高中生物-第2节 DNA分子的结构教学设计学情分析教材分析课后反思

《第2节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“提高学生

的生物科学素养”，采取多种教学形式，重视“探究性学习”，“注重与现实生

活的联系”，使学生达成知识、能力、情感态度与价值观的协调一致。

《普通高中生物课程标准》对本节的具体内容标准是“概述DNA分子结构

的主要特点”，给出的活动建议是“搜集DNA分子结构模型建立过程的资料，并

进行讨论和交流；制作DNA分子双螺旋结构模型”并给出“制作DNA分子双螺

旋结构模型”的具体案例，该案例的目的要求是“通过制作DNA分子双螺旋结

构模型，深入理解DNA双螺旋结构的特点”。概述属于理解水平，旨在通过学习

把握知识内在联系，并与已有知识建立联系，制作属于操作水平，旨在通过DNA

模型的制作培养学生的实际动手操作能力。

课程改革亦强调“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的

现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能

力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”

基于新课标的理念和对本节教学内容的要求以及课改的精神，在设计这节课

时，我并没有按照教材中的顺序，而是先让学生自学DNA双螺旋结构构建历史,

完成学案设计的相关问题，依据科学研究资料，逐步探究如何构建脱氧核甘酸、

单链、平面双链、立体空间结构，从而一步一步地构建出DNA双螺旋结构模型。

通过探究构建模型的过程，学生就会自然地了解DNA双螺旋结构的基本内容，然

后以构建好的DNA模型为依托，让学生根据老师提出的问题分析模型、主动探究

得出DNA结构的有关知识，再由学生总结出DNA双螺旋结构的主要特点及特性。

《第2节DNA分子的结构》教材分析

本节内容包括DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构以及制作DNA

双螺旋结构模型三部分。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构建模型，加深对

DNA分子结构特点的理解。在模型构建过程后学生尝试解释DNA结构的多样性、

稳定性、特异性等特点，“先行后知”加深对知识的理解。本节内容是在学习了

“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”之后，从分子水平进一步阐明遗

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，具有承前启后的作用。

本节主要的知识点及突破方法：

（1）DNA双螺旋结构模型的构建历程：多位科学家做出的杰出贡献。多媒

体法:通过直观的科学家研究图像让学生了解科学史；问题驱动法、小组讨论法，

通过学案展示问题,小组讨论归纳每位科学家的成就，并构建整体历程;讲述法，

通过教师语言描述让学生更加体会到科学探索的艰辛及善于与人合作的品质等。

（2）DNA分子的结构特点：模型建构法，教师指导学生制作DNA分子的结

构模型，让学生充分理解它的结构特点；问题驱动法，小组讨论法，通过学案展

示问题，小组讨论得出结论。

（3）碱基互补配对原则的计算:讲解由碱基互补配对原则推导出等量关系。

问题驱动法：通过学案展示问题，小组讨论法，小组讨论得出结论，归纳运用等

量关系解题的方法。（注：由于时间关系，第一课时只教学碱基互补配对原则的

概念及最基本的数量关系，变式延伸计划第二课时具体讲解）

《第2节DNA分子的结构》学情分析

学生在此之前已经学习了“遗传信息的携带者一核酸”以及“DNA是主要的

遗传物质”等知识，知道了组成DNA的元素、基本单位和DNA的功能，能初步

建立起结构与功能相适应的观念，这为本节内容的学习做了必要的知识铺垫。

学完生物必修工的学生，已经适应了高中生物学习生活，课堂气氛活跃，具

有较强的班级凝聚力。在合作学习上有较好的基础，团队凝聚力强，因此有助于

本节课模型制作的开展。另外，学生学习水平相对较好，学习的欲望强烈，在动

手活动方面有较高的积极性，因此本节课展开一定的活动有利于学生将知识内化。

然而学生在实物观察上还有所欠缺，不够仔细，对于信息包括实物信息和文字信

息归纳能力不够强，有待提高，这也是本节课在教学中所要强化的地方。

课时检测

LDNA完全水解（彻底水解）后得到的化学物质是（）

A.四种脱氧核甘酸B.氨基酸、核昔酸、葡萄糖

