高中生物-DNA分子的结构教学设计学情分析教材分析课后反思

《DNA分子的结构》课标分析

新课标理念下的高中生物教学，要在面向全体学生的基础上，重视探究性学习和知识的

获得过程，培养学生的动手能力。同时注重培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生

物学科学素养。基于新课程的这些理念，在设计这节课时我没有照搬教材顺序，而是大胆将

学生的动手实验分解成详细的很多步骤，同时融入科学家的科学研究过程，逐步探究，让学

生在认识脱氧核甘酸的基础上，逐步发现如何构建单链，进一步构建平面双链和立体空间结

构，同时总结出DNA分子结构的主要特点。探究活动和讨论均以生物小组为单位进行，然后

进行小组间的发言和交流。在边探究边动手制作模型的过程中，还使学生亲身体验了模型构

建这一科学研究方法。模型制作完毕后通过小组间模型的比较分析，引导学生总结出DNA

分子结构的多样性和DNA的遗传信息就是碱基对的排序。

《DNA分子的结构》教材分析

本节内容是新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容，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。

与原教材相比，本节教材没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是以科学家沃森和克里

克的研究历程为主线，并通过学生动手尝试建构模型，加深对DNA分子结构特点的理解。

从知识结构的角度看，本节内容是在学生学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体

上的关系”以后，从分子水平上进一步阐明遗传的本质。关于DNA双螺旋结构的特点和碱基

互补配对原则又是学习“DNA分子的复制”以及“基因表达”等内容的重要基础。

《DNA分子的结构》学情分析

学生已经掌握核酸的元素组成，认识了有丝分裂、减数分裂和受精作用等生物学基础，

掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，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。

学生对学生物的心态是普遍认为生物是理科中的文科，生物知识是死记硬背，通过此节

内容的学习，有助于学生改变对生物学知识的认识。由于学生有较强的动手能力，有较强的

做实验的欲望，因此通过制作DNA模型，能使学生学得生动活泼，激发起学习的动机。

课题：《DNA分子的结构》的教学设计

科目：生物教学对象：高中课时：1

提供者：单位：

一、教学内容分析

本节内容是新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容，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。

二、教学目标

1.知识方面

⑴识记构成DNA分子的基本单位、核甘酸种类、碱基种类、元素种类。

（2）DNA分子的平面结构和空间结构。

⑶碱基互补配对原则。

2.情感态度与价值观方面

⑴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物质奥秘中的重要作用。

⑵认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程

3.能力方面

⑴构建DNA双螺旋结构模型。

⑵就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的应用。

三、学习者特征分析

四、教学策略选择与设计

以科学家的探究过程为主线，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。教学中通过科学家相关事迹的学习，使学生认识到科学探索的

艰辛，树立起勇于挑战、不怕失败、团结协作的科学态度。

五、教学重点及难点

1.教学重点：DNA分子双螺旋结构模型的建构

2.教学难点：DNA分子结构的主要特点

六、教学过程

教师活动学生活动设计意图

【演示图片并简介】北京中关村DNA学生学习热情开始高涨，并表现强

的雕塑烈求知欲

这是矗立在北京中关村高科技

园区的独特雕塑——DNA分子的结构

模型。

【提出问题】学生思考，同桌简单交流，回答问

题

通过实验证明，我们已经知道DNA是遗

传物质o那么DNA分子是怎样储存遗传

信息的呢？这就需要从认识DNA的结

构开始。

【引导学生有序回忆】

1、组成DNA的基本单位是什么？（脱

氧核昔酸）

2、每个脱氧核甘酸的结构组成是什学生思考，并从己准备的实验材料

么？中，找出对应的纸板模型。

【简要说明】用圆形硬纸片代表磷酸

基团，五边形代表脱氧核糖，4种不同

颜色的长方形分别代表A、T、G、C4

种碱基。

【示范操作】脱氧核甘酸的结构示意图

（先展示一个脱氧核昔的分子结构，再

连接一个磷酸分子）

3、组成DNA的碱基有哪几种？

（A-腺喋吟，T一胸腺喀咤，

C一胞喀咤，G—鸟嚓吟）

【构建模型1]

