2022年高中生物 DNA的分子結(jié)構(gòu)教案 浙科版必修2

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1、2022年高中生物 DNA的分子結(jié)構(gòu)教案 浙科版必修2 【教材版本】 人民教育出版社高中生物(必修二)第三章第二節(jié):DNA的分子結(jié)構(gòu) 【設(shè)計(jì)理念】 1、提高科學(xué)素養(yǎng):本節(jié)教學(xué)對(duì)教材順序適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,將學(xué)生合作動(dòng)手構(gòu)建物理模型的過程分步進(jìn)行,與教材中的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型發(fā)現(xiàn)過程的資料分析相結(jié)合,構(gòu)建模型中發(fā)現(xiàn)科學(xué)家們?cè)龅降膯栴},通過新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和積極思考來加以解決,最終形成DNA雙螺旋模型。這樣通過模型構(gòu)建不僅促進(jìn)對(duì)DNA結(jié)構(gòu)知識(shí)的學(xué)習(xí)和深入理解;同時(shí)能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)家善于捕獲分析信息和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)及持之以恒的科研精神。 2、面向全體學(xué)生:通過將學(xué)生分成若干個(gè)小組,分組進(jìn)行模型建構(gòu),在

2、這個(gè)過程中讓每一個(gè)學(xué)生都經(jīng)歷“模型建構(gòu)”的過程,然后通過小組間的交流、比較和歸納,水到渠成得出DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn),同時(shí)體會(huì)科學(xué)發(fā)展史中蘊(yùn)含的科學(xué)方法和科學(xué)思想,達(dá)到在探究活動(dòng)中獲得知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)。 3、注重與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系:利用雙螺旋結(jié)構(gòu)在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)DNA的親切感,消除神秘感,為學(xué)生深入學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)降低心理門檻。 【教材分析】 1.知識(shí)結(jié)構(gòu)分析: 本節(jié)由DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型三部分內(nèi)容構(gòu)成。 2.知識(shí)發(fā)生發(fā)展過程分析: 本節(jié)內(nèi)容的編排順序是首先以資料形式介紹DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程,之后總結(jié)DNA

3、分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn),最后制作模型加深對(duì)DNA 分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解。 3.知識(shí)學(xué)習(xí)意義分析: 本節(jié)中介紹的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是DNA結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制以及DNA控制蛋白質(zhì)合成過程中遵循的重要原則;DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)是學(xué)生學(xué)習(xí)和理解遺傳學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí);DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)保證了DNA具有多樣性、特異性、穩(wěn)定性的特征,它是學(xué)生理解生物的多樣性、特異性、物種穩(wěn)定性本質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 4.教學(xué)建議與學(xué)法指導(dǎo)說明: 4.1采用聯(lián)系生活提出課題—→模型建構(gòu)呈

4、現(xiàn)探究過程—→討論得出DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)—→歸納總結(jié)—→反饋運(yùn)用的教學(xué)思路 4.2引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的過程,總結(jié)科學(xué)研究方法。 4.3以DNA模型為依托,培養(yǎng)學(xué)生的空間想像能力和歸納總結(jié)能力 4.4依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,推算DNA分子的堿基比例,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語言描述生命現(xiàn)象。 【學(xué)情分析】 1.原有認(rèn)知發(fā)展分析: 1.1高一學(xué)生具有一定的觀察能力,觀察的目的性、持久性、精確性和概括性都有明顯的發(fā)展; 1.1高一學(xué)生的分析推理能力正在進(jìn)一步發(fā)展,能夠通過現(xiàn)象分析事物的本質(zhì)。 2.原有知識(shí)結(jié)構(gòu)分析: 在高一學(xué)生的原有知識(shí)結(jié)構(gòu)中,有五部分內(nèi)容可以成為構(gòu)建新知識(shí)的認(rèn)知基礎(chǔ)

