3.1 DNA是主要的遗传物质 教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

3.1DNA是主要的遗传物质教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2一、教学内容分析

本节课的主要教学内容来自人教版（2019）必修2《生物学》第3章第1节，标题为“DNA是主要的遗传物质”。具体内容包括：

1.介绍DNA的基本概念，包括其组成、结构以及功能。

2.分析DNA如何作为遗传物质在生物体内发挥作用。

3.探讨DNA与RNA的关系，以及二者如何在遗传过程中相互转换。

4.举例说明DNA作为遗传物质在生物进化中的作用。

教学内容与学生已有知识的联系主要体现在以下几个方面：

1.学生已经学习过生物学的基本概念，如细胞、基因等，本节课将在此基础上深入探讨DNA的结构与功能。

2.学生在初中阶段已经接触到遗传与变异的概念，本节课将在此基础上进一步阐述DNA在遗传过程中的作用。

3.学生已经学习过生物化学的基本知识，如蛋白质、核酸等，本节课将结合这些知识分析DNA的组成与结构。二、教学目标

1.知识目标：使学生了解DNA的基本概念，包括其组成、结构以及功能。例如，学生能够描述DNA分子的双螺旋结构和四种脱氧核苷酸的基本组成。

2.能力目标：培养学生分析DNA如何作为遗传物质在生物体内发挥作用的能力。例如，学生能够解释DNA如何通过复制、转录和翻译过程将遗传信息传递给后代。

3.情感目标：激发学生对生物学领域的兴趣，培养他们探索生命奥秘的积极性。例如，通过介绍DNA在遗传学领域的重大发现，使学生感受到科学研究的重要性。

4.能力目标：培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。例如，学生能够分析基因编辑技术如CRISPR-Cas9在医学、农业等领域的应用，并提出自己的看法。

5.情感目标：培养学生对生物多样性的尊重和保护意识。例如，通过探讨DNA在生物进化中的作用，使学生认识到保护生物多样性对维持地球生态平衡的重要性。三、教学难点与重点

教学重点：

1.DNA的基本概念：包括组成、结构以及功能。

2.DNA作为遗传物质的作用：复制、转录和翻译过程。

3.DNA与RNA的关系以及它们在遗传过程中的转换。

4.DNA在生物进化中的作用。

教学难点：

1.DNA的结构：学生可能难以理解DNA分子的双螺旋结构和四种脱氧核苷酸的基本组成。为了帮助学生更好地理解，可以通过模型、动画等方式直观展示DNA的结构。

2.DNA的复制过程：学生可能对DNA复制过程中的细节和步骤感到困惑。可以通过图解、实验视频等方式，帮助学生理解DNA复制的全过程。

3.转录和翻译过程：学生可能对这两个过程的差异和联系感到难以掌握。可以通过示例和练习题，帮助学生区分和理解这两个过程。

4.基因编辑技术：学生可能对CRISPR-Cas9等基因编辑技术的原理和应用感到陌生。可以通过介绍相关案例，帮助学生了解基因编辑技术的意义和应用前景。

教学难点与重点的简析：

1.DNA的基本概念：DNA是遗传信息的载体，由四种脱氧核苷酸组成，具有双螺旋结构。

2.DNA作为遗传物质的作用：DNA通过复制、转录和翻译过程将遗传信息传递给后代。

3.DNA与RNA的关系以及它们在遗传过程中的转换：DNA是遗传信息的储存形式，RNA是遗传信息的表达形式。在遗传过程中，DNA转录生成RNA，RNA翻译生成蛋白质。

4.DNA在生物进化中的作用：DNA变异是生物进化的基础，通过自然选择和遗传漂变等机制，DNA变异导致了生物种类的多样性。

为了帮助学生更好地理解教学难点与重点，教师可以采用多种教学方法，如示例、练习题、实验视频、模型展示等。同时，教师应鼓励学生积极参与课堂讨论，提出问题，并及时解答学生的疑问。通过这些方法，可以帮助学生更好地掌握教学难点与重点，提高教学效果。四、教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料。教材包括人教版（2019）必修2《生物学》第3章第1节，以及相关补充资料。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。这些资源应包括DNA的结构示意图、DNA复制过程的动画、转录和翻译过程的示例图解、CRISPR-Cas9基因编辑技术的介绍视频等。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。实验器材可能包括DNA提取试剂盒、显微镜、试管、移液器等。在实验前，教师应检查所有实验器材的功能和安全性，确保学生能够在安全的环境中进行实验。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。教室应分为讨论区，学生可以在这里进行小组讨论和分享观点；实验操作台，学生可以在这里进行实验操作，观察DNA的结构和复制过程。

