陕西省南郑县2024年高中生物 第三章 基因的本质 3.2 DNA分子的结构B教学实录 新人教版必修2

陕西省南郑县2024年高中生物第三章基因的本质3.2DNA分子的结构B教学实录新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计意图本节课旨在帮助学生掌握DNA分子的结构特点，理解DNA作为遗传物质的科学依据，通过实验和理论讲解相结合的方式，让学生在观察和思考中深刻理解DNA分子的双螺旋结构及其稳定性，为后续学习基因的复制、转录和翻译奠定基础。二、核心素养目标培养学生科学思维，通过观察DNA双螺旋结构的形成过程，提高学生分析问题、解决问题的能力。增强生物科学探究精神，通过实验探究DNA结构特点，激发学生对生物学的兴趣。提升科学责任意识，引导学生认识到DNA结构研究对生物学发展的意义。三、重点难点及解决办法重点：

1.DNA分子的双螺旋结构特点。

2.DNA分子的碱基配对规则。

难点：

1.理解DNA分子双螺旋结构的稳定性。

2.碱基互补配对原理在实际基因遗传中的意义。

解决办法：

1.通过多媒体展示DNA分子的双螺旋结构模型，结合实验演示，帮助学生直观理解。

2.设置小组讨论，引导学生思考DNA结构稳定性的原因，鼓励学生提出假设并进行验证。

3.结合实际案例分析，解释碱基互补配对在基因遗传中的重要性，强化学生对知识点的理解和应用。四、教学资源1.软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、计算机）、实验器材（DNA模型、显微镜、实验试剂等）。

2.课程平台：学校生物实验室、网络教学平台。

3.信息化资源：DNA结构动画、相关科学文献、在线实验视频。

4.教学手段：PPT演示、小组讨论、实验操作、课堂提问。五、教学流程1.导入新课

详细内容：首先，通过展示一幅DNA分子的图片，引导学生回顾上一节课的内容，提出问题：“DNA分子是如何构成的？它具有哪些独特的结构特点？”接着，简要介绍DNA分子在生物遗传中的重要地位，激发学生的学习兴趣，为新课的导入做好铺垫。

用时：5分钟

2.新课讲授

（1）DNA分子的双螺旋结构

详细内容：首先，展示DNA双螺旋结构的模型，引导学生观察并描述其特点。然后，通过PPT演示，讲解DNA双螺旋结构的形成过程，包括碱基配对、氢键连接等。最后，总结DNA双螺旋结构的稳定性及其在遗传信息传递中的作用。

用时：10分钟

（2）碱基互补配对规则

详细内容：介绍DNA分子中的四种碱基（A、T、C、G）及其互补配对关系。通过展示碱基配对图，引导学生理解碱基互补配对的原理，并举例说明其在基因遗传中的重要性。

用时：10分钟

（3）DNA分子的结构特点

详细内容：分析DNA分子的结构特点，如：双螺旋结构、碱基互补配对、氢键连接等。结合实际案例，讲解DNA分子结构特点在生物学研究中的应用。

用时：10分钟

3.实践活动

（1）观察DNA分子模型

详细内容：让学生分组观察DNA分子模型，描述其结构特点，并尝试用语言描述DNA双螺旋结构的形成过程。

用时：5分钟

（2）模拟DNA复制过程

详细内容：通过小组合作，模拟DNA复制过程，让学生亲身体验DNA分子在遗传信息传递中的作用。

用时：10分钟

（3）分析DNA结构特点在生物学研究中的应用

详细内容：让学生查阅相关资料，了解DNA结构特点在生物学研究中的应用，如：基因工程、分子诊断等。

用时：10分钟

4.学生小组讨论

（1）DNA分子双螺旋结构的稳定性

举例回答：DNA分子双螺旋结构的稳定性主要源于碱基互补配对和氢键连接。例如，A-T之间形成两个氢键，C-G之间形成三个氢键，这种稳定的连接方式使得DNA分子在复制和转录过程中能够保持结构的完整性。