C.核糖、含氮碱基、磷酸D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸

2.有一对氢键连接的脱氧核昔酸，已查明它的结构中有一个腺喋吟，则它的其

他组成应是（）

A.三个磷酸、三个脱氧核糖、一个胸腺喀咤

B.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胞喀咤

C.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胸腺喀咤

D.两个磷酸、两个脱氧核糖，一个尿喘咤

3.下面关于DNA分子结构的叙述，正确的是（）

A.DNA分子任一条链中A=T,C=G

B.每个碱基分子均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖

C.每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连

D.DNA分子两条链上的A与T通过氢键相连

4.某同学在制作DNA双螺旋结构模型的实验中,按要求制作含20个碱基对

的DNA片段。那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次是

（）

A.202020B.303030

C.404040D.203040

5.DNA分子中，两条链上排列顺序不变的是（）

A.碱基对排列B.四种脱氧核甘酸

C.脱氧核糖和磷酸D.碱基和磷酸

6.已知1个DNA分子中有4000个碱基对,其中胞喀陡有2200个，这个DNA

分子中应含有的脱氧核甘酸的数目和腺喋吟的数目分别是（）

A.4000和900B.4000和1800

C.8000和1800D.8000和3600

7.如图为核甘酸链结构图，下列表述不正确的是（）

-La

A.能构成一个完整核昔酸的是图中的a和b

B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个

C.各核甘酸之间是通过化学键③连接起来的

D.若该链为脱氧核甘酸链，从碱基组成上看,缺少的碱基是T

8.右图是DNA片段的结构图，请据图回答问题。

(1)图甲是DNA片段的结构,图乙是DNA片段的结构。

(2)填出图中各部分的名称：

［1］、［2］、［3］、［4］、［5］、［7］-

(3)［3］的中文名字是-

(4)DNA被彻底氧化分解后,［3］、［4］、［6］中能产生含氮废物的是(用序

号表示)。

(5)从图中可以看出DNA分子中的两条长链是由和交替连接

的。

(6)连接碱基对的化学键是，碱基配对的方式有两种；即与

配对;与配对。

(7)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是的，从图乙可以

看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成有规则的结构。

《第2节DNA分子的结构》效果分析

1.本节课一开始以学生比较熟悉的生活时事导入，拉近了抽象的知识与学生

的距离，较好的调动起学生的学习热情。

2.之后通过复习已经学过的有关DNA的基础知识，建立起新旧知识的连接,

巩固了学生之前所学内容，为本节课的学习做好了必要的知识铺垫。

3.在构建DNA双螺旋结构模型时，先让学生根据学案上设置的问题自己阅读

科学史，对DNA的结构有个整体的了解，在阅读寻找问题答案的同时渗透了情感

价值观的教育。之后学生能跟随教师提供的资料，主动参与探究过程，在探究中

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素养和分析解

决问题的能力以及动手能力。

4.DNA分子双螺旋结构模型的建构完成后，有关DNA分子结构的相关知识

都由学生分析讨论得出，这使学生观察模型、分析模型得出理性认识的能力得到

了很好的锻炼。最后再由老师总结提升，比较轻松的掌握了本节的重点知识。

5.借助于板书及黑板上粘贴的DNA双链结构模型卡纸直观呈现，通过课堂小

结，帮助学生理清本节知识脉络，进一步强化本节所学重点内容。

6.课堂巩固包含两道题，分别是对DNA模型和DNA结构特点的检测，通过反

馈，效果较为理想。

7.由于DNA的分子特性讲解不是很到位，学生掌握的应该不是很好，下节课

课进一步作出恰当说明。

《第2节DNA分子的结构》观评记录

优点：

1.整节课的总体感觉是教学思路清晰，教学环节层层递进，教学过程流畅,

教学语言精练，表达清晰，教态自然大方，富有亲和力，教学气氛活跃轻松，过

渡语言恰当。

2.能够体现出学生的主体地位，学生展示的机会较多，参与度较高。学生的