教学资源准备的重要性：

1.教材是学生学习的基础，确保每位学生都有教材，可以保证学生在课堂上能够获取到必要的信息和知识。

2.辅助材料可以丰富学生的学习体验，通过图片、图表、视频等资源，使学生更直观地理解DNA的结构和功能。

3.实验器材是学生进行实验的必备工具，确保实验器材的完整性和安全性，可以保证学生在实验过程中的安全和实验结果的准确性。

4.教室布置可以创造一个有利于学习的环境，分组讨论区可以促进学生的交流和合作，实验操作台可以提供学生进行实验的空间。五、教学过程

1.导入阶段：设计一个引人入胜的导入，以激发学生的学习兴趣和好奇心，并帮助他们建立与新知识的联系。例如，通过展示DNA在遗传学领域的重大发现，如克隆羊多莉的诞生，引导学生思考DNA在遗传过程中的重要作用。

2.新课呈现：在呈现新知识时，采用清晰、有条理的方式，逐步引导学生理解并掌握核心概念。例如，通过图解、动画等方式展示DNA的结构和功能，并通过实例解释DNA如何作为遗传物质在生物体内发挥作用。

3.学生活动：设计多样化的学生活动，如小组讨论、角色扮演、实验操作等，以促进学生积极参与和合作学习。例如，学生可以分组讨论DNA复制过程中的细节和步骤，并通过角色扮演模拟DNA的复制过程。

4.巩固练习：提供足够数量和难度的练习题，以帮助学生巩固和加深对新知识的理解和记忆。例如，设计一些关于DNA结构、复制过程和转录翻译的练习题，以及一些关于基因编辑技术如CRISPR-Cas9的应用题。

5.总结反馈：在课程的最后阶段，设计一个简洁明了的总结，帮助学生回顾本节课的主要内容和重点。例如，通过问答、小测验等方式，检查学生对本节课内容的掌握情况。同时，提供及时的反馈，包括对学生表现的评价和建议，以便他们了解自己的学习情况并进行调整。

整个教学过程逻辑清晰、条理分明，各个环节之间衔接自然。根据学生的实际情况和学习进度进行灵活调整，以确保教学效果的最大化。六、教学资源拓展

教学资源拓展：

1.拓展资源：

（1）课外书籍：推荐学生阅读《DNA：生命的秘密》、《基因的分子生物学》等书籍，以加深对DNA结构和功能的理解。

（2）网络资源：引导学生访问国家生物技术信息中心（NCBI）、美国国家科学院（NAS）等官方网站，获取关于DNA研究的最新动态和资料。

（3）实践基地：组织学生参观生物学实验室、基因科技公司等实践基地，亲身体验DNA研究的过程和方法。

2.拓展建议：

（1）阅读指定书籍：鼓励学生利用课余时间阅读推荐的课外书籍，以加深对DNA结构和功能的理解。

（2）参加在线课程：推荐学生参加Coursera、edX等在线学习平台上的生物学相关课程，以拓宽知识面和提高实践能力。

（3）参观实践基地：组织学生参观生物学实验室、基因科技公司等实践基地，亲身体验DNA研究的过程和方法。

（4）开展研究性学习：鼓励学生结合所学知识，开展DNA相关的课题研究，如DNA检测技术、基因编辑技术等，以培养学生的创新能力和实践能力。

（5）参与学术讨论：组织学生参加生物学学术讨论会，与专家、学者交流，以提高学生的学术素养和视野。七、典型例题讲解

例题1：请简要描述DNA分子的双螺旋结构和四种脱氧核苷酸的基本组成。

答案：DNA分子的双螺旋结构由两条长链组成，这两条长链围绕同一个中心轴螺旋上升。每条长链由脱氧核糖核苷酸组成，每个脱氧核糖核苷酸包含一个磷酸基团、一个脱氧核糖和一个碱基。四种脱氧核苷酸的基本组成分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）。

例题2：请解释DNA如何通过复制、转录和翻译过程将遗传信息传递给后代。

答案：DNA通过复制过程将遗传信息复制到新的DNA分子中，确保遗传信息的准确传递。在复制过程中，DNA双链解开，每个单链作为模板合成新的互补链。转录过程将DNA上的遗传信息转移到RNA分子中，生成信使RNA（mRNA）。翻译过程将mRNA上的遗传信息翻译成蛋白质，实现遗传信息的表达。

例题3：请描述DNA与RNA的关系以及它们在遗传过程中的转换。

答案：DNA是遗传信息的储存形式，RNA是遗传信息的表达形式。在遗传过程中，DNA转录生成RNA，RNA翻译生成蛋白质。DNA与RNA的关系在于它们在遗传过程中的相互转换，DNA提供遗传信息，RNA将遗传信息表达为蛋白质。

