2024-2025学年高中生物 第3章 第2节 DNA分子的结构教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年高中生物第3章第2节DNA分子的结构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、教学内容分析1.本节课的主要教学内容：DNA分子的结构，包括DNA的双螺旋结构、碱基对规则、DNA的复制等。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课内容与高中生物必修2教材第3章第2节相关，学生需要具备细胞结构、遗传物质等基础知识。二、核心素养目标1.培养学生的科学思维，通过DNA结构的解析，引导学生运用模型构建、演绎推理等科学方法理解生物学现象。

2.增强学生的科学探究能力，通过实验模拟DNA复制过程，使学生学会设计实验、收集数据、分析结果。

3.提升学生的社会责任感，引导学生认识到生物技术在社会发展中的重要作用，激发学生对科学研究的兴趣和热情。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在学习本节课之前，已经学习了高中生物必修2教材中的细胞结构、遗传物质等基础知识，对核酸的概念和功能有一定的了解，能够识别DNA、RNA等生物大分子。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对生物学学科普遍保持较高兴趣，尤其是与遗传和分子生物学相关的主题。他们的学习能力较强，能够通过阅读、讨论和实验等方式获取新知识。学习风格上，学生倾向于通过实验操作和实际案例来加深对理论知识的理解。

3.学生可能遇到的困难和挑战：部分学生可能对DNA结构的复杂性和抽象性感到困惑，难以将双螺旋模型与实际的分子结构联系起来。此外，DNA复制过程中的半保留复制的机制可能较难理解。此外，学生可能在实际操作中遇到实验技巧和数据分析的难题。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解DNA分子的结构原理，帮助学生建立清晰的概念框架。

2.讨论法：组织学生围绕DNA复制过程进行小组讨论，促进学生深入理解和批判性思维。

3.实验法：设计DNA结构模型构建和DNA复制模拟实验，让学生亲自动手操作，加深对知识的实践应用。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示DNA双螺旋结构图和复制过程动画，直观形象地辅助教学。

2.互动软件：使用教学软件模拟DNA复制过程，提供互动式学习体验。

3.实物模型：展示DNA分子结构模型，帮助学生直观理解抽象的分子结构。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对DNA分子的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道DNA是什么吗？它在我们的身体中扮演什么角色？”

展示一些关于DNA的图片或视频片段，如人类基因图谱、DNA提取实验等，让学生初步感受DNA的魅力或特点。

简短介绍DNA的基本概念和重要性，强调它在遗传信息传递和生物进化中的关键作用，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，包括其主要组成元素——脱氧核糖、磷酸和碱基。

详细介绍DNA的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解DNA的双螺旋结构和碱基对规则。

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的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的DNA案例进行分析，如DNA指纹技术在法医学中的应用、基因编辑技术在医学治疗中的应用等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解DNA在不同领域的应用。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用DNA技术解决实际问题。

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相关的主题进行深入讨论，如“DNA技术在医疗领域的应用前景”或“DNA保护与隐私问题”。

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在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用DNA技术。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于DNA在某个特定领域应用的短文或报告，以巩固学习效果，并激发他们对未来生物科技的兴趣。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-DNA结构模型的实物或3D打印模型，用于帮助学生直观理解DNA的双螺旋结构和碱基对排列。

-DNA复制实验的演示视频或操作指南，包括提取DNA、分离DNA片段、DNA合成等步骤。

-遗传学相关书籍，如《遗传学原理》、《人类遗传学》等，提供更深入的遗传学知识。

-科普文章和纪录片，如《生命的奥秘》、《基因密码》等，介绍DNA在生物学和医学中的应用。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读有关DNA发现和结构解析的科普文章，了解科学家在研究DNA结构过程中的突破和挑战。

-学生可以尝试制作DNA结构模型，通过动手操作加深对DNA结构的理解。

-组织学生观看DNA复制实验的演示视频，了解实验的原理和步骤，提高实验技能。

-引导学生参与学校或社区的科学展览，了解最新的遗传学研究进展和生物科技应用。

-推荐学生阅读与DNA相关的文学作品，如《弗兰肯斯坦》中的基因改造主题，激发学生对科学和伦理的思考。

-建议学生访问图书馆或在线资源，查找关于DNA在不同生物领域应用的研究论文，拓宽知识视野。

-鼓励学生参与遗传学相关的在线课程或工作坊，如“遗传学基础”、“基因编辑技术”等，提升专业素养。

-组织学生进行小组项目研究，选择一个与DNA相关的主题，如基因治疗、转基因作物等，进行深入研究并撰写研究报告。

-鼓励学生参与科学竞赛或创新活动，如“全国青少年科技创新大赛”，将DNA知识应用于实际问题的解决中。

-提供一些在线互动平台，如“科学在线实验室”，让学生在线进行DNA序列分析、基因比对等虚拟实验。

-建议学生关注遗传学相关的社交媒体账号，获取最新的科学新闻和研究动态。七、课堂小结，当堂检测课堂小结：

在本节课的学习中，我们深入探讨了DNA分子的结构，了解了其双螺旋结构、碱基对规则以及DNA的复制过程。以下是本节课的要点总结：

1.DNA分子的基本结构：DNA由脱氧核糖、磷酸和四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤）组成，形成双螺旋结构。