活动有层次性，对于DNA结构的认识以及构建是由点到线，再到面，循序渐进；

整个活动既有教师的引导和指点（以问题和提醒的方式），也有学生的独立思考

和动手探究；既有学生个人的学习也有小组内的合作学习。本环节时间充分，活

动深入，课堂气氛活跃，达到了很好的课堂效果。值得称赞，特别是对于一个刚

参加工作时间不长的新老师，尤其难能可贵。这是本节课的一大亮点。

3.按传统教学方法，教学重点无疑就是课题中的“DNA的分子结构”，利用

现成的教具模型和图片，引导学生观察想象，获得对DNA分子平面和立体结构

的认识，然后应用新知解决有关碱基比例计算，DNA多样性公式推理的各种解题

技能训练。新课程背景下的课程设计理念则要在模型建构的体验上多下功夫，这

里包括方法和态度的体验。杨老师这节课的精彩之处正是在这个方面做了很好的

有益又有效的尝试。

4.鉴于DNA模型基本组件较小不容易展示的特点，杨老师选择用实物照片展

示，并配以模型卡纸黑板展示和利用DNA立体结构模型，使学生通过多角度、

全方位的观察深入理解本节重点知识DNA的结构特点,这是本节课的又一亮点。

5.在教学实施过程中，杨老师的对学生的引导和观察，以及对教学的掌控和

调整，都反映出生成性课堂的鲜活而流动的生气，使这节课较为精彩，体现了青

年教师扎实的基本功。

不足：

1.DNA分子结构的三个特性讲解的不是很深入，感觉比较仓促，学生应该不

能充分把握。

2.语言表达虽然比较清晰，但也要适当注意语调的变化，尤其是重点知识可

加重语气，增强语言的感染力。

总之，本节课的问题设计比较成功，学生的活动设计很精彩，以旧问题带

新问题，以问题带动学生思考和动手探究，使学生沿着科学家研究的足迹，重温

了DNA的分子结构探究历程，通过动手实践活动，牢固掌握了DNA的分子结构

和特点，达到了预期的设想，也充分体现了新课改的先进理念，是一节相对成功

的、高效的课堂。

《第2节DNA分子的结构》课后反思

本节教学内容比较抽象，教学中尽可能运用多媒体、模型等变抽象为形象。

通过复习，以旧带新，以“基本单位一单链一平面双链一立体空间结构”逐步深

入，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甘酸的结构和

DNA的结构。通过组织学生构建模型，让学生通过自己动手、思考得出结论，加

深印象，让学生更具体理解DNA分子的双螺旋结构。

本节课的教学过程中，课堂气氛比较活跃，学生的参与度较高，主要表现在

模型制作环节，学生对生物建模活动的兴趣比较浓厚。在教学中把DNA模型制作

穿插其中，这对学生理解DNA的结构非常有益，达到较为轻松的突破教学重难点

的效果，同时情感态度也在其中有所体现。知识点间以问题衔接，环环相扣，学

生跟随老师的思路，主动参与探究过程，在课堂中既动脑又动手，全方位调动感

官，提高课堂知识理解效率。但学生的动手能力及时间较紧等因素的影响会对教

学效果有一定的限制。

DNA分子双螺旋结构模型的建构完成后，有关DNA分子结构的相关知识都由

学生分析讨论得出，这使学生观察模型、分析模型得出理性认识的能力得到了很

好的锻炼。本节课在“DNA的结构计算”上没有深入展开，计划在第二课时再做

具体讲解。

不足之处和改进之处：讲DNA的结构和特性时，没有将其落实在学生手中的

模型中。比如讲反向平行时，没有让学生进一步检查自己制作的模型方向是否正

确；讲到DNA分子稳定性时，可让学生观察自己手中的模型看DNA有哪些稳定的

结构；讲到DNA分子多样性及特异性时，可让学生举起手中的模型，可发现各不

相同、多种多样，并随机拿起学生的模型，说“DNA看似长得差不多，实则是有

差异的，让学生仔细观察，发现其中的不同（脱氧核昔酸的数量及碱基对的排列

顺序不同）”止匕外，讲课应富有激情，有感染力，更多的去关注学生，很好的引

导学生。基本单位的纸质模型含氮碱基课更精细化一些，如可一个凸出来的尖角，

一个凹进去的尖角；一个凸出来的圆弧，一个凹进去的圆弧，这样更好的体现碱

基互补配对。

如何充分调动学生学习的内驱力，让学生在课堂上主动参与、乐于探究，学

得愉快，学得轻松，学得高效，是值得我不断去思索和追求的方向。

《第2节DNA分子的结构》教学设计

一、教学目标

1.知识目标：

（1）简述DNA的分子组成；

（2）概述DNA分子结构及其特点。

2.能力目标：

(1)制作DNA双螺旋结构模型；

(2)通过多媒体课件和对DNA分子结构模型的直观观察来培养学生的观察

能力和分析理解能力。

3.情感态度和价值观目标：

(1)体验科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的科学精神；