例题4：请举例说明DNA作为遗传物质在生物进化中的作用。

答案：DNA变异是生物进化的基础。通过自然选择和遗传漂变等机制，DNA变异导致了生物种类的多样性。例如，人类的进化过程中，DNA变异导致了不同人种的产生。

例题5：请解释CRISPR-Cas9基因编辑技术的原理和应用。

答案：CRISPR-Cas9基因编辑技术是一种基于CRISPR（ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats）系统的基因编辑技术。该技术的原理是利用Cas9酶识别并结合特定的DNA序列，然后通过引入DNA损伤来诱导DNA修复，实现对目标基因的编辑。CRISPR-Cas9基因编辑技术的应用广泛，如基因治疗、基因驱动技术、基因改良等。

典型例题讲解的重要性：通过典型例题讲解，可以帮助学生巩固和加深对新知识的理解和记忆。同时，通过解答例题，学生可以锻炼自己的分析问题和解决问题的能力，为将来的学习和研究打下坚实的基础。在教学过程中，教师应鼓励学生积极参与例题讨论，提出自己的观点和看法，并及时解答学生的疑问。八、作业布置与反馈

作业布置：

1.请学生总结本节课所学的DNA的基本概念、结构和功能。

2.请学生分析DNA如何通过复制、转录和翻译过程将遗传信息传递给后代。

3.请学生描述DNA与RNA的关系以及它们在遗传过程中的转换。

4.请学生举例说明DNA作为遗传物质在生物进化中的作用。

5.请学生解释CRISPR-Cas9基因编辑技术的原理和应用。

作业反馈：

1.及时批改学生的作业，指出存在的问题并给出改进建议。

2.对于学生对DNA的基本概念、结构和功能的总结，检查是否准确全面，提出改进意见。

3.对于学生分析DNA如何通过复制、转录和翻译过程将遗传信息传递给后代的作业，检查分析是否清晰准确，提出改进意见。

4.对于学生描述DNA与RNA的关系以及它们在遗传过程中的转换的作业，检查描述是否准确，提出改进意见。

5.对于学生举例说明DNA作为遗传物质在生物进化中的作用的作业，检查例子是否恰当，提出改进意见。

6.对于学生解释CRISPR-Cas9基因编辑技术的原理和应用的作业，检查解释是否准确全面，提出改进意见。

作业布置与反馈的重要性：作业布置可以帮助学生巩固所学知识并提高能力，作业反馈可以帮助学生了解自己的学习情况，及时改进，促进学习进步。教师应及时批改学生的作业，给出有针对性的反馈，帮助学生提高学习效果。九、板书设计

板书设计：

1.DNA的基本概念、结构和功能：

-组成：四种脱氧核苷酸（A、T、C、G）

-结构：双螺旋结构

-功能：储存遗传信息、复制、转录、翻译

2.DNA作为遗传物质的作用：

-复制：确保遗传信息准确传递

-转录：将DNA信息转移到RNA

-翻译：将RNA信息翻译成蛋白质

3.DNA与RNA的关系及转换：

-关系：DNA是遗传信息的储存形式，RNA是遗传信息的表达形式

-转换：DNA转录生成RNA，RNA翻译生成蛋白质

4.DNA在生物进化中的作用：

-变异：导致生物种类多样性

-自然选择：适应环境的生物得以生存和繁衍

5.CRISPR-Cas9基因编辑技术的原理和应用：

-原理：Cas9酶识别并结合特定的DNA序列，诱导DNA修复

-应用：基因治疗、基因驱动技术、基因改良等

板书设计的艺术性和趣味性：

1.使用颜色和符号来区分不同的概念和过程，使板书更具视觉吸引力。

2.在板书中加入图片和图解，如DNA双螺旋结构图、RNA分子图等，使抽象的概念更直观易懂。

3.设计有趣的标题和标语，如“DNA：生命的秘密蓝图”、“探索基因编辑的未来”等，激发学生的兴趣和好奇心。

4.利用图表和流程图展示DNA复制、转录和翻译过程，帮助学生清晰地理解这些复杂的过程。

5.鼓励学生在板书中提出问题和讨论，促进学生的参与和互动，提高学习的主动性。

板书设计的重要性：

1.板书设计可以让学生更直观地理解和掌握教学内容，有助于学生对核心概念的记忆和理解。

2.板书设计可以提高学生的学习兴趣和主动性，激发学生对生物学领域的探索欲望。

3.板书设计可以帮助学生清晰地理解和掌握教学内容，为将来的学习和研究打下坚实的基础。十、教学反思与总结