：从课本的封面到会议的标志,从公司赠送的年历到生物系学生自行设计的纪念T恤等等,这一切形象地告诉我们10年前鲜为人知的DNA，如今几乎已经到了家喻户晓的程度，并且学生可以通过网络、报刊、杂志、广播、电视等多种途径了解到许多有关DNA的内容。此外，学生通过必修一已掌握了核酸的元素组成等相关知识，这为学习本节内容也奠定了知识基础。学生学习的障碍：eq\o\ac(○,1)尽管他们具备了一定的认知能力，但其思维的目的性、连续性和逻辑性还不完善，这就需要教师在探究过程中加以引导；eq\o\ac(○,2)学生更擅长于形象直观思维，其空间想象力不足，因此在学习本节内容时有必要通过直观的模型构建，以增强其理解力。六、教学方法：DNA分子是抽象的立体空间结构，学生的认知水平和空间想象能力相对较弱，但对新知识有较强的探究欲和学习兴趣，因此教师要着力扮演好组织者、引导者和参与者的角色，适时地、不断地启迪、指导和帮助学生。美国教育学家克莱恩曾说过：“最佳的学习方法是‘做中学’。”所以在“制作DNA双螺旋结构”模型构建的活动中，引导学生去体验“发现”的乐趣，学会将模型构建过程中获得的信息进行汇总，通过讨论和交流，初步得出结论，养成在学习活动中友好合作，资源共享的科学探究习惯。在教学过程中，高度重视师生互动、生生互动。在“DNA分子双螺旋结构模型建立过程”的科学史料的阅读和理解中，以严密的逻辑推理步步追踪、层层深入，不断地引发学生去积极思考、主动参与“DNA分子结构”的学习过程。七、课时安排：2课时八、教学过程：（第一课时）教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图课题引入1、以宋丹丹和赵本山的经典桥段“历史上谁跑的最快？”引入曹操墓之谜，问：如何判断曹操墓是真是假？2、视频播放“揭秘真假曹操墓”，揭示通过DNA分子比对的方法来判断。3、根据结构和功能相统一的观点，引出DNA分子是一个什么样的结构呢？教师抓住学生的知识盲区和求知欲，顺势引出本节课题------DNA的分子结构1、学生思考后回答：DNA分子比对的方法2、学生饶有兴趣的观看视频，并确定辨别方案导入新课，吸引学生的注意，有效调动学生学习兴趣，激发学生兴奋点，唤起学生强烈求知欲探究DNA的结构层次介绍模型构建方法，并类比推理：回忆蛋白质的结构层次是怎样的，提出问题：推测DNA分子的结构层次学生思考并回答蛋白质的结构层次，在此基础上，再推测DNA分子的结构层次转入本节课DNA结构的学习跟随科学家的足迹，探寻DNA的空间结构模模型构建一：脱氧核苷酸温故：1、脱氧核苷酸由哪几部分组成？2、这三部分是如何连接的？3、脱氧核苷酸有几种？分别是什么？在了解了DNA分子组成的基础上，三人为一组，每组利用课前发放的材料用具组装2个脱氧核苷酸。教师巡视学生组装脱氧核苷酸的情况，并给予一定的指导。学生根据已有知识很容易回答上述问题：1、脱氧核苷酸由三部分组成（磷酸、脱氧核糖，碱基）2、学生画出完整的脱氧核苷酸3、有四种脱氧核苷酸。在教师的引导下，大声读出每一种脱氧核苷酸的名称。小组成员合作组装DNA分子的基本单位-----脱氧核苷酸。通过实际操作，使学生明确脱氧核苷酸的构成，及每种脱氧核苷酸的差异。模构建模型构建二：脱氧核苷酸链探究一：核苷酸间的连接方式问题驱动：那么脱氧核苷酸又是如何连接成脱氧核苷酸链的呢？先把问题简化，思考：两个核苷酸之间是如何连接的？出示资料一：富兰克林对于DNA衍射图谱的严密计算。教师动画演示脱氧核苷酸链的形成过程。并指出连接两个核苷酸之间的化学键叫磷酸二酯键布置学生任务：请各小组成员合作组装一条脱氧核苷酸链。（要求：核苷酸数为5或6个）在学生动手操作时，教师巡回指导。学生尝试构建两个脱氧核苷酸，发现会出现很多种连接方式。学生通过对资料一的阅读和分析，很容易得出：脱氧核苷酸之间是通过磷酸和脱氧核糖交替连接的。学生认真观看动画后，组装出一条脱氧核苷酸链。提高学生的知识迁移能力。在观看动画后让学生实际操作，既培养学生的动手能力，又提高了他们的观察能力。模模型构建三：DDNA双螺旋结构的发现历程螺旋结构过渡：那么一个DNA又是由几条这样的脱氧核苷酸链构成的呢？讲解：沃森和克里克不断尝试用两条、三条甚至四条链构建DNA分子，但是后来发现用两条链构建的DNA分子与衍射图谱中的相关数据是吻合的。