（2）碱基互补配对在基因遗传中的重要性

举例回答：碱基互补配对是基因遗传的基础。例如，在DNA复制过程中，A-T和C-G的互补配对保证了遗传信息的准确传递。

（3）DNA结构特点在生物学研究中的应用

举例回答：DNA结构特点在生物学研究中的应用非常广泛。例如，基因工程中利用DNA分子的特异性进行基因编辑；分子诊断中利用DNA分子检测疾病相关基因。

用时：10分钟

5.总结回顾

内容：首先，回顾本节课所学内容，强调DNA分子的双螺旋结构、碱基互补配对规则以及DNA结构特点在生物学研究中的应用。然后，结合实际案例，引导学生思考DNA结构研究对生物学发展的意义。最后，布置课后作业，巩固学生对本节课知识的掌握。

用时：5分钟

总计用时：45分钟六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握

-学生能够独立绘制DNA双螺旋结构图，并标注出A、T、C、G四种碱基及其互补配对关系。

-学生能够解释DNA分子结构稳定性的原因，如氢键连接和碱基互补配对的作用。

-学生能够分析DNA分子结构特点在生物学研究中的应用，如基因工程、分子诊断等。

2.能力提升

本节课的学习有助于提升学生的以下能力：

-观察与分析能力：通过观察DNA分子模型和实验结果，学生能够提高对生物现象的观察与分析能力。

-实践操作能力：通过模拟DNA复制过程等实践活动，学生能够提升动手操作和实验设计能力。

-逻辑思维能力：通过小组讨论和案例分析，学生能够培养逻辑思维和问题解决能力。

3.学习兴趣

本节课的学习能够激发学生对生物学和遗传学的兴趣，具体体现在：

-学生对DNA分子结构的奥秘产生好奇心，主动查阅相关资料，拓展知识面。

-学生对DNA结构研究在生物学中的应用产生兴趣，关注相关领域的研究进展。

-学生在实践活动和小组讨论中体验到学习的乐趣，增强学习动力。

4.思维模式

本节课的学习有助于学生形成以下思维模式：

-实证思维：通过观察、实验和案例分析，学生能够形成实证思维，学会用事实和数据支持自己的观点。

-系统思维：学生能够从整体上理解DNA分子结构的复杂性和多样性，培养系统思维能力。

-创新思维：学生在学习过程中，通过小组讨论和实践活动，能够提出自己的观点和解决方案，培养创新思维。

5.价值观培养

本节课的学习有助于学生树立以下价值观：

-科学精神：通过学习DNA结构研究的历史和现状，学生能够体会到科学研究的严谨性和追求真理的精神。

-团队合作：在小组讨论和实验操作中，学生能够学会与他人合作，培养团队合作精神。

-创新意识：学生在学习过程中，通过提出问题、解决问题，能够培养创新意识和终身学习的观念。七、课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾DNA分子的双螺旋结构，强调其稳定性及在遗传信息传递中的重要作用。

