2024-2025学年高中生物 第三章 基因的本质 第二节 DNA的分子结构教案3 新人教版必修2

2024-2025学年高中生物第三章基因的本质第二节DNA的分子结构教案3新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容为高中生物第三章“基因的本质”中的第二节“DNA的分子结构”，新人教版必修2。教学内容围绕DNA双螺旋结构模型的探索、DNA分子的组成及结构特点展开。通过本节课，学生将理解DNA作为遗传物质的核心地位，掌握其结构组成，并能联系到基因的概念。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在之前的学习中已经了解了细胞的结构、遗传的基本概念以及染色体与基因的关系。在此基础上，本节课将引导学生进一步探索DNA分子结构，理解其与基因表达的关系，为后续学习遗传信息的传递与表达奠定基础。二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生的生命观念、科学思维和科学探究能力。通过学习DNA的分子结构，学生能够形成以下核心素养：

1.生命观念：认识到DNA是生物体遗传信息的载体，理解其结构对遗传特性的决定作用，进而加深对生命现象本质的认识。

2.科学思维：培养学生运用模型建构、逻辑推理等科学方法，分析DNA结构，提高学生的逻辑思维和分析能力。

3.科学探究能力：通过小组讨论、实验模拟等教学活动，激发学生主动探究DNA结构及其功能关系的兴趣，提升学生的实践操作能力和团队协作能力。从而使学生在探索生命奥秘的过程中，培养科学精神和创新意识。三、学习者分析1.学生已掌握了细胞结构、染色体与基因的关系等基础知识，了解了遗传信息的传递过程，为学习DNA分子结构奠定了基础。

2.学生对生物学现象具有较强的兴趣，具备一定的观察能力和逻辑思维能力。在学习风格上，部分学生喜欢通过图像、模型等直观方式理解知识，而另一部分学生则倾向于通过文字描述和逻辑推理来学习。

3.学生在理解DNA分子结构时可能遇到的困难和挑战包括：对双螺旋结构的空间想象力不足，对磷酸、碱基等组成成分的理解不够深入，以及对DNA复制、转录等过程与结构关系的把握不够准确。此外，学生在进行科学探究时，可能面临实验操作技能不足、团队协作沟通不畅等问题。教学中需针对这些困难和挑战，设计有效的教学策略和辅导方法。四、教学资源1.硬件资源：显微镜、DNA双螺旋模型、多媒体展示设备。

