高中生物必修2《第2章遗传信息传递的结构基础第2节DNA贮存遗传信息》436北师大教案设计.docx
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高中生物必修2《第2章遗传信息传递的结构基础第2节DNA贮存遗传信息》436北师大教案设计
1
生物必修2《DNA贮存遗传信息》教学设计
1、【设计思路】
《DNA的结构》先采取讲故事的形式，以科学家沃森和克里克的研究历程为主线，创设有利于学生开展探究性学习的情境，让学生尝试分析已有的科学认识，通过主体性教学，充分调动学生学习的积极性、主动性，实现对学生科学思维方法和科学探究能力的培养。
通过逐步呈现了DNA双螺旋结构模型的要点，学生尝试动手建构模型，加深对DNA分子结构特点的感性认识、理解和运用。
2、【教材分析】
教材内容方面：
《DNA的结构》是人教版高中生物必修二第三章第2节的内容，主要由DNA结构发现的历程、DNA分子结构的特点以及制作DNA结构模型三部分内容组成。
教材地位上：
《DNA的结构》是之前所学内容《核酸》《DNA是主要的遗传物质》等内容的深化，更为遗传与变异核心内容《DNA的》《基因的表达》《基因突变》以及选修《DNA技术》《基因工程》奠定基础。
因此，DNA分子结构在高中生物以及整个生物学科领域都占据了极其重要的位置。
3、【重点难点】
（1）通过对科学史学习和模型建构,说出DNA结构的主要特点
（2）理解和运用碱基互补配对原则
（3）制作DNA结构的三维结构模型
4、【学情分析】
知识方面：
学生通过必修一《核酸》的学习知道DNA的化学本质是四种脱氧核苷酸组成的有机大分子，并且已经知道它在生物体中所起的作用。
但是对于DNA分子的具体结构，以及遗传信息是如何储存在其中的原因尚不清楚。
能力方面：
高一学生已经具备了较强的数学推演能力，具有理解碱基互补配对原则并运用其进行计算的基础。
但是目前空间想象能力较为欠缺，动手能力较差。
心理方面：
近年来诸如“双螺旋”“转基因”“基因工程”等词语频繁出现在电视、报纸、网络上，学生对基因的本质，DNA的结构有强烈探知的好奇心。
5、【教学目标】
知识与技能目标
（1）
了解DNA分子结构发现史，能概述DNA分子结构的特点
2
（2）
尝试制作DNA结构的三维结构模型。
过程与方法目标
（1）通过自主互动的过程式教学,领悟DNA的结构以及结构特点。
（2）
通过尝试DNA双螺旋结构模型的制作，初步知晓科学探究的基本方法（如模型建构法，学科知识的交叉应用）
情感态度与价值观目标
（1）体验科学工作的方法和过程,
认同对遗传物质的认识是不断深化完善的过程
（2）在合作与交流中分享解决问题后的成就感
6、【教法设计】
为了突出重点突破难点，达到预定的教学目标。
教学过程中设计了导入新课、探索新知、巩固延伸的三步走教学思路。
首先在导入新课方面：
通过漫画“小蝌蚪找爸爸”，讨论社会热点——亲子鉴定，引起和激发学生兴趣。
其次在探索新知方面：
通过以新课程教学理念为指导，充分利用课程资源，引导学生以DNA分子结构的探索史为主线，将“制作DNA分子的结构模型”的活动有机地穿插其中。
在构建模型的探究活动中，引导学生学会合作学习、积极参与讨论交流，不断地发现问题和解决问题，让学生在“自我创造”中初步掌握DNA分子结构的特点。
最后通过模型分析、修改、拆分、补全等活动，加深学生对DNA分子结构特点的理解并引出下节课内容。
最后在巩固延伸方面：
以DNA双螺旋结构模型作为直观教具，引导学生理解DNA分子的双螺旋结构结构的组成要点，带领学生通过对碱基互补配对原则含义的深入认识和问题的变式讨论，在相关习题的解答中，达成知识目标的落实。
以及通过对社会生活热点问题的分析理解DNA结构特点的运用。
7、【学法设计】
通过填写《核酸》相关知识进行自我和相互评价,回顾前面所学的DNA的基本单位。
通过微课视频的观看了解DNA的发现史。