探究二：（问题驱动）那么两条链之间又是如何连接的呢？布置学生任务：小组内尝试连接两条脱氧核苷酸链出示资料二：沃森和卡里克对DNA衍射图谱进行了具体分析，推算出DNA呈螺旋结构并且螺旋直径恒定是2nm。引导学生思考：若螺旋直径是恒定的，那么碱基应该位于结构的外侧还是内侧呢？探究三：碱基之间又是如何连接的呢？引导学生思考，碱基之间可能有多少种连接方式？教师在学生回答过程中给予指导及补充出示资料三：嘌呤碱基比嘧啶碱基要长一些。问题：可以排除哪些连接方式？出示资料四：沃森和克里克从查哥夫那里得到一个重要信息：A的总量总是等于T的量，G的量总等于C的量。问：根据这个重要信息，你认为沃森和克里克会做出怎样的调整？出示资料五：两条链反向平行，碱基之间靠氢键连接，向右盘绕成双螺旋结构思考：如何反向？右手双螺旋？出示DNA分子的平面和空间结构图学生思考学生跟随老师的讲述一同回溯DNA空间结构的发现历程。学生尝试连接两条链学生通过空间想象会发现两条链之间是通过碱基在内部连接的。学生思考并回答学生通过分析四种碱基的化学结构，能够判断出同种和同类碱基配对的不合理性。学生很快会想到：A与T，G与C配对。学生根据教师的讲解，并结合图示，进一步理解DNA的空间结构采取讲故事的形式，以沃森、克里克的研究历程为主线，逐步呈现DNA双螺旋结构模型的内容，这样不仅使学生自然的了解到DNA的空间结构，还能学习到科学家的研究方法，感悟到科学家锲而不舍的科学精神，从而在情感和能力上都得到升华。动动手组装双螺旋结构模型制制作模型布置学生任务：以小组为单位，动手组装DNA双螺旋结构模型。说明：在学生活动期间，在班级内巡视并及时做出指导。参照教材中DNA双螺旋结构的内容，按照碱基互补配对原则，构建脱氧核苷酸双链，并完成DNA的空间结构。使学生由对DNA双螺旋结构的理性认识转化为实际的操作，亲身体验模型的建构。展展示模型选择几组有代表性的模型进行展示，并引导学生进行评价。学生对比教材图及DNA双螺旋结构的内容，对展示的模型进行评价。通过让学生主动的展示与评价，可以提高他们的观察力，强化对DNA双螺旋结构的理解和记忆。归纳DNA分子的结构特点根据小组内组装的分子模型来分析DNA分子的结构特点：1、从总体上看，DNA是一种什么结构？是由几条链构成的？两条链的方向如何？2、DNA分子中外侧排列的是什么？磷酸和脱氧核糖的排列有什么规律？哪一部分是DNA的基本骨架？DNA中的碱基是依靠什么结构连接起来的？遵循什么原则？学生仔细观察自己的DNA物理模型后，归纳总结：1、DNA由两条脱氧核苷酸链反向盘旋成双螺旋结构。2、链的外侧为脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。3、内侧为氢键连接成的碱基对，并且总是A与T，C与G配对。通过观察物理模型，增加学生的感性认识，这体现了教学的直观性原则。同时也锻炼了学生的观察力和总结归纳能力。探究DNA的结构特性教师展示DNA双螺旋结构的物理模型，引导学生分析制作的DNA结构模型，归纳DNA分子的特性。问题：1、你的DNA分子模型跟我这个DNA分子模型一样吗？2、哪些地方一样，哪些不一样？3、假如我们每个小组制做的模型就是一个特定的DNA分子，DNA碱基对排列顺序是特定的，这又说明DNA分子具有什么特性？组间合作，相互比较各组的模型，讨论后得出答案：1、不同的DNA分子其基本骨架是一样的，都是由外侧的脱氧核糖与磷酸交替连接；链内侧碱基配对方式是一样的，而且通过氢键连接，使整个DNA稳定。这说明DNA具有稳定性。2、虽然都是四种脱氧核苷酸构成，但是其排列顺序却不一样。说明DNA分子具有多样性。3、每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序，说明DNA分子的特异性。让学生通过观察、比较分析亲手制作的模型，主动建构DNA分子的特性（即多样性、稳定性和特异性），使学生真正做到“做中学”。小结在模型构建这个环节中，使学生深切体会到与他人合作的重要性。在教师的指导下，学生完成DNA分子结构特点和特性的探究活动。使学生对本节课有一个整体认识。