制作DNA双螺旋结构模型实验教案

制作DNA双螺旋结构模型实验教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能够理解DNA双螺旋结构的基本组成单位及其连接方式。学生熟练掌握制作DNA双螺旋结构模型的方法和步骤，准确模拟出DNA的空间结构。通过模型制作，深入理解DNA分子结构与遗传信息传递之间的关系。2.过程与方法目标经历观察、思考、讨论、设计和动手制作等过程，培养学生的科学探究能力和创新思维。在小组合作制作模型的过程中，提高学生的团队协作能力和沟通交流能力。学会运用模型方法来研究生物学问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。3.情感态度与价值观目标体验科学探究的乐趣，激发学生对生物学的学习兴趣和探索欲望。培养学生严谨的科学态度和勇于创新的精神，增强学生的科学素养。通过小组合作，培养学生的团队合作意识和责任感，体会合作带来的成功喜悦。

二、教学重难点1.教学重点理解DNA双螺旋结构的组成成分（脱氧核苷酸、碱基互补配对原则等）及其空间结构特点。掌握制作DNA双螺旋结构模型的具体方法和步骤，确保模型结构的准确性和科学性。2.教学难点如何引导学生通过模型制作深入理解DNA分子结构的稳定性、多样性和特异性。在模型制作过程中，如何培养学生的创新思维，使学生能够对传统模型进行改进和完善。

三、教学方法1.讲授法：讲解DNA双螺旋结构的基本概念、组成成分、结构特点以及制作模型的原理和方法，使学生对本节课的知识有一个系统的了解。2.演示法：通过展示DNA双螺旋结构的实物模型、图片、动画等，直观地呈现DNA的空间结构，帮助学生更好地理解抽象的知识。3.讨论法：组织学生讨论DNA分子结构与遗传信息传递的关系、模型制作过程中遇到的问题及解决方案等，激发学生的思维，促进学生之间的交流与合作。4.实践法：让学生亲自动手制作DNA双螺旋结构模型，在实践中加深对知识的理解和掌握，培养学生的动手能力和创新能力。

四、教学准备1.教师准备制作多媒体课件，包括DNA双螺旋结构的图片、动画、视频等资料，用于课堂教学展示。准备制作DNA双螺旋结构模型的材料和工具，如硬纸板、塑料片、铁丝、剪刀、胶水、彩笔等，确保材料充足且质量良好。提前制作好几个标准的DNA双螺旋结构模型，作为课堂展示和学生参考的样本。2.学生准备预习教材中关于DNA双螺旋结构的相关内容，初步了解DNA的组成成分和结构特点。分组：按照学生的兴趣和特长将学生分成若干小组，每组46人，并确定小组组长。

五、教学过程

（一）导入（5分钟）1.播放一段关于基因工程的视频片段，视频中展示了通过对DNA进行操作来改变生物性状的神奇现象。2.提问引导：同学们，在刚才的视频中，我们看到了DNA对生物的重要影响。那你们知道DNA到底是什么样子的吗？它有着怎样独特的结构才能承载如此重要的遗传信息呢？今天就让我们一起通过制作模型来揭开DNA双螺旋结构的神秘面纱。

（二）知识讲解（10分钟）1.利用多媒体课件展示DNA分子的化学组成，详细讲解脱氧核苷酸的结构。介绍脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成，通过图片展示三种成分的结构特点以及它们之间的连接方式。强调四种含氮碱基（腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鸟嘌呤G、胞嘧啶C）的差异，为后续讲解碱基互补配对原则做铺垫。2.讲解DNA双螺旋结构的主要特点展示DNA双螺旋结构的示意图，从整体上介绍DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋而成的双螺旋结构。强调两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则（A与T配对，G与C配对），碱基对的排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性。通过举例说明碱基互补配对原则在遗传信息传递中的重要性，如DNA复制过程中，通过碱基互补配对保证了遗传信息准确无误地传递给子代。

