2024-2025学年新教材高中生物 第三章 基因的本质 第2节 DNA的结构教学实录 新人教版必修第二册

2024-2025学年新教材高中生物第三章基因的本质第2节DNA的结构教学实录新人教版必修第二册主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：高中生物必修第二册第三章基因的本质第二节DNA的结构

2.教学年级和班级：高一年级

3.授课时间：2024年10月15日星期一第3节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.科学思维：通过探究DNA结构，培养学生运用模型建构、科学推理等思维方法。

2.科学探究：引导学生通过实验操作，观察DNA双螺旋结构，培养实验操作能力和科学探究精神。

3.科学态度与责任：使学生认识到DNA结构研究对生物科学发展的意义，树立科学严谨的态度和责任感。教学难点与重点1.教学重点：

-核心内容：DNA双螺旋结构的基本特征，包括碱基互补配对原则、螺旋的几何参数、DNA分子的稳定性等。

-细节举例：强调A-T、C-G的配对规则，让学生理解氢键在碱基配对中的作用，以及碱基堆积力对DNA稳定性的贡献。

2.教学难点：

-难点内容：DNA分子结构的立体空间理解，包括螺旋的上升方式、碱基对的位置和方向等。

-细节举例：学生可能难以直观理解双螺旋的立体空间结构，教师可以通过模型演示或动画展示，帮助学生建立正确的空间想象能力。此外，理解DNA复制过程中的半保留复制机制也是一个难点，需要通过具体的实验原理和步骤讲解来突破。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中生物必修第二册》教材。

2.辅助材料：准备DNA双螺旋结构图、碱基互补配对表等图表，以及相关的教学视频。

3.实验器材：准备显微镜、载玻片、DNA模型等实验器材，确保实验安全。

4.教室布置：设置分组讨论区，布置实验操作台，营造良好的学习氛围。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对DNA结构的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道我们的遗传信息是如何存储的吗？”

展示一些关于DNA的图片或视频片段，让学生初步感受DNA在生物体中的重要性。

简短介绍DNA的基本概念和它在生物体中的作用，为接下来的学习打下基础。

2.DNA基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解DNA的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解DNA的定义，包括其作为遗传物质的角色。

详细介绍DNA的组成部分，如磷酸、脱氧核糖和碱基，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.DNA案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解DNA结构的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的DNA结构案例进行分析，如沃森和克里克发现的DNA双螺旋结构。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解DNA结构的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对生物科学发展的贡献，以及DNA结构研究在医学和生物学中的应用。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与DNA结构相关的主题进行深入讨论，如DNA变异与遗传病。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对DNA结构的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调DNA结构的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括DNA的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调DNA结构在生物体遗传信息传递中的核心作用，鼓励学生进一步探索和应用DNA结构知识。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于DNA结构在生物学研究中的应用的短文或报告，以巩固学习效果。教学资源拓展1.拓展资源：

-DNA的复制过程：介绍DNA复制的基本原理、半保留复制的概念以及复制的酶和蛋白质。

-基因表达与调控：探讨基因在细胞内的表达调控机制，包括转录和翻译的过程，以及调控基因表达的分子机制。

-基因突变与进化：介绍基因突变的概念、类型及其在生物进化中的作用，如自然选择和基因流。

-基因工程技术：简述现代基因工程技术，如基因克隆、基因编辑和基因治疗等。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：推荐学生阅读《基因的故事》等科普书籍，了解基因研究的背景和发展历程。

-观看教育视频：推荐观看关于DNA结构和功能的科普视频，如“DNA结构揭秘”等，以直观的方式加深理解。

-参与科研项目：鼓励学生参与学校或社区的科研项目，亲身体验基因研究的实际过程。

-学习生物信息学：介绍生物信息学的基本概念和工具，如基因组数据库和生物信息学软件，引导学生了解基因数据分析的方法。

-探索基因与疾病的关系：通过查阅资料或参与社区活动，了解遗传性疾病的基本知识，如唐氏综合症、囊性纤维化等。

-设计模拟实验：利用在线模拟实验平台，如PhETInteractiveSimulations，进行DNA复制、转录和翻译等过程的模拟实验。

-组织小组讨论：引导学生就基因相关话题进行小组讨论，如基因编辑技术的伦理问题、基因隐私保护等，培养学生的批判性思维。

-制作DNA模型：让学生动手制作DNA模型，通过实际操作加深对DNA双螺旋结构的理解。

-参加学术讲座：鼓励学生参加生物科学领域的学术讲座，拓宽知识视野，激发学习兴趣。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾DNA的基本概念，强调其在生物体中的核心作用。