4种碱基的结构示意图，比较喋吟（双

环）和口密咤（单环）分子结构的差异。

（略长些的代表喋吟，短的代表喀呢；

可以用双面胶模拟化学键。）

安排学生4人一组每人完成1种脱氧核

甘酸模型（2个）的制作。

【演示引导】

教师用多媒体展示正确的链接方法。

（重点讲解碱

基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关

系）学生分组制作DNA分子的基本单位

模型。

【提出问题、指导阅读】

4种脱氧核甘酸又是怎样构成DNA分子

呢？（和学生一起阅读课本P.48第学生相互交流和自我评价

2-7行）

【构建模型2】

学生阅读课文中黑体字的内容

多媒体演示：由4种脱氧核甘酸连接成

长链的方

法:要求学生两人合作完成4个脱氧核学生动手连接脱氧核甘酸长链，并

甘酸组成长链的模型制作。注意和教师演示的课件比较

组织学生比较各自制作的“脱氧核昔酸

链”的模型，浅议长链中碱基的排列顺

序有什么差异？

【提问】那么脱氧核昔酸长链是如何构学生阅读教科书P.48第二自然段，

成具有独特双螺旋结构的DNA分子的了解科学探索的历史；独立思考再

呢？通过同桌交流，提出需要解决的问

题。

（当时很多科学家都积极参与了对

DNA分子结构的研究，只有沃森和克里

克以锲而不舍的追求和分工合作的科

学探索,最终提出了DNA分子的结构模

型。）

【简述】沃森和克里克首先借用威尔金

斯和富兰克林提供的DNA衍射图中反

映出的有关数据，推算出了DNA分子呈

螺旋结构。学生完成DNA分子平面结构模型（4

个碱基对）的制作。

【安排阅读、提出问题】

1、DNA分子是双螺旋还是三螺旋？

2、碱基排在螺旋外侧,还是螺旋内侧？

【资料分析】

奥地利著名生物化学家查哥夫对碱基

对组成的研究对沃森和克里克的启迪：

腺口票吟(A)的量等于胸腺喀嚏(T)的

量，鸟喋吟(G)的量等于胞嚓咤(C)

的量。

【构建模型3】

引发学生思考：“两条长链中的碱基是

怎样连接起来的？”，指导学生继续构

建模型。

学生讨论并交流，初步形成DNA分

【同步演示动态课件】子结构的知识链

从DNA分子的平面结构到独特的双螺

旋结构。

【思考问题】DNA分子的双螺旋结构的

要点有哪些？

【模型展示】DNA的双螺旋结构示模型

师生共同回顾整理知识要点，

板书出DNA分子结构的知识链

【引导讨论】

初步认识碱基互补配对原则的含义及

意义：

A与T配对；C与G配对

七、教学评价设计

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

二、DNA分子的结构

1、DNA分子的立体结构

2、DNA分子的平面结构

3、DNA分子的双螺旋结构的主要特点

4、DNA分子的基本单位

5、DNA分子的特点：⑴稳定性⑵多样性⑶特异性

6、相关计算

《DNA分子的结构》测评练习

一、选择题

1.在DNA分子中不可能具有的脱氧核甘酸是[]

A.O-r^p-m

B.o-^-m

c.

D.

2.构成DNA的五碳糖是[]

A.核糖B.脱氧核糖C.葡萄糖D.麦芽糖

3.下列关于DNA分子长链“骨架”的构成方式及其动态变化的叙述中，错误的是[]

A.“骨架”由脱氧核糖和磷酸交替排列而成

B.两条链的“骨架”是反向平行关系

C.两条链的“骨架”由磷酸和脱氧核糖交替连结而成

D.两条链的“骨架”有规则的盘绕成双螺旋

4.下列有关DNA分子的多样性和特异性原因的叙述中，不正确的是[]

A.核甘酸的排列顺序不同B.碱基对的排列顺序不同

C.脱氧核甘酸的排列顺序不同D.碱基排列顺序有其特定性

5.在DNA分子中，下列哪种比例因生物种类的不同而具特异性[]

A.A+CG+TB.C+GA+TC.A+GC+TD.CG或AT

6.以DNA的一条链“一A-T-C-”为模板，经复制后的子链是[]

A.“一T—A—G—"B.“一U—A—G—”

C.“一T—A—C—"D.“一T—U—G”

7.DNA的解旋发生在[]

A.复制时B.转录时C.复制和转录时D.翻译时

8.DNA完全水解后，得到的化学物质是[]

A.氨基酸、葡萄糖、含氮碱基B.氨基酸、核甘酸、葡萄糖

C.核糖、含氮碱基、磷酸D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸

9.某DNA分子的碱基中，鸟喋吟的分子数占30%,那么胸腺嗑唾的分子数应占[]

A.10%B.20%C.30%D.40%

10.若DNA分子的模板链中(A+T)/(C+G)=a,则和该DNA单链互补的单链片段中(A+T)/(C

+G)的比值为[]

A.aB.1/aC.1D.1-a

11.构成烟草、噬菌体、烟草花叶病毒体内核酸物质的碱基种类依次为[]

A.4,4、5B.4、5、8C.4、5、5D.5,4、4

12.DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述那一对碱基从氢键连接处分开[]

A.腺喋吟与胸腺喀咤B.鸟噂吟与尿唯咤

C.鸟口票吟与胸腺嗜咤D.腺口票吟与尿喀呢

13.实验室内模拟生物体DNA复制所必须的条件是下列的哪几个[]

①酶②游离的脱氧核昔酸③ATP④DNA分子⑤mRNA

⑥tRNA⑦适宜的温度⑧适宜的酸碱度

A.①②③©⑤⑥B.②③④©⑥⑦

C.④⑤⑥©⑧D.①②③©⑦⑧

14.一段多核甘酸链中的碱基组成为：35%的A、20%的C、35%的G、10%的T。它是一段

[]