2.总结DNA分子的碱基互补配对规则，如A-T、C-G的配对关系。

3.讲解DNA结构特点在生物学研究中的应用，如基因工程、分子诊断等。

当堂检测：

一、选择题

1.下列关于DNA分子结构的描述，正确的是（）

A.DNA分子由两条单链组成，呈Z字形结构

B.DNA分子由两条双链组成，呈双螺旋结构

C.DNA分子由两条单链组成，呈Y字形结构

D.DNA分子由两条双链组成，呈环形结构

2.下列关于DNA分子碱基配对规则的描述，正确的是（）

A.A与T配对，C与G配对

B.A与C配对，T与G配对

C.A与G配对，T与C配对

D.A与T配对，G与C配对

二、填空题

1.DNA分子的双螺旋结构是由两条______组成的，它们通过______连接。

2.DNA分子的四种碱基分别是______、______、______和______，其中A与______配对，C与______配对。

三、简答题

1.简述DNA分子双螺旋结构的特点及其在遗传信息传递中的作用。

2.解释DNA分子碱基互补配对规则在基因遗传中的重要性。

四、案例分析题

假设某DNA分子的部分序列为5'-ATCGGATCC-3'，请根据碱基互补配对规则，写出其互补序列。八、课后作业1.实验报告

题目：DNA分子结构模型的构建与观察

要求：根据所学知识，构建一个DNA分子结构模型，并详细记录观察到的结构特点，如碱基对、螺旋形状、氢键连接等。

2.案例分析

题目：基因工程中的DNA重组

要求：阅读以下案例，分析DNA重组技术是如何利用DNA分子结构的特性的。

案例：某科学家在研究抗病基因时，从一种植物中提取了抗病基因，并将其插入到另一种植物的基因组中，使后者的抗病能力得到增强。

3.应用题

题目：DNA分子的结构特点在医学诊断中的应用

要求：解释DNA分子结构特点如何帮助医生进行疾病诊断，例如，通过PCR技术检测特定基因突变。

4.研究报告

题目：DNA双螺旋结构的发现过程

要求：简要介绍DNA双螺旋结构的发现者、研究方法及其对生物学发展的影响。

5.绘图题

题目：绘制DNA复制过程中的碱基配对图

要求：根据DNA分子的碱基互补配对规则，绘制一个DNA分子复制过程中的碱基配对图，并标注出A、T、C、G四种碱基。

答案示例：

1.实验报告

（学生需提交实验报告，以下为示例内容）

实验报告：DNA分子结构模型的构建与观察

一、实验目的

构建DNA分子结构模型，观察并记录其结构特点。

二、实验步骤

1.准备材料：DNA分子结构模型组件、透明胶带、剪刀、尺子等。

2.按照说明书组装DNA分子结构模型。

3.观察模型，记录碱基对、螺旋形状、氢键连接等结构特点。

4.拍照并记录实验结果。

三、实验结果与分析

实验结果显示，DNA分子结构模型成功构建，其双螺旋结构清晰可见，碱基对之间通过氢键连接，螺旋之间通过碱基对的互补配对形成稳定的结构。

2.案例分析

（学生需提交案例分析报告，以下为示例内容）

案例分析：基因工程中的DNA重组

分析：DNA重组技术利用了DNA分子的双螺旋结构和碱基互补配对规则。通过将目标基因插入到载体DNA中，可以实现基因的转移和表达。在本案例中，科学家通过DNA重组技术将抗病基因从一种植物转移到另一种植物中，实现了抗病能力的增强。

3.应用题

（学生需提交书面答案，以下为示例内容）

答案：DNA分子的结构特点在医学诊断中的应用主要体现在PCR技术中。通过PCR技术，可以大量复制特定基因序列，从而检测出基因突变，为疾病的诊断提供依据。

4.研究报告

（学生需提交研究报告，以下为示例内容）

研究报告：DNA双螺旋结构的发现过程

一、研究背景

DNA双螺旋结构的发现是生物学史上的重大突破，由詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克共同完成。

二、研究方法

1.沃森和克里克收集了大量关于DNA结构的实验数据。

2.通过对比实验结果，提出DNA双螺旋结构的模型。

三、研究结果

沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构模型，为生物学研究提供了重要的理论基础。

5.绘图题

（学生需提交绘制的DNA复制过程中的碱基配对图，以下为示例内容）

图：DNA复制过程中的碱基配对图

（图中需标注A-T、C-G的碱基配对关系，并展示双螺旋结构）反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.互动式教学：在课堂教学中，我尝试采用互动式教学方法，鼓励学生积极参与讨论，通过提问和回答问题，激发学生的学习兴趣和思考能力。

2.实验教学：为了让学生更直观地理解DNA分子的结构，我设计了实验课程，让学生亲自动手操作，通过实验观察DNA分子的双螺旋结构，增强学生的实践操作能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生基础参差不齐：在教学过程中，我发现学生的生物知识基础存在较大差异，部分学生对DNA分子的基本概念理解不够深入，这导致课堂上的互动和讨论不够活跃。

2.教学方法单一：虽然我尝试了互动式教学，但在实际操作中，我发现自己的教学方法仍然较为单一，未能充分调动学生的主动性和创造性。

3.评价方式局限：目前的评价方式主要依赖于学生的课堂表现和作业完成情况，缺乏对学生个性化学习和能力发展的全面评价。

反思改进措施（三）

1.个性化教学：针对学生基础参差不齐的问题，我将尝试实施个性化教学，针对不同层次的学生提供差异化的教学资源和方法，确保每个学生都能跟上课程进度。

2.丰富教学方法：为了提高学生的学习兴趣和参与度，我将尝试引入更多样化的教学方法，如案例分析、角色扮演、小组合作等，激发学生的创造力和想象力。

3.完善评价体系：我将建立更加全面和多元化的评价体系，