2.碱基对规则：DNA分子中，腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，胞嘧啶与鸟嘌呤配对，这种配对方式称为碱基对规则。

3.DNA的复制：DNA复制是一个半保留复制过程，通过解旋酶和DNA聚合酶的作用，DNA分子在细胞分裂前复制出新的DNA分子。

4.DNA的应用：DNA技术在医学、法医学、农业等领域有着广泛的应用，如基因治疗、DNA指纹鉴定、转基因作物等。

当堂检测：

为了检测学生对本节课内容的掌握程度，以下是一些检测题：

1.简述DNA分子的基本结构及其组成元素。

2.解释碱基对规则，并举例说明。

3.描述DNA复制的过程，包括涉及的酶和步骤。

4.列举DNA技术在医学领域的应用，并简要说明其原理。

5.分析DNA技术在法医学中的应用，并讨论其优缺点。

6.针对转基因作物，讨论其可能带来的环境和健康问题。

7.结合实际案例，说明DNA技术在农业领域的应用及其对农业生产的影响。

8.针对DNA技术在生物伦理方面的争议，提出自己的观点。八、典型例题讲解1.例题：

题目：假设一段DNA序列为5'-ATCGTACG-3'，请写出其互补链的序列。

解答：根据碱基对规则，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）配对，胞嘧啶（C）与鸟嘌呤（G）配对。因此，互补链的序列为3'-TAGCATGC-5'。

2.例题：

题目：在DNA复制过程中，如果发生了一个突变，导致腺嘌呤（A）被鸟嘌呤（G）替代，请写出突变后的DNA序列。

解答：突变前的序列为5'-ATCGTACG-3'，突变后A被G替代，互补链的突变序列为3'-TGCATGC-5'。因此，突变后的DNA序列为5'-TGCATCG-3'。

3.例题：

题目：一个DNA片段包含100个碱基对，其中腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）各占50%，请计算该DNA片段中鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）的数量。

解答：由于A和T各占50%，那么G和C也各占50%。因此，G和C的数量都是50个碱基对。

4.例题：

题目：DNA复制过程中，一个DNA分子含有1500个碱基对，如果复制过程中发生了一个错误，导致一个胞嘧啶（C）被鸟嘌呤（G）替代，请写出复制后的DNA分子中鸟嘌呤（G）的总数。

解答：原始DNA分子中G的数量为750个（因为G和C各占50%），复制后每个G都会复制出一个G，所以复制后的DNA分子中G的总数为1500个。

5.例题：

题目：一个DNA序列为5'-CGTACGATCGTACG-3'，请写出该序列的互补链，并计算其中胸腺嘧啶（T）的数量。

解答：互补链的序列为3'-GCACTGACGCACTG-5'。在互补链中，胸腺嘧啶（T）的数量与腺嘌呤（A）的数量相同，因此T的数量为10个。

这些例题涵盖了DNA结构、碱基对规则、DNA复制过程中的突变以及互补链的书写等知识点，旨在帮助学生巩固和加深对DNA分子结构的理解。通过实际操作和练习，学生能够更好地掌握这些概念，并在遇到类似问题时能够迅速作出反应。教学反思与改进教学反思是教师专业成长的重要环节，通过反思我们可以更好地了解自己的教学效果，发现教学中的不足，从而不断改进教学方法。以下是我对本次“DNA分子的结构”教学的一些反思和改进措施：

首先，我觉得课堂互动是提高学生参与度和理解力的重要手段。在这次教学中，我尝试通过提问、小组讨论等方式增加学生的互动，但发现部分学生对DNA结构的复杂性仍感到困惑。因此，我计划在未来的教学中，设计更多与DNA结构相关的互动活动，比如让学生亲自组装DNA模型，通过实际操作来加深理解。

其次，我发现学生在理解DNA复制过程中的半保留复制机制时存在困难。为了解决这个问题，我打算在下一节课中，使用动画或视频来展示DNA复制的过程，让学生直观地看到复制的过程和机制。同时，我还会准备一些模拟实验，让学生通过实验来体验DNA复制的过程。

再次，课堂展示环节的反馈让我意识到，部分学生在表达自己的观点时不够自信。为了提高学生的表达能力，我计划在课后组织一些口语表达训练，让学生在小组中练习如何清晰地表达自己的观点，并鼓励他们在课堂上积极参与讨论。

此外，我还注意到，一些学生在课后作业中对于DNA在生物学中的应用问题回答不够深入。为了激发学生对这一领域的兴趣，我打算在下一节课结束后，布置一些拓展阅读任务，让学生阅读有关DNA技术在医学、农业等领域的应用案例，并要求他们在下次课上进行分享。

在教学手段方面，我意识到多媒体技术的使用可以大大提高教学效果。在未来的教学中，我将更加充分地利用PPT、视频等资源，使课堂内容更加生动有趣，同时也能更好地帮助学生理解抽象的概念。

最后，我认为对学生学习效果的评估是教学反思的重要组成部分。在接下来的教学中，我将设计一些形式多样的评估方式，如课堂小测验、实验报告、小组讨论总结等，以便更全面地了解