5、: 2.1必修一第二章第3節(jié)《遺傳信息的攜帶者》中核苷酸分子結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)DNA結(jié)構(gòu)的最基礎(chǔ)的知識(shí) 2.2必修一第三章第3節(jié)《細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心》中DNA的功能 2.3必修一第六章和必修二第二章細(xì)胞分裂中DNA復(fù)制現(xiàn)象 2.4必修二第三章第一節(jié)中DNA是遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程為進(jìn)一步探索DNA奠定的情感基礎(chǔ) 2.5報(bào)紙網(wǎng)絡(luò)等媒體中出現(xiàn)的DNA的介紹甚至是雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是學(xué)生深入學(xué)習(xí)DNA結(jié)構(gòu)的感性基礎(chǔ) 3.非認(rèn)知因素分析: 科學(xué)發(fā)展過程的資料充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探究的積極性,讓情感因素促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)。 【教學(xué)目標(biāo)】 1、知識(shí)與技能 概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 2.過程與

6、方法 通過制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的過程,培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力。掌握構(gòu)建物理模型的方法。 3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀 3.1體驗(yàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程,感悟科學(xué)研究中蘊(yùn)含的科學(xué)思想和態(tài)度 3.2體驗(yàn)尊重事實(shí),尊重客觀規(guī)律,善于反思,敢于質(zhì)疑,勇于實(shí)踐等方面的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神 【重點(diǎn)難點(diǎn)】 1、教學(xué)重點(diǎn): 1.1 DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。 1.2 制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 2.教學(xué)難點(diǎn): DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。 【教學(xué)環(huán)境】 ◆ 學(xué)習(xí)環(huán)境(多媒體教室); ◆ DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,自制磷酸、脫氧核糖和四種含氮堿基模型材料 ◆ 多媒體課件;

7、【教學(xué)方法】 1.教師的啟發(fā)式引導(dǎo)與學(xué)生的動(dòng)腦觀察、自主探索、合作交流相結(jié)合 2.學(xué)生自制模型教師評(píng)析與學(xué)生互評(píng)相結(jié)合 3. 課件和模型展示、板書、提問等常規(guī)教學(xué)手段相結(jié)合 【教學(xué)思路】 聯(lián)系生活提出課題—→模型建構(gòu)呈現(xiàn)探究過程—→討論得出DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)—→歸納總結(jié)—→反饋運(yùn)用 【教學(xué)過程】 1. 提出課題 2. 教師活動(dòng)1:通過課件—圖1至圖6展示各種物體圖片(其中有中關(guān)村的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的雕塑),提問:這些結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是什么?其中雕塑代表什么?生活中還有哪些構(gòu)造具有這樣的雙螺旋結(jié)構(gòu)? 學(xué)生活動(dòng)1:回答:雙螺旋結(jié)構(gòu),是DNA分子。并進(jìn)一步列舉出平時(shí)可能在各種媒

8、體上看到的DNA的結(jié)構(gòu)模型,或者生活中酷似DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的物件(如路燈、螺旋樓梯等) 教師活動(dòng)2:肯定學(xué)生對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),追問通過上一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),一句話概括你對(duì)DNA的知識(shí)? 學(xué)生活動(dòng)2:集體作答;DNA是主要的遺傳物質(zhì) 教師活動(dòng)3:DNA是遺傳物質(zhì),DNA分子必然攜帶著海量的遺傳信息,現(xiàn)在大家都來當(dāng)科學(xué)家,在了解了DNA分子的功能以后,大家想要進(jìn)一步了解什么?要解決這些問題首先要了解什么? 學(xué)生活動(dòng)3:DNA分子是如何攜帶遺傳信息的?DNA分子的遺傳功能是如何實(shí)現(xiàn)的? 要回答這些問題,首先要弄清DNA分子的結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)意圖: (1)利用具體圖片能激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)

9、生產(chǎn)生對(duì)DNA的親切感,消除神秘感,原來在我們的身邊處處有生命之美;并以此為學(xué)生深入學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)降低了心理門檻。 (2)溫故而知新:復(fù)習(xí)已掌握的有關(guān)DNA分子的知識(shí),引入新的內(nèi)容。 (3)強(qiáng)化生物學(xué)的基本觀點(diǎn),結(jié)構(gòu)是功能的基礎(chǔ)。 2.構(gòu)建DNA分子的平面結(jié)構(gòu)模型 教師活動(dòng)4:DNA分子的組成單位是什么?請(qǐng)用合適的材料展現(xiàn)出來(實(shí)物展臺(tái)展示學(xué)生的作品),注意三種分子的連接方式和四種堿基的表示方法,可以用四種不同比例的長方形也可以在長方形內(nèi)標(biāo)上堿基的代表字母。 學(xué)生活動(dòng)4:(課前分組準(zhǔn)備了若干脫氧核糖分子、磷酸分子和堿基分子,包括4種堿基分子) 分組展示脫氧核苷酸結(jié)構(gòu), A ?