(2)认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。

二、教学重点和难点

1.教学重点

(1)DNA分子结构的主要特点；

(2)制作DNA双螺旋结构模型。

2.教学难点

DNA分子结构的主要特点。

三、教学方法

模型构建，多媒体辅助，小组讨论，讲授法，归纳法等。

四、课前准备

收集与DNA相关的时事资料，准备DNA分子结构零件模型以及DNA双螺旋

立体模型，制作纸质DNA基本单位，制作与课题相关的多媒体课件等。

五、教学设计思路

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“提高学生

的生物科学素养”，采取多种教学形式，重视“探究性学习”，“注重与现实生

活的联系”，使学生达成知识、能力、情感态度与价值观的协调一致。

基于这个理念，在设计这节课时，我并没有按照教材中的顺序：先介绍沃森

和克里克构建DNA双螺旋结构的研究历程，再概述DNA分子结构的特点，最后让

学生动手尝试建构DNA双螺旋结构，加深对DNA分子结构特点的理解。而是先让

学生自学DNA双螺旋结构构建历史，完成学案设计的相关问题，依据科学研究资

料，逐步探究如何构建脱氧核甘酸、单链、平面双链、立体空间结构，从而一步

一步地构建出DNA双螺旋结构模型。通过探究构建模型的过程，学生就会自然地

了解DNA双螺旋结构的基本内容，同时还体验了科学家的研究历程，能够学习到

科学家善于捕获分析信息和严谨的思维品质及持之以恒的科研精神。然后以构建

好的DNA模型为依托，让学生根据老师提出的问题分析模型、主动探究得出DNA

结构的有关知识，再由学生总结出DNA双螺旋结构的主要特点及特性。

六、教学过程

教学内容学生活动教师的组织和引导设计意图及理论依据

导入新课：学生思考问题导入：教师播放多媒体课件，在学生思承上启下，导入新课，

通过“DNA指纹技考的基础上引出“DNA是怎样储存遗传信息的符合学生的认知水平，

术”创设情境，呢？我们说功能是与结构相适应的，所以要易于学生接受，有效调

设置问题“为什解决这个问题，首先要掌握DNA分子的结构动学生学习兴趣，激发

么DNA可作为鉴及其特点。”学生兴奋点，唤起学生

定个人身份的依强烈求知欲。

据？”导入

温故知新：学生思考并回答问教师补充和鼓励学生，帮助学生有序回忆已从基本单位入手转入本

设置问题“DNA题。学知识。节课内容DNA结构的学

的组成元素是什习，用所学知识引出新

么？基本单位是问题，实现知识的连接。

什么？”

探究新知：1.学生自主学习教材1.引导学生认真阅读课本，将学案上问题的学生自主阅读课本，培

探究一：DNA结P47—48科学家构建答案用笔在教材上标出，养成良好的学习习养学生提取信息的能

构模型的构建DNA双螺旋结构模型惯，自己不能确定的可小组讨论。力。

自主学习，合作的科学史，尝试回答以学生亲自动脑动手按

交流：根据老师学案相关问题，可小照一定的顺序体验模型

提供的资料按照组讨论完成。建构的科学研究方法，

“基本单位-单2.回答学案相关问2.对学生的回答予以补充和纠正。动手操作过程中让学生

链-双链平面结题。自己发现问题，分析问

构-双螺旋立体3.整合掌握的信息，3.引导学生从最简单的基本组成单位着手，题，解决问题，培养生

结构”的顺序构尝试利用手中的自制教师巡视指导，展示学生的模型，引导学生物学素养和分析解决问

建DNA双螺旋结DNA模型积件，小组认真观察、发现并及时纠正问题。题的能力。

构模型。合作，构建DNA分子课件展示基本单位：在活动过程中，现场发

的结构模型，根据老现、现场展示、共同讨

师的提示认真观察、论、及时纠正。在讨论

及时发现并纠正问中擦出火花，在理论和

题。HHI实践的思维碰撞中获得

【模型建构1】(1)动手构建DNA的知识，得到结论。

脱氧核昔酸基本单位提出问题：由基本单位是如何构成一条链状

结构的？基本单位之间如何连接？

提供基本单位卡纸。

学生思考，一位学生课件展示DAN单链：

【模型建构2】

来黑板展示，其他学

一条脱氧核昔链

生在学案上画出基本

单位间的连接方式。匕

(2)动手构建DNA单

链

提出问题：i两条链中的碱基是排在外侧，还

学生根据教材49页

【模型建构3】

是在内侧？连接两条链的碱基如何配对?为

DNA双链结构图3-11,结合自己的

什么？

理解回答问题。

(3)动手构建DNA课件展示DNA双链平面结构：

双链结构

OtaaU

l^so

T~gW

动画演示DNA由平面结构到立体结构的动态

过程。

课件展示DNA双螺旋立体结构：

【模型建构4】(4)动手构建DNA

DNA双螺旋结构双螺旋结构

(平面构型到立

体构型)