“DNA结构模型制作”的教学,先让学生小组合作制作，教师只是提出指导性意见，学会将模型建构过程中获得的信息进行汇总，通过讨论和交流，初步得出结论；养成在学习活动中友好合作，资源共享的科学探究习惯。
然后让每个小组展示其作品，并叙述小组合作制作模型的过程，以及作品介绍，然后让其他的同学来分析评价，充分的发挥学生的创造性及培养自主学习能力，学会模型制作的方法。
3
通过模型分析归纳出DNA结构特点，尝试利用结构特点来分析生物学相关知识运用于刑事案件、亲子鉴定等社会生活实际。
再通过模型修改、拆分、补全等活动理解和运用碱基互补配对原则。
8、【教学用具】
1、多媒体课件：
用PowerPoint制作的演示文稿（内有微课视频ＤＮＡ发现史等）
2、分组搭建DNA模型所需组件、DNA模型一个。
9
、【教学过程】
9.1
第一学时
9.1.1教学活动
活动1
【导入】讨论社会热点
教师的组织和引导:
通过漫画“小蝌蚪找爸爸”
讨论社会热点，引起和激发学生兴趣。
随着科学技术的发展，想要知道自己是否为父母亲生的，应该怎么做？
（亲子鉴定）亲子鉴定实质上是鉴定什么物质？
（DNA）为什么通过鉴定DNA就能做到？
要想知道亲子鉴定的原理我们首先得了解DNA分子的结构
学生活动:
参与讨论
设计意图:
利用社会热点激发学生的学习兴趣，创设情境，明确学习内容。
活动2
【学生自我和相互评价】复习巩固
教师的组织和引导:
通过学案复习的方式，组织学生根据必修一所学有关DNA知识，回顾下列内容：
1、组成DNA的元素是
2、DNA的基本单位是
有
种，原因是
有
种，即：
A、
3、画出其基本单位结构式简图：
4、试画出四种脱氧核苷酸聚合形成多核苷酸单链：
（教师积极的评价）
学生活动:
学生复习巩固已有知识，相互间批改和交流，分享其交流成果。
设计意图:
温故而知新，将已有的知识与新知识联系启发兴趣，培养探究。
活动3
【微课视频】引导分析DNA结构发现史
教师的组织和引导:
播放DNA结构发现史，呈现资料，引导学生一步步理解DNA的模型。
4
【资料一】首先是资料一：
DNA分子是由四种脱氧核苷酸（A、T、G、C）构成的长链。
简单回顾脱氧核苷酸结构后，让学生用手中的材料制作脱氧核苷酸的模型。
完成后设问：
那么这一个个脱氧核苷酸又是怎样构成DNA的呢？
然后让学生用刚才制作的脱氧核苷酸模型尝试构建DNA长链。
学生在这样有限的信息下，是无从下手的。
因此短暂的尝试后，随即向学生指出，在这样有限的资料下沃森和克里克跟大家一样也无从下手。
【资料二】于是展示资料二：
威尔金斯和富兰克林的X衍射照片。
并补充信息：
沃森和克里克根据威尔金斯和富兰克林提供的这张DNA衍射照片以及相关数据为基础，推测出DNA具有螺旋结构。
沃森和克里克在尝试了很多不同的双螺旋和三螺旋结构模型，在那些模型中，碱基位于螺旋的外部。
但这些模型很快被否定了。
在失败面前他们没有气馁，他们又重新构建了磷酸-脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋，事实证明这样的双链螺旋是较为合理的。
然后让学生根据这些信息，尝试构建出这个双链螺旋模型。
完成后展示各组的成果，引导学生观察对比，发现各个小组的结果有诸多不同，主要表现两条链间的关系上。
有的是碱基与碱基相对，有的是两条链上的碱基交替排列。
那么哪一种更加合理呢？
【资料三】展示资料三：
碱基成对存在。
让各组依据这一资料修改自己的模型，并展示结果，引导学生观察对比，发现各组碱基成对方式不一样。
有的相同的碱基配对，有的无明显规则或其他方式配对。
简单评价各组模型优劣，提出问题：
那么正确的配对方式应该是怎样的呢？
【资料四】展示资料四：
查哥夫碱基数量规律。
A=T
G=C。
根据这一信息，让学生推测出碱基应该是有怎样的配对规律？
并请各组修改自己的模型使之符合自己的推测。
完成后展示成果并点评。
并设问：
这样的模型是否真的就是正确的呢？
这样的模型与沃森和克里克当时构建的模型基本一致。
学生活动:
学生观看视频，填写导学案体，并验研究工作的方法和过程。
（一）（采用课前发学案预习的方式，学案结合教材P49的《思考与讨论》问题，学生回答检测其预习和观看效果）
1.构建此模型的科学家是？
（两位当时很年轻的科学家：
美国生物学家沃森和英国物理学家克里克）
2.DNA是由几条链组成？
（两条链）空间结构？
（双螺旋）科学家得出此结论的依据是？
（依据：
1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱。
）
3.DNA的基本骨架？
（磷酸-脱氧核糖）位于？
（双螺旋内侧）
4.碱基位于？
（内侧）如何配对？
（A-T，C-G）
刚开始的碱基配对是相同碱基配对，后来违反化学规律；为什么这样配对（依据）？
（依据：
1952年，奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：
腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量（A=T）；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量（G=C））
（二）模型构建过程中涉及的情感态度价值观教育（教师引导，学生思考）
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1.整个过程中涉及的科学家有哪些？
（沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林、查哥夫。
）
——科学研究需要科学家们的合作交流、相互借鉴
2.在发现DNA结构的过程中涉及哪些学科?
（生物、物理、化学等）
——科学研究需要学科之间的交叉、渗透
3.DNA分子结构模型的构建是一蹴而就吗？
（不是，经历了构建—被否定—重建的反复过程）
——科学研究是在不断探索、修正和完善中得以实现的
设计意图:
培养学生分析资料解决问题的能力。
对学生进行积极的评价,让他们维持对生物学学习的兴趣。
活动4
【活动】模型分析
教师的组织和引导:
引导学生观察比较三组模型间的不同之处。
学生活动:
学生在教师引导下可以总结出DNA分子间不同可以表现在：
碱基对（核苷酸）数量和各碱基比例上。
但如果碱基对的数量和比例都相同，两个DNA分子是否一定相同呢？
（学生比较小组之间的模型，思考，教师引导学生，逐步引出DNA分子的特性）
1.比较小组之间的模型，DNA模型的共同点是什么？
（a.脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序
b.碱基互补配对原则；
c.稳定的双螺旋结构；）——稳定性
2.碱基对的排列顺序一样吗？
（不一样，碱基对的排列顺序千变万化）——多样性
（补充：
对于一个碱基位置来说，可以有四种可能，那么对于一条DNA分子，如果有2000个碱基对，有多少种排列顺序？
42000碱基对的排列顺序就代表了遗传信息。
）
3.对于每个DNA分子，碱基对的排列顺序是特定的吗？
每一个DNA分子碱基对的特定排列顺序
——特异性
（亲子鉴定的原理：
亲子鉴定鉴定DNA分子结构，孩子的同源染色体，一条来自父方，一条来自母方，由于DNA分子的特异性，所以一条DNA和父亲相同，一条DNA与母亲相同。
）
设计意图:
利用自制的教具增加教学的直观性,促进学生对知识的理解突破难点
活动5
【活动】
计算、修改模型
教师的组织和引导:
设定一定的条件：
比如假设某DNA分子有20个碱基，其中腺嘌呤A占20%，请计算四种碱基A、T、G、C的数量，并用手中的材料搭建这样一个DNA分子的模型。
完成后随机选取两组结果展示并评价，选择正确的组提问计算过程。
教师重点讲解计算方法。
然后让有瑕疵的组修改自己的模型使之正确。
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