陕西省南郑县2024年高中生物 第三章 基因的本质 3.1 DNA是主要的遗传物质A教学设计 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3.1DNA是主要的遗传物质A教学设计新人教版必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容新人教版必修2教材第三章“基因的本质”中，3.1节“DNA是主要的遗传物质”的内容。主要包括：1.描述DNA分子的结构和功能；2.介绍DNA复制的原理和过程；3.讲解DNA在遗传信息传递中的作用；4.分析DNA作为遗传物质的证据。核心素养目标分析本节课旨在培养学生以下核心素养：1.科学思维，通过DNA结构的探究，提升学生运用科学方法分析问题的能力；2.科学探究，引导学生通过实验验证DNA是遗传物质的假设，培养实验操作和数据分析能力；3.生命观念，使学生理解DNA在生物遗传中的重要地位，形成对生命现象的正确认识；4.审美情趣，在观察DNA分子结构的过程中，培养学生对科学现象的审美能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在此前已学习过细胞的基本结构和功能，对遗传信息的概念有所了解。然而，对于DNA分子的详细结构、复制机制以及其在遗传信息传递中的作用，学生的知识基础较为薄弱。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对生物学科普遍感兴趣，尤其是对生物技术的应用和遗传学原理。学生具备一定的观察能力和实验操作技能，但可能缺乏深入分析和推理的能力。学习风格上，部分学生偏好直观的实验操作，而另一部分学生则更倾向于理论学习和逻辑推理。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解DNA双螺旋结构时可能会感到抽象难懂，需要通过具体的模型或实验来辅助理解。在分析DNA复制过程中的半保留复制原理时，学生可能会遇到逻辑上的困难，难以将理论应用于实际。此外，学生在实验操作中可能面临实验技巧和实验误差控制的问题。教学资源准备1.教材：确保每位学生都拥有新人教版必修2教材，并准备相关章节的学习资料。

2.辅助材料：准备DNA双螺旋结构的模型图、DNA复制过程动画视频以及相关的图表和图片，以帮助学生直观理解。

3.实验器材：准备DNA提取实验所需的器材，如离心机、移液器、DNA提取试剂盒等，确保实验操作的安全性和有效性。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，确保学生能够有序进行小组讨论和实验操作。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：展示一张DNA双螺旋结构的图片，提问学生关于遗传物质的基础知识，如什么是遗传物质，它在生物体中的作用是什么。

-回顾旧知：简要回顾细胞核、染色体、基因等概念，帮助学生将新知识与已有知识联系起来。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：详细讲解DNA分子的化学组成、结构特点（如碱基对、双螺旋结构）、功能（如携带遗传信息、复制、转录）。

-举例说明：通过人类遗传病的实例，如镰刀型细胞贫血症，展示DNA突变如何导致遗传性疾病。

-互动探究：分组讨论DNA复制过程中的半保留复制机制，每个小组提出假设，并通过模型展示来验证。

3.实验演示（约20分钟）

-展示DNA提取实验的整个过程，包括细胞破碎、盐析、乙醇沉淀等步骤。

-讲解实验原理，强调实验中的关键点和注意事项。

4.实践操作（约20分钟）

-学生分组进行DNA提取实验，每组由教师指导，确保实验步骤的正确性。

-教师巡视指导，解答学生在实验过程中遇到的问题。

5.小组讨论（约15分钟）

-学生分组讨论DNA复制过程中的酶和蛋白质的作用，以及它们如何影响复制过程。

-每组选派代表进行分享，教师引导学生深入思考并解答疑问。

6.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：完成教材中的练习题，包括选择题、填空题和简答题，以检验对知识点的掌握程度。