2.总结DNA双螺旋结构的主要特征，包括碱基互补配对原则、螺旋的几何参数和DNA分子的稳定性。

3.强调DNA复制过程中的半保留复制机制，以及其在遗传信息传递中的重要性。

4.讨论DNA结构与生物多样性和进化的关系，说明基因突变在进化中的作用。

5.简要介绍基因工程技术的基本原理和应用，如基因克隆、基因编辑和基因治疗。

当堂检测：

1.选择题：

-DNA分子中，A与T之间的连接是通过什么类型的键？（A.碱基对B.氢键C.磷酸二酯键D.碱基堆积力）

-DNA复制过程中，哪种酶负责将RNA模板上的核苷酸配对到DNA模板上？（A.聚合酶B.连接酶C.解旋酶D.核酸酶）

2.判断题：

-DNA的双螺旋结构是由两条互补的链组成的，这两条链的方向是相反的。（对/错）

-DNA复制是一个自我复制的过程，不需要任何酶的参与。（对/错）

3.简答题：

-简述DNA双螺旋结构的基本特征，并解释碱基互补配对原则对DNA稳定性的意义。

-解释半保留复制在遗传信息传递中的重要性，并举例说明其在生物学研究中的应用。

4.应用题：

-假设你是一位科学家，正在研究一种新的基因编辑技术。请设计一个实验方案，用以验证该技术在改变特定基因序列方面的有效性。

5.讨论题：

-讨论基因编辑技术在医学和生物学研究中的应用前景，以及可能带来的伦理和社会问题。内容逻辑关系①DNA双螺旋结构的基本特征

-碱基互补配对原则：A与T配对，C与G配对。

-螺旋的几何参数：螺旋的直径、螺距、螺旋的上升方式。

-DNA分子的稳定性：碱基堆积力、氢键的作用。

②DNA复制过程

-半保留复制：每个新合成的DNA分子包含一条来自亲代DNA的链和一条新合成的链。

-复制酶：DNA聚合酶、解旋酶、连接酶等在复制过程中的作用。

③基因表达与调控

-转录：DNA模板上的遗传信息转录成mRNA。

-翻译：mRNA上的遗传信息翻译成蛋白质。

-调控基因表达的分子机制：转录因子、RNA干扰等调控机制。

④基因突变与进化

-基因突变：DNA序列的改变。

-突变的类型：点突变、插入突变、缺失突变等。

-基因突变在进化中的作用：自然选择和基因流。

⑤基因工程技术

-基因克隆：将特定基因插入到载体中，进行复制和表达。

-基因编辑：利用CRISPR-Cas9等技术对DNA进行精确修改。

-基因治疗：将正常基因导入患者细胞，治疗遗传性疾病。重点题型整理1.实验题：

-题型：描述DNA双螺旋结构的提取实验步骤。

-答案：提取DNA的实验步骤通常包括细胞裂解、去除蛋白质、DNA的沉淀和溶解等。

2.分析题：

-题型：分析DNA复制过程中的半保留复制原理。

-答案：半保留复制是指每个新合成的DNA分子中，一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的。这种复制方式保证了遗传信息的完整传递。

3.应用题：

-题型：解释基因编辑技术在治疗遗传性疾病中的应用。

-答案：基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，可以精确地修改DNA序列，修复或替换有缺陷的基因，从而治疗遗传性疾病。

4.综合题：

-题型：结合DNA结构和功能，解释基因突变如何影响生物性状。

-答案：基因突变可能导致DNA序列的改变，进而影响蛋白质的合成。如果突变发生在关键基因上，可能会导致生物体出现异常性状。

5.讨论题：

-题型：讨论基因技术在伦理和社会问题上的挑战。

-答案：基因技术在伦理和社会问题上的挑战包括基因隐私、基因歧视、基因编辑的滥用等。这些问题需要通过法律法规和伦理指导来解决。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.融入多媒体教学：在讲解DNA结构时，利用动画和视频演示DNA双螺旋的形成过程，增强学生的直观感受和理解能力。

2.互动式教学：设计小组讨论环节，让学生在探讨DNA复制和突变等概念时，培养合作和批判性思维能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对抽象概念的接受度：部分学生对DNA结构的立体空间理解存在困难，需要更多直观的教学手段。

2.实验操作技能不足：由于实验课时有限，部分学生在实际操作中可能无法熟练掌握实验步骤。

3.教学评价单一：主要依赖期末考试来评价学生的学习成果，未能全面反映学生的学习过程和能力。

反思改进措施（三）改进措施

1.增加实验操作机会：在课时允许的情况下，安排更多实验课，让学生亲自动手操作，提高实验技能。

2.丰富教学手段：结合多种教学资源，如虚拟实