九、板书设计：第二节DNA的分子结构模型构建蛋白质的结构层次：C.H.O.N(S)→氨基酸→二肽→多肽链→蛋白质的空间结构DNA的结构层次：C.H.O.N.P→脱氧核苷酸→二个脱氧核苷酸→脱氧核苷酸链→DNA的空间结构DNA分子的结构特点：①②③DNA的结构特性：稳定性、多样性、特异性十、作业设计：1、思考:如何以构建的模型为基础，形成2个完全相同的DNA分子？2、课下自己寻找材料构建漂亮的DNA双螺旋结构学情分析DNA的双螺旋结构模型已成为分子生物学的象征，甚至成为高科技的象征：从课本的封面到会议的标志,从公司赠送的年历到生物系学生自行设计的纪念T恤等等,这一切形象地告诉我们10年前鲜为人知的DNA，如今几乎已经到了家喻户晓的程度，并且学生可以通过网络、报刊、杂志、广播、电视等多种途径了解到许多有关DNA的内容。此外，学生通过必修一已掌握了核酸的元素组成等相关知识，这为学习本节内容也奠定了知识基础。学生学习的障碍：eq\o\ac(○,1)尽管他们具备了一定的认知能力，但其思维的目的性、连续性和逻辑性还不完善，这就需要教师在探究过程中加以引导；eq\o\ac(○,2)学生更擅长于形象直观思维，其空间想象力不足，因此在学习本节内容时有必要通过直观的模型构建，以增强其理解力。效果分析从学生的兴趣点入手，打破神秘，拉近抽象的DNA与学生之间的距离，同时增强了学生整理、分析信息的能力。课堂上以学生亲自动手体验模型构建的科学研究方法，动手操作过程中让学生自己发现问题、分析问题、解决问题，培养生物学素养和分析解决问题的能力。在活动过程中，现场发现、现场展示、共同讨论、及时纠正。在讨论中擦出火花，在理论和实践的思维碰撞中获得知识，得出结论。DNA分子双螺旋结构模型的构建完成后，有关DNA分子结构的特点和特性都有学生分析得出，这使学生观察模型、分析模型得出理性认识的能力也得到了很好的锻炼。在整个教学设计中，所有知识的建构都是由学生主动完成的，教师只是课堂的组织者和引导者，这样的教学设计正符合了“生本位”的教育理念。教材分析《DNA分子的结构》编写在高中生物教材必修二第三单元第一章的第二节。《DNA分子的结构》既是对已学孟德尔遗传定律和减数分裂知识的进一步深入，更是学习整个遗传部分的基础。并且，它在教材中起着承前启后的作用，一方面，在高中生物必修一核酸的结构和功能一节里已经学习了进一步认识遗传物质的本质；又为后面基因的表达、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。线，DNADNA以及善于利用前人的成果和与他人合作的品质评测练习教师寄语：细节决定成败，完美永无止境拓展延伸：双链DNA分子中各种碱基之间存在怎样的数量关系？A=,G=,A+G=(A+G)/(T+C)=牛刀小试：1、构成双链DNA的碱基是A、G、C、T四种，下列哪种比例因生物种类不同而变化（）A．（G+C）/（A+T）B．（A+C）/（G+T）C．（A+G）/（C+T）D．G/C答案：A2、某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的分子数占18%，则鸟嘌呤的分子数占多少？答案：32%3、由一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有1个腺嘌呤，则它的其他组成应是（）A3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶B2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶C2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶D2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶答案：C4、分析一个DNA分子时，发现30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中，一条链上的鸟嘌呤含量最大值可占此链碱基总数的（）A20%B30%C40%D70%答案：C5、某生物核酸的碱基组成为嘌呤碱基占碱基总数的58％，嘧啶碱基占总数的42％，此生物一般不可能（）A.烟草B.烟草花叶病毒C.人