探究二：DNA分以老师提供的问题为通过手中直观的双螺旋结构模型，引导学生归纳总结，帮助学生完

子的结构特点提纲，阅读教材，小归纳总结。在讲解DNA是反向平行的双螺旋成'’由感性到理性、由

组可以讨论，总结结构时，让一名学生来黑板利用教师提供的具体到抽象的认知过

DNA分子结构的特例外两个基本单位将DNA的双链结构补全，程。这符合学生的认识

点。直观展示，最后总结出“反向平行绕螺旋”、规律，掌握知识与发展

按照问题的顺序回答“骨架在外碱基内”、“碱基配对讲原则”智力相统一的规律，教

问题，在说完第一个的结构特点。师主导作用和学生主体

结构特点时，一名学作用相统一的规律，也

生来黑板拼接DNA双体现教学的直观性、启

链，其他学生在学案发性原则。

已有基础上画出另外

一条链。

探究三：DNA分学生先根据自己手中指出DNA分子结构具有稳定性的原因，是有通过学习DNA分子的特

子的特性

的模型及与其他组模稳定的双螺旋结构以及磷酸和脱氧核糖交替性让学生知道为什么

型比较尝试总结DNA连接的方在式不变和碱基互补配对的方式不DNA可以作为鉴定个人

的结构特性，之后听变；特异性指每个DNA分子有特定的碱基排身份的依据，首尾呼应，

老师讲解。列顺序；多样性是因为碱基对的数量和排列解决学生心中疑惑。

顺序不同。

课堂小结学生积极思考，回忆根据板书及黑板上拼接的DNA模型对本节的帮助学生理清本节知识

本节学习的相关内知识进行总结。脉络，明确重难点，强

容。化本节所学知识。

课堂巩固做学案课堂检测出示相关的习题巩固本节学习的主要内

容，培养学生从图形中

提取信息和用生物学语

言解决问题的能力。

课堂延伸学生思考课堂最后指出：沃森和克里克在发表DNA分整节课以问题开始，又

子双螺旋的那篇著名的论文中结尾处写到

“在提出碱基特异性配对的看法后，我们又以问题结束，不仅前后

立即提出了遗传物质进行复制的一种可能机呼应，让学生不断的去

理。”

思考，也为下节课的学

你能否根据我们今天学的DNA的结构的知识

设想一下DNA分子是如何复制的？习做好铺垫。

七、作业布置

完成课时检测

八、板书设计：

第2节DNA分子的结构

一、DNA结构模型的构建

二、DNA的结构特点

1.“反向平行绕螺旋”

2.“骨架在外碱基内”

3.“碱基配对讲原则”

三、DNA的结构特性

1.多样性

2.特异性

3.多样性

附1:导学案

《第二节DNA分子的结构》预习案

预习目标：

1.熟练掌握DNA的元素组成和基本单位。

2.熟读课本，初步思考如何构建DNA双螺旋结构模型。

预习提纲：

1.沃森和克里克于1953年提出了著名的模型，并因此与威尔金斯

共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

2.DNA又称,组成它的基本单位是(由一分

子、一分子、一分子组成)o

组成DNA的碱基共有一种(符号表示为)，脱氧核昔酸

共一种(名称是①、②-

③、④)O

3.DNA的双螺旋结构是由—平行的长链而成，排在外侧

的和交替连接构成基本骨架，通过连

接起来的排列在内侧。碱基对的组成规律是与配

对,(A)一定与(T)配对,(G)一定与(C)

配对之亦然，这种一一对应的关系叫做原则。

初步思考：

1.脱氧核昔酸的三部分如何连接？用图示表示

2.一条链上的两个脱氧核昔酸如何连接？用图示表示

3.两条链上的两个脱氧核甘酸如何连接？用图示表示

附2：学案设计

第3章基因的本质

第2节DNA分子的结构

学习目标

1.构建DNA分子双螺旋结构模型；2.概述DNA分子结构及其特点。

学习过程