-教师指导：对学生的答案进行讲解，纠正错误，强化重点。

7.总结与反思（约5分钟）

-教师总结本节课的重点内容，强调DNA作为遗传物质的重要性。

-鼓励学生对DNA的发现历史和现代生物技术的应用进行反思，提出自己的观点。

8.布置作业（约5分钟）

-布置相关练习题和阅读材料，要求学生预习下一节课的内容。

-强调作业的重要性，鼓励学生课后复习巩固。教学资源拓展1.拓展资源：

-DNA结构模型：介绍不同类型的DNA结构模型，如沃森-克里克的双螺旋模型、费尔南德斯-诺瓦罗的DNA折纸模型等，这些模型有助于学生直观理解DNA的结构。

-遗传工程案例：收集一些遗传工程在医学、农业等领域的应用案例，如基因治疗、转基因作物等，展示DNA技术在现实生活中的应用。

-DNA复制过程动画：提供一些高质量的DNA复制过程动画，帮助学生理解DNA复制的过程和机制。

-人类基因组计划：介绍人类基因组计划的背景、目标、成果及其对医学和生物学的意义。

2.拓展建议：

-学生可以通过网络或图书馆查阅关于DNA结构的最新研究进展，了解DNA结构的研究动态。

-组织学生进行小组项目，研究DNA在不同生物体中的作用，如细菌、植物、动物等。

-鼓励学生参与学校或社区的科学展览，展示他们关于DNA的知识和研究成果。

-安排学生参观科研机构或生物实验室，亲身感受DNA研究的实际操作过程。

-鼓励学生阅读有关DNA和遗传学的科普书籍，如《基因传》、《自私的基因》等，以拓宽知识面。

-利用在线课程或MOOC平台，学习DNA相关的高阶课程，如分子生物学、遗传学等。

-组织学生观看与DNA相关的纪录片或科普视频，如《生命的奥秘》、《解码生命》等，激发学生的学习兴趣。

-鼓励学生参与科学竞赛，如青少年科技创新大赛、生物奥林匹克竞赛等，将所学知识应用于实际问题的解决。

-安排学生进行模拟实验，如DNA提取实验、PCR扩增实验等，提高学生的实验技能和科研能力。

-引导学生关注DNA技术在法律、伦理和社会问题上的讨论，如基因编辑、基因隐私等，培养学生的批判性思维和社会责任感。内容逻辑关系①DNA分子的化学组成：

-碱基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）

-五碳糖：脱氧核糖

-磷酸

②DNA分子的结构特点：

-双螺旋结构：两条反向平行的链围绕一个共同的轴旋转

-碱基配对规则：A-T、C-G

-手性：DNA分子具有手性，即存在镜像异构体

③DNA的功能：

-携带遗传信息：DNA编码生物体的遗传特征

-复制：DNA通过半保留复制传递遗传信息

-转录：DNA作为模板合成RNA

-翻译：RNA指导蛋白质的合成

④DNA复制过程：

-解旋：DNA双链解开

-合成：新的互补链形成

-凝聚：新合成的DNA链重新形成双螺旋结构

⑤DNA复制的酶：

-解旋酶：解开DNA双链

-聚合酶：合成新的DNA链

-连接酶：连接DNA片段

⑥DNA复制的重要性：

-维持生物体的遗传稳定性

-传递遗传信息给后代

-为生物进化提供基础课堂1.课堂评价：

-提问环节：通过设计开放式和封闭式问题，检验学生对DNA分子结构和功能的理解。例如，提问“DNA分子由哪些基本组成单位构成？”和“请解释DNA双螺旋结构的特点及其意义。”