2.软件资源：生物学科相关教学软件、PPT课件、教学视频。

3.课程平台：校园网络教学平台、数字化实验室。

4.信息化资源：电子教材、在线教学资源库、教学互动软件。

5.教学手段：小组合作学习、实验探究、案例分析、讨论交流、课堂讲解与演示。五、教学过程设计总用时：45分钟

1.导入环节（5分钟）

创设情境：利用多媒体展示一些与DNA相关的实物图片，如染色体、DNA双螺旋模型等，引发学生对DNA的好奇心。

提出问题：引导学生思考“DNA是什么？它在生物体内起到什么作用？它与基因有何关系？”等问题，激发学生的求知欲。

2.讲授新课（15分钟）

a.介绍DNA的发现与探索过程，突出科学家们的科学精神与创新意识。

b.讲解DNA的基本组成（磷酸、碱基、脱氧核糖）和双螺旋结构，配合PPT和模型进行直观演示，确保学生理解和掌握。

c.阐述DNA分子结构的特点及其在遗传信息传递中的作用，强调DNA与基因的关系。

3.巩固练习（10分钟）

a.设计一些选择题、填空题，让学生独立完成，以检验他们对DNA分子结构知识的掌握。

b.开展小组讨论，让学生相互解答疑问，共同解决问题。

c.课堂提问：教师针对学生的练习和讨论情况进行提问，检查学生对知识点的理解和掌握程度。

4.互动环节（10分钟）

a.创新教学：利用数字化实验室设备，让学生观察DNA的微观结构，增强学生的实践操作能力。

b.分组讨论：针对DNA分子结构的特点和功能，提出一些探究性问题，引导学生展开讨论。

c.师生互动：教师参与学生讨论，引导学生深入思考，帮助学生解决疑问。

5.核心素养能力拓展（5分钟）

a.让学生尝试运用所学的DNA分子结构知识，分析一些与遗传相关的现象，提高学生的科学思维和分析能力。

b.鼓励学生发表自己的观点和见解，培养学生的创新意识和科学精神。

6.总结与反馈（5分钟）

a.教师对本节课的主要内容进行简要总结，强调重难点。

b.邀请学生分享学习收获和感悟，教师给予积极评价和反馈。

c.布置课后作业，巩固所学知识。六、教学资源拓展1.拓展资源：

a.图书资源：推荐学生阅读与DNA分子结构和遗传学相关的图书，如《分子生物学》、《遗传的密码》等，以深化对课堂所学知识的理解。

b.视频资源：推荐学生观看科学探索类视频，如关于DNA双螺旋结构发现的历史、DNA复制和转录过程的动画解说等，帮助学生更直观地理解抽象的生物学概念。

c.学术文章：引导学生查阅学术期刊上关于DNA结构研究的最新进展，了解科学研究的最新动态，培养学生科研兴趣。

d.实地考察：组织学生参观科研实验室，了解DNA分析设备和技术，让学生亲身体验科研过程。

2.拓展建议：

a.学生可以结合所学知识，进行家庭小实验，如利用日常生活中常见的材料制作DNA双螺旋模型，增强对DNA结构的直观认识。

b.鼓励学生开展小研究，选择一个与DNA相关的话题，通过查阅资料、采访专业人士等方式，撰写研究报告，提高学生的科学探究能力。

c.学生可以参加学校或社区组织的科学讲座和研讨会，与专家面对面交流，拓宽知识视野，激发学术兴趣。

d.建议学生利用网络资源，如在线教育平台、数字化图书馆等，自主查找与DNA分子结构相关的学习资料，进行深入学习。

e.鼓励学生开展跨学科学习，结合数学、物理、化学等学科知识，探讨DNA分子结构在生物技术中的应用，培养学生的综合素质。七、课后作业1.解释以下概念，并简要描述它们之间的关系：

-磷酸

-脱氧核糖

-碱基

-DNA双螺旋结构

答案：

-磷酸：DNA分子中的酸性组分，与脱氧核糖通过磷酸二酯键相连，形成DNA的骨架。

-脱氧核糖：DNA中的糖类组分，与磷酸结合形成DNA链的基本结构单元。

-碱基：DNA分子中与脱氧核糖相连的含氮有机化合物，共有四种（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶），通过氢键与互补碱基配对。

-DNA双螺旋结构：由两条反向平行的DNA链通过碱基配对形成的螺旋状结构，磷酸和脱氧核糖在外侧形成骨架，碱基在内侧。

2.绘制DNA双螺旋结构模型，并标注其主要组成部分。

答案：学生需提交手绘或电子版的DNA双螺旋结构模型图，图中需清晰标注以下部分：

-磷酸和脱氧核糖形成的骨架

-碱基（A、T、C、G）

-碱基之间的氢键

-反向平行的两条链

3.描述DNA复制过程中，DNA双螺旋结构的作用。

答案：

-DNA双螺旋结构在复制过程中提供了精确的模板，使得新合成的DNA链能够与原始DNA链的碱基序列互补配对。

-双螺旋结构中的两条链能够分开，便于DNA聚合酶等酶类在单链上合成新的互补链。

-复制完成后，双螺旋结构能够恢复，确保遗传信息的稳定传递。

4.解释为什么DNA分子能够携带大量的遗传信息。

答案：

-DNA分子由四种不同的碱基组成，这些碱基可以以多种方式排列组合，形成长链，从而携带大量的遗传信息。

-DNA的双螺旋结构允许其精确复制，保证了遗传信息的稳定性和准确性。

-DNA分子的长链结构可以在细胞分裂时均匀分配到子细胞中，确保遗传信息的一致性。

5.假设你是一位科学家，发现了一种新的生物碱基，请描述你将如何确定这种碱基是否能与DNA中的四种已知碱基配对。

答案：

-首先，通过化学分析确定新碱基的结构特征。

-然后，通过实验观察新碱基是否能与DNA聚合酶结合，并在DNA复制过程中插入到新合成的DNA链中。

-接着，设计实验来检测新碱基是否能与四种已知碱基中的任何一种形成稳定的氢键配对。

-最后，通过分子模型和计算生物学方法预测和验证新碱基与已知碱基的配对模式和稳定性。八、内容逻辑关系①知识点重点阐述：

-DNA分子的组成：磷酸、脱氧核糖和四种碱基（A、T、C、G）。

-DNA双螺旋结构：两条反向平行链通过碱基配对形成的螺旋状结构。

-DNA分子的功能：遗传信息的携带和传递。

②关键词强