（三）模型制作原理与方法介绍（10分钟）1.展示提前制作好的DNA双螺旋结构模型，向学生介绍模型制作所选用的材料及其代表的化学结构。用硬纸板剪成不同形状代表磷酸、脱氧核糖和碱基，铁丝表示连接各部分的化学键。强调在制作过程中要遵循DNA双螺旋结构的特点，如两条链的反向平行、碱基互补配对等。2.详细讲解模型制作的步骤首先制作脱氧核苷酸模型：将代表磷酸的硬纸板、脱氧核糖形状的塑料片和相应碱基的彩纸片用胶水依次粘贴在铁丝上，形成一个脱氧核苷酸单体。然后构建一条脱氧核苷酸链：按照一定的顺序将多个脱氧核苷酸单体通过铁丝连接起来，注意相邻两个单体之间磷酸与脱氧核糖的连接方式。接着构建另一条互补链：根据碱基互补配对原则，确定与第一条链上各碱基互补的碱基，并按照相同的方式构建第二条链。最后将两条链通过氢键（用小纸条模拟）连接起来，盘旋形成双螺旋结构。在连接过程中，要注意调整两条链的间距和螺旋的角度，使其符合DNA双螺旋结构的真实形态。

（四）小组制作（20分钟）1.学生分组，每组领取一套制作模型的材料和工具。2.各小组根据教师讲解的方法和步骤，讨论并制定具体的制作计划。小组内分工明确，确定每个成员的任务，如有人负责裁剪材料，有人负责粘贴组装，有人负责检查核对等。讨论在制作过程中可能遇到的问题及解决方案，鼓励学生发挥创新思维，尝试对模型进行改进。3.学生开始动手制作DNA双螺旋结构模型，教师巡视各小组，及时给予指导和帮助。观察学生的制作过程，发现学生存在的问题并及时纠正，如碱基配对错误、链的方向不正确、螺旋结构不标准等。鼓励学生提出疑问，解答学生在制作过程中遇到的各种困惑，引导学生思考如何更好地体现DNA结构的特点。对于学生的创新想法和改进措施给予肯定和鼓励，如改变模型的材料使用、优化连接方式等，激发学生的创新热情。

（五）展示与交流（10分钟）1.每个小组推选一名代表，向全班展示并介绍本小组制作的DNA双螺旋结构模型。阐述小组在制作过程中的思路和方法，重点介绍如何体现DNA双螺旋结构的特点以及对模型进行的创新之处。展示模型的独特设计或改进亮点，如采用了更轻便、更易操作的材料，或者对碱基对的表示方式进行了创新等。2.其他小组的学生进行提问和评价，共同探讨各小组模型的优点和不足之处。提问可以围绕模型的结构准确性、创新性、制作工艺等方面展开，如"你们小组是如何保证两条链的反向平行的？""这种创新的设计有什么意义？"等。评价要客观公正，既要肯定各小组的努力和成果，也要指出存在的问题并提出改进建议。通过交流讨论，促进学生之间的相互学习和共同提高。3.教师对各小组的模型进行总结评价对每个小组的模型进行全面点评，肯定学生在制作过程中的积极态度、创新思维和团队协作精神。针对学生模型中普遍存在的问题进行集中讲解和纠正，强调制作DNA双螺旋结构模型时需要注意的关键要点，如碱基互补配对的准确性、双螺旋结构的稳定性等。对表现优秀的小组进行表扬和奖励，激励学生在今后的学习中继续保持积极探索的精神。

（六）课堂总结（5分钟）1.引导学生回顾本节课的主要内容，包括DNA双螺旋结构的组成成分、结构特点以及制作模型的过程和方法。2.强调DNA双螺旋结构对于遗传信息传递和生物遗传变异的重要意义，进一步深化学生对DNA分子结构的理解。3.总结学生在本节课中的表现，鼓励学生在课后继续探索生物学的奥秘，培养科学探究能力和创新精神。

（七）课后作业1.利用课余时间进一步完善自己小组制作的DNA双螺旋结构模型，使其更加准确和精美。2.查阅资料，了解不同生物的DNA分子结构特点，思考为什么不同生物的DNA结构会有所差异，撰写一篇简短的心得体会。

六、教学反思通过本节课的教学，学生亲自动手制作DNA双螺旋结构模型，在实践中深入理解了DNA分子的结构特点，较好地达成了教学目标。在教学过程中，学生表现出了浓厚的兴趣和积极的参与度，小组合作也较为顺利，培养