-观察学生参与度：注意学生在课堂活动中的参与程度，如小组讨论、实验操作等，评估他们的积极参与和合作能力。

-实时反馈：在讲解过程中，通过学生的表情、肢体语言和回答问题的情况，及时调整教学节奏和内容，确保学生能够跟上教学进度。

-小组展示：组织学生分组展示他们对DNA复制过程的理解，通过学生的表现评价他们的知识掌握情况和团队协作能力。

-实验操作评价：在DNA提取实验中，观察学生的实验技能，如操作规范、数据记录、结果分析等，以评估学生的实验能力。

2.学生互动评价：

-课堂讨论：鼓励学生在课堂上积极提问和回答问题，评价他们的思维活跃度和对知识的深入理解。

-角色扮演：通过角色扮演活动，如模拟DNA复制过程，评价学生的参与度和对知识点的应用能力。

-反思日记：课后要求学生撰写反思日记，记录他们在课堂学习中的收获和困惑，以便教师了解学生的自我评价和学习需求。

3.作业评价：

-作业批改：对学生的作业进行详细批改，关注他们在知识点的掌握程度和错误类型。

-个性化反馈：针对学生的作业，提供个性化的反馈，指出他们的优点和需要改进的地方。

-定期回顾：定期回顾学生的作业，跟踪他们的学习进步，确保他们能够持续提升。

-家长沟通：与家长沟通学生的作业情况，共同关注学生的学习进展，形成家校共育的良好氛围。

4.教学效果评估：

-定期测试：通过课堂小测验或单元测试，评估学生对本章节知识的掌握程度。

-学生自我评价：引导学生进行自我评价，反思自己的学习方法和效果。

-教学反思：教师定期进行教学反思，总结教学经验，改进教学方法，提高教学质量。

5.调整教学策略：

-根据课堂评价结果，及时调整教学策略，如改变教学节奏、增加互动环节、提供额外的辅导等。

-针对不同学生的学习需求，提供个性化的辅导和资源支持，确保每个学生都能达到学习目标。课后作业1.实验报告：

-题目：DNA提取实验报告

-说明：要求学生根据DNA提取实验的过程，撰写实验报告，包括实验目的、原理、材料与试剂、操作步骤、实验结果和讨论等部分。

-答案示例：

实验报告

实验目的：从植物细胞中提取DNA。

原理：利用盐析法从细胞中提取DNA。

材料与试剂：新鲜的植物叶片、NaCl溶液、蒸馏水、玻璃棒等。

操作步骤：

1.将植物叶片剪碎，加入适量的NaCl溶液。

2.混匀后用玻璃棒搅拌，观察DNA析出。

3.将析出的DNA溶解于蒸馏水中。

4.观察溶液的颜色变化，确认DNA的存在。

实验结果：溶液呈现淡黄色，证明DNA提取成功。

讨论：通过实验，我们了解到NaCl溶液的浓度对DNA的提取有重要影响。

2.解题练习：

-题目：解释DNA复制过程中半保留复制的原理。

-说明：要求学生解释半保留复制的概念和原理，并举例说明其在生物体中的重要性。

-答案示例：

半保留复制是指在DNA复制过程中，每条DNA单链作为模板，合成一条新的互补链，形成两个子代DNA分子，每个子代DNA分子都含有一条亲代链和一条新合成的链。

原理：在DNA复制过程中，DNA聚合酶在原有DNA链上添加互补的碱基，以保持DNA双螺旋结构的稳定性。

重要性：半保留复制确保了遗传信息的稳定传递，使生物体的遗传特征得以保持。

3.论文摘要：

-题目：撰写一篇关于DNA结构的论文摘要。

-说明：要求学生概述DNA结构的发现历程、主要结构和功能，以及其研究意义。

-答案示例：

论文摘要

DNA结构的研究始于20世纪50年代，沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构，为遗传信息的传递提供了重要依据。DNA分子由碱基对、脱氧核糖和磷酸构成，双螺旋结构使其具有稳定性，能够携带大量遗传信息。DNA结构的研究对于理解遗传机制、开发新型药物和基因治疗具有重要意义。

4.应用题：

-题目：解释以下遗传病如何由DNA突变引起。

-说明：要求学生解释镰刀型细胞贫血症和囊性纤维化等遗传病的DNA突变类型和致病机理。

-答案示例：

镰刀型细胞贫血症：由于血红蛋白基因中的一个碱基突变，导致血红蛋白分子结构异常，使红细胞呈镰刀状，引起贫血。

囊性纤维化：由于CFTR基因突变，导致CFTR蛋白功能异常，引起胰腺分泌的消化酶无法正常排出，导致胰腺纤维化。

5.写作题：

-题目：论述DNA技术在医学领域的应用。

-说明：要求学生讨论DNA技术在基因诊断、基因治疗、疾病预防等方面的应用。

-答案示例：

DNA技术在医学领域的应用包括：

1.基因诊断：通过检测DNA序列变异，诊断遗传病和肿瘤等疾病。

2.基因治疗：通过基因编辑技术，修复或替换受损基因，治疗遗传病和某些癌症。

3.疾病预防：通过DNA检测，发现潜在的遗传风险，提前预防疾病的发生。

4.个性化医疗：根据患者的基因信息，制定个性化的治疗方案，提高治疗效果。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法的运用：在讲解DNA复制过程中，引入实际案例，如基因编辑技术在医疗领域的应用，让学生在具体案例中理解抽象概念，提高学习兴趣。

2.多媒体教学资源的整合：结合教材内容，制作多媒体课件，将DNA结构、复制过程等知识点以图片、动画等形式呈现，增强课堂的直观性和趣味性。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对DNA结构的理解不够深入：在教学过程中，部分学生对DNA的双螺旋结构和碱基配对规则理解不够，需要加强教学引导。

2.实验操作技能有待提高：在DNA提取实验中，部分学生的实验操作不够规范，需要加强对实验技巧的培训和指导。

3.作业反馈不够及时：在批改作业时，反馈不够及时，导致学生对知识的掌握程度不够明确，需要改进作业批改和反馈方式。

反思改进措施（三）

1.深化学生对DNA结构的理解：在讲解DNA结构时，通过实物模型、动画演示等方式，帮助学生直观理解DNA的双螺旋结构和碱基配对规则。

2.加强实验操作技能培训：在实验课前，组织学生进行实验操作技能的培