A.双链DNAB.单链DNAC.双链RNAD.单链RNA

二、简答题

15.DNA复制的意义是o

16.利用从生物体细胞内提取的一个DNA分子和标记了放射性同位素3H的4种脱氧核甘酸，

在实验室里合成新的DNA分子。

(1)除了上述几种物质外，还需、o

(2)在第二代所有DNA分子中含3H的单链和第三代中不含有3H的单链各有_____和

条。

⑶如果在DNA分子的100个脱氧核甘酸碱基对中有30个T,那么以其为模板所复制的一个

新的DNA分子中应有个Go

(4)由上述实验结果可知DNA的复制方式是。

17.下图为DNA分子复制的图解，请据图回答有关问题：

G-^)r-c

T》A

[A>>ThO

'F链

图5-1

(i)“1”所示的过程叫做

(2)“2”所示的过程叫做。其中，相应两个碱基之间是通过连接成碱基

对。这一过程必须遵循一定的规则，比如，母链上的碱基是胸腺喀唾，则与此相配对的碱基

一定是。

(3)若在该DNA分子中，F链中的G+C之和占碱基总数的46%,那么，该DNA分子中A应占

全部碱基总数的_____o

(4)图中作为模板的母链是链。

《DNA分子的结构》测评练习答案

一、选择题

1.C2.B3.A4.A5.B6.A7.C8.D9.B10.A11.D12.A13.D14.B

二、简答题

16.使亲代的遗传信息传递给子代，使前后代保持一定的连续性

17.⑴酶ATP(能量)(2)22(3)70(4)半保留复制

18.(1)解旋(2)碱基配对氢键腺喋吟(或A)(3)27%(4)F

《DNA分子的结构》效果分析

1、如何处理好主题和主线条的关系

题是DNA结构，主线条是研究的科学史，主题要明确、主线条要清晰

2、如何处理好科学史和教学内容的关系

科学史讲不好就会是变成了讲历史，冲谈了主题，偏离了主线，要了解历史，从历史中学习

和激励、启发学生，但根据本节课主体需要也可以适当的加工历史事件，比如本节课几个关

键事件出场的顺序并不是完全和历史时间一致，但为了培养学生的思考分析能力、数据整理

能力、科学思想方法等教学目标，我刻意将每一个环节逐次引出，设置悬念，引导学生逐步

地去了解DNA的结构的建立。

3、教具的使用问题

教具要适合自己教学风格、为教学目标服务，而不是为了用来表演，我有心将教具进行了改

造重组，要比原来的好用（好用于我的课堂设计）。

4、有用资料的选择利用问题

精选、不多不滥为上，比如我的第一稿用了很多的资料，效果并不好，听大家的意见，狠心

舍弃，结果更好

5、多媒体的应用

要学会借鉴，但也要经过自己的精心加工方可用，而不是照搬，比如本课所用到的动画，就

解决了教材中很重要的问题。

6、细节设计

例如关于DNA的多样性，我想到用同学手里已经做好的模型来比较，顺理成章的得出结论，

就是碱基序列不同，在计算出可能的排列方式，也就解决了一个大的问题：DNA为什么能够

储存大量的信息，是遗传物质当然就是储存的遗传信息了

7、考虑和解决一个问题：虽然是公开课，能不能在平时也能这样上，虽然不是自己的学生，

但如果他们有一定的基础，能不能做到引导他们在原有基础上开始新知识的学习，“导和教

的区别”！

8、不足：

（1）方向问题突破的不够好

（2）旋转角度改成旋转一定的角度即可，不用很准取得数据。这节课不好上，上不好会很

枯燥乏味，用演绎的方法，看模型然后分析，学生印象不深刻，怎么办呢？能不能有所突破

有所创新就是我需要思考的，也是我这节课教学设计的一个瓶颈。

《DNA分子的结构》观评记录

这节生物课的教学设计，从生物教学的过程来看，应该说都较好地贯彻了新的《生物课

程标准》的指导思想。新课程倡导以学生为中心的课堂教学过程，倡导学生自主性的探究性

学习模式。在这节课中我转变以前的教学观念，把课堂还给学生，引导学生自主学习、合作

学习、探究学习，引导学生积极参与、独立思考、自由表达、愉快合作，让学生在心理上处

于兴奋和抑制的最佳状态，让学生充满求知的愉悦感，调动起学生的良好情绪，最大限度激

发学生的主题意识和主题精神。课堂要让每个学生都动起来。学生通过小组合作，展示自我，

这一过程不仅锻炼了学生的口语交际能力，而且能够充分发挥出学生的潜力，竞争与合作并

存。让学生自己去评价学生，更是一种新型的评价方式，总的来看这节生物课教学设计，归

纳起来高老师的课有以下几个突出特点：

1、全面提高学生的科学探究素养、注重学生学习兴趣的培养

2、积极倡导自主、合作、探究的学习方式

3、注重好习惯的培养，如做笔记的习惯，回答问题过程严谨叙述的习惯，一题多解的习惯。

4、教学中，充分体现了生物教学的创新观，激发学生的学习兴趣，关