10、 圖7 教師活動(dòng)5:我們知道DNA是脫氧核苷酸長鏈,請(qǐng)同學(xué)們?cè)囍炎约褐谱鞯乃膫€(gè)脫氧核苷酸連成長鏈,請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)說明脫氧核苷酸之間是如何連接的?四個(gè)核苷酸是怎樣排序的? 學(xué)生活動(dòng)5: 分組實(shí)物展臺(tái)展示,并用語言描述。 G C T A 圖8 教師活動(dòng)6:點(diǎn)評(píng)脫氧核苷酸長鏈的結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)相鄰的脫氧核苷酸之間的磷酸和脫氧核糖形成新的化學(xué)鍵,形成磷酸和脫氧核糖交替連接的長鏈。 不同組的同學(xué)展示的脫氧核苷酸長鏈的堿基排列順序不同,請(qǐng)問堿基排列順序不同的DNA分子是同一個(gè)DNA分子嗎?組成DNA的堿基(脫氧核苷酸)排列順序的千變?nèi)f化有什么意義嗎?DNA分子要蘊(yùn)藏足夠

11、的遺傳信息,脫氧核苷酸數(shù)量有什么特點(diǎn)? 學(xué)生活動(dòng)6:堿基排列順序不同,DNA分子也不同,每個(gè)DNA分子具有其獨(dú)特的堿基排列順序,也就是說帶有獨(dú)特的遺傳信息。DNA分子含有的脫氧核苷酸數(shù)量應(yīng)該很多。 教師活動(dòng)7:這樣可以蘊(yùn)藏大量遺傳信息。脫氧核苷酸單鏈?zhǔn)菬o法穩(wěn)定存在,那么由這樣的長鏈組成的DNA分子要具有怎樣的結(jié)構(gòu)才能穩(wěn)定存在并且遺傳給后代呢?近百年來科學(xué)家沒有找到能被人們公認(rèn)的答案,直到威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的衍射圖譜(課件展示)和相關(guān)數(shù)據(jù),沃森和克里克推斷出DNA是一個(gè)螺旋體。但是DNA究竟是幾條鏈組成的螺旋體呢?當(dāng)時(shí)有的知名科學(xué)家曾提出DNA的三鏈、四鏈模型,沃森和克里克也曾試

12、圖著做了三鏈結(jié)構(gòu),但都被科學(xué)界否定了。后來聯(lián)想到生命現(xiàn)象中常常出現(xiàn)成對(duì)的結(jié)構(gòu),如同源染色體等,沃森和克里克開始構(gòu)建DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)模型。請(qǐng)同學(xué)們分組構(gòu)建DNA雙鏈結(jié)構(gòu)。 學(xué)生活動(dòng)7:分為三個(gè)環(huán)節(jié)。分組構(gòu)建,組內(nèi)討論;實(shí)物展示,代表解說;其他組同學(xué)提出異議 預(yù)測出現(xiàn)兩種情況;情況一: 圖9 異議:兩條鏈如何連接在一起?教師補(bǔ)充:化學(xué)家否定了這種可能性 情況二:兩條鏈之間的堿基通過化學(xué)鍵結(jié)合 ? 圖10 異議:堿基如何結(jié)合?任意結(jié)合?能穩(wěn)定存在嗎? 教師活動(dòng)8:1952年春天,奧

13、地利的著名生物化學(xué)家查哥夫訪問了劍橋大學(xué),沃森和克里克從他那里得到了一個(gè)重要的信息:A的量等于T的量,G的量等于C的量。這給了沃森和克里克很大的啟示,同學(xué)們你們獲得了什么啟發(fā)嗎?請(qǐng)組內(nèi)討論,然后修正本組的模型??梢越M間相互交流脫氧核苷酸。 學(xué)生活動(dòng)8:得出下圖,其中堿基間有固定的配對(duì)方式:一條鏈中的A與另一條鏈中的T配對(duì),G則與C連接 C G A T G C T A ? 圖11 教師活動(dòng)9:先肯定學(xué)生的發(fā)現(xiàn),然后小結(jié):同學(xué)們通過讓堿基A T配對(duì),堿基C G配對(duì),成功地解釋了DNA分子的堿基數(shù)量關(guān)系。事實(shí)也正是如此,之后的研

14、究發(fā)現(xiàn)堿基間通過氫鍵連在一起,而且A與T有兩個(gè)氫鍵,G與C有三個(gè)氫鍵;通過這些氫鍵維持了DNA分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;并且嘧啶T、C結(jié)構(gòu)比嘌呤A、G小,形成AT堿基對(duì)和GC堿基對(duì)具有相同的形狀和大小,這也使得DNA分子具有穩(wěn)定的直徑;并能解釋DNA分子的復(fù)制。DNA雙鏈堿基間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系稱為堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 學(xué)生活動(dòng)9:邊觀察邊聽講邊理解 設(shè)計(jì)意圖:沿著構(gòu)建模型-----發(fā)現(xiàn)問題-----補(bǔ)充資料-----構(gòu)建模型-----到最終形成DNA結(jié)構(gòu)的平面模型的路線推進(jìn),分步實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)建。這個(gè)過程不僅促進(jìn)對(duì)DNA結(jié)構(gòu)知識(shí)的學(xué)習(xí)和深入理解;同時(shí)能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)家善于捕獲分析信息和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)及持

15、之以恒的科研精神。在探究中學(xué)生也能準(zhǔn)確地分析出現(xiàn)的問題并積極地涉及解決問題的辦法,并且有許多同學(xué)的想法與科學(xué)家的想法不謀而合,這樣縮短了科學(xué)研究與高中生之間的距離,借此激勵(lì)學(xué)生勇敢的走上科學(xué)研究之路。 3.總結(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 教師活動(dòng)10:展示DNA雙螺旋立體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)模型,要求學(xué)生與自己制作的平面模型相比較,回答課本49頁的思考與討論1 學(xué)生活動(dòng)10:獨(dú)立思考后作答,其他同學(xué)補(bǔ)充 (1)DNA是由兩條鏈組成的,具有穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 (2)DNA分子的基本骨架是由磷酸和脫氧核糖交替排列而成,排列在DNA分子的外側(cè)。 (3)DNA內(nèi)部是以堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成的堿基對(duì)。 教師活

16、動(dòng)11:這三點(diǎn)就是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn),結(jié)合課本49頁內(nèi)容和雙螺旋結(jié)構(gòu)模型進(jìn)一步完善DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。 學(xué)生活動(dòng)11:組內(nèi)討論后回答, (1)DNA兩條鏈反向平行。 (2)堿基對(duì)之間是通過氫鍵連接的。 設(shè)計(jì)意圖: (1)訓(xùn)練學(xué)生歸納,總結(jié)的能力。 (2)突出重點(diǎn),即DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。 4.應(yīng)用鞏固,設(shè)疑鋪墊 教師活動(dòng)12:出示練習(xí),指導(dǎo)討論。 圖12 練習(xí)1: 說出圖12中1-10代表的結(jié)構(gòu)名稱。

17、 練習(xí)2:根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,試推導(dǎo)出DNA分子的堿基之間數(shù)量關(guān)系。 學(xué)生活動(dòng)12:回憶思考后獨(dú)立作答練習(xí)1,其他學(xué)生補(bǔ)充。 分組討論練習(xí)2,交流后得出各種數(shù)量關(guān)系表達(dá)式。 設(shè)計(jì)意圖:鞏固DNA分子結(jié)構(gòu)并應(yīng)用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。 教師活動(dòng)13: l 通過本節(jié)課,你發(fā)現(xiàn)了什么? l 在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中,你還有什么不明白的? l 本節(jié)課后,你還想繼續(xù)探究什么? 學(xué)生活動(dòng)13:交流學(xué)習(xí)收獲、反思自己存在的問題。 設(shè)計(jì)意圖: (1)通過學(xué)生的交流反饋,評(píng)估“教學(xué)目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)程度。 (2)通過學(xué)生談“不明白”的地方,了解學(xué)生理解的深度。 (3)通過談“還想繼續(xù)探究什么”來引出下節(jié)內(nèi)容,如DNA如何進(jìn)行復(fù)制等。

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