人教版高中生物必修2第三章《3.2.DNA分子的结构》教学设计（公开课教案及作业设计）（表格版）

人教版高中生物必修2第三章《3.2.DNA分子的结构》教学设计
课题 DNA分子的结构
课型 新授课√ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他
1.课程标准 概念3 遗传信息控制生物性状，并代代相传 3.1 亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上 3.1.2 概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息
2.教学内容 DNA分子结构是高中生物学必修2《遗传与进化》第3章第2节的内容。教材中介绍了碱基互补配对原则，这是DNA进行复制、转录、翻译过程中必须遵循的原则；DNA分子的双螺旋结构是学习和理解遗传学的必备知识，保证了DNA具有特异性、多样性和稳定性。从课程结构上看，本课内容起着承上启下的作用，在整个高中生物学中的分子生物学部分非常重要。
3.学情分析 学生已具备知识：学生在学习了必修1《分子与细胞》第2章“组成细胞的分子”后，已知核酸的类型及DNA的作用，结合本章第1节“DNA是主要的遗传物质”的学习，学生已理解了DNA作为遗传物质的证据，这些知识是构建DNA结构模型的基础。设计思路：学生根据学习目标，能提出问题。在教师的引导下，学生对DNA的组成和空间结构充满好奇，并希望能自己动手制作相关模型。本课新知：知识内容是DNA分子的结构和特点，重难点是构建DNA分子结构模型，难点突破策略是引导学生根据资料完成分配的个性化任务，合作学习构建DNA分子双螺旋结构模型。
4.学习目标 (1) 通过对资料和教材的阅读，获取相关信息，能够阐述DNA分子的平面结构，掌握运用证据证明结论的科学思维方法。 (2) 通过小组的分工合作，能够利用模型材料，逐步从脱氧核苷酸构建起DNA分子的平面结构，并认识到建立物理模型是表征DNA分子结构的重要方法。
5.评价任务 在学习“DNA双螺旋结构模型的构建”后，能够运用模型与建模的科学思维演示DNA分子由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构。在学习“DNA分子的结构”后，尝试制作DNA双螺旋结构模型，能运用创造性思维，阐述DNA分子碱基序列的排序编码了遗传信息，总结DNA分子的结构特点。
6.学习活动（任务） 课前自学学生活动任务1 通过阅读教材，描述DNA双螺旋结构模型的构建 DNA双螺旋结构模型的提出是多个科学家不懈努力的结果，阅读教材内容，完成下面的内容并思考。
1．构建者：美国生物学家 和英国物理学家 。 2．构建过程 提示：1.沃森 克里克 2.DNA的X射线衍射　A、G、C、T　螺旋　碱基　磷酸—脱氧核糖骨架　碱基　A=T　G=C　A与T　G与C 任务2 阅读教材内容，结合制作模型体验DNA分子双螺旋结构，并探讨下列问题。 1．DNA的结构层次 基本组成元素：C、H、O、N、P 　↓ 基本组成物质：磷酸、 、含氮碱基 　↓ 基本组成单位： (4种) 　↓ DNA单链：脱氧核苷酸链 　↓两条 DNA双链：DNA 结构 2．DNA分子双螺旋结构的特点 (1)DNA分子由两条链组成，两条脱氧核苷酸链按 方式盘旋成双螺旋结构。 (2)② 和① 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。 (3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律。碱基互补配对原则：⑤ 一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与⑦ 配对。 3．DNA分子的特性 (1) ：空间结构相对稳定。 ①位于外侧的基本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的，不会改变。 ②两条链间的碱基互补配对方式稳定不变，总是A与T、G与C配对。碱基对及其侧链基团对维持DNA分子的空间结构的稳定有着重要的作用。 (2) ：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目有差异，排列顺序多种多样。 (3) ：每一种DNA分子都有特定的碱基排列顺序。 提示：1.脱氧核糖 脱氧核苷酸 双螺旋 2. 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基 A(腺嘌呤) C(胞嘧啶) 3.稳定性 多样性 特异性课堂探究环节一：创设情景导入新课教师活动1 1.展示图片：北京中关村高科技园区的DNA雕塑。 2.这是坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，唯美，神秘又令人震撼。它坐落于这里，仅仅是因为他的美吗？肯定不是。因为他是现代高科技的标志，实际上也是奇迹与梦想的象征。为什么这么说？我们学习了DNA分子结构探究历程，自然就明白了。学生活动1 学生观察幻灯片所展示的图片。回顾课前预习的知识。活动意图说明：我通过这张美丽的图片导入并设问，希望激发学生的学习兴趣和探究热情，同时也为后边教学埋下了伏笔。环节二：体验科学探索 合作构建模型教师活动2 教师引导：上世纪50年代，DNA分子被确认为是遗传物质。一旦确认，许许多多的科学家都把矛头指向了他。当时科学界对DNA已达成共识；什么共识呢？就是DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接成的长链结构。 多媒体展示基本单位：四种脱氧核苷酸 引导学生构建四种脱氧核苷酸模型。大屏幕展示布置给学生的任务。 教师活动3 教师引导：这些基本单位是如何构成DNA长链的呢？请每个小组利用你们自己制作的脱氧核苷酸构建多核苷酸链。大屏幕展示布置给学生的任务。 教师巡视学生构建模型的情况。 教师活动4 教师引导：以上是上世纪50年代初科学家对DNA的认识，那么DNA的空间结构会是怎么样的？当时，在DNA的空间结构的研究方面，科学家们展开了一场激烈的竞赛。 教师引导：学生用手中材料体验沃森和克里克构建相同碱基配对的双螺旋模型。 教师发问：你发现了什么问题？ 教师活动5 教师引导:当沃森和克里克对着自己构建模型一筹莫展时，一位科学家重新点燃了他们的希望之火。展示并介绍科学家查哥夫的实验成果。 教师点拨：碱基互补配对原则：碱基A和碱基T配对，碱基G和碱基C配对，连接两碱基对的键称为氢键。 教师引导：学生用手中材料构建正确的碱基配对方式的DNA分子平面结构模型。 教师活动6 模型构建完成后，教师提示学生对构建模型进行检查和修正，在兼顾美观的基础上，保证模型的科学性。 教师总结：1962年，沃森和克里克以及威尔金斯因发现的DNA双螺旋结构，荣获诺贝尔生理医学奖。DNA分子结构的揭示具有划时代意义，它使生物学由细胞水平跨入到分子水平，这在当时是一个奇迹；同时沃森和克里克也实现了他们最初的梦想。所以说坐落于中关村的DNA雕塑不仅是现代高科技的标志，实际上也是奇迹与梦想的象征。学生活动2 学生构建四种脱氧核苷酸模型。 学生活动3 每个小组开始讨论和构建多核苷酸链模型。 学生活动4 每个小组尝试构建相同碱基配对的双螺旋模型。 同学们做了认真细致的观察，发现相同碱基配对的结构不稳定。 学生活动5 同学们依据正确的碱基配对方式以小组为单位构建DNA分子平面结构模型。 学生活动6 小组代表展示构建的DNA分子平面结构模型活动意图说明：本环节把DNA分子结构的探索历程和构建DNA双螺旋结构模型融为一体进行教学，学生不仅能更好体验科学家探索历程，领悟科学家的吸纳、合作、创新、严谨和锲而不舍的精神，而且沿着科学家探索历程一步步把DNA分子结构模型构建出来更能让学生与科学家们拉近距离，学生会感觉到：科学家能做的，我同样能做到。环节三：观察自制模型，掌握结构特点教师活动7 教师引导：同学们，我们再仔细观察各组制作的模型，看看他们存在哪些共同点？ 众生观察比较并进行热烈讨论。 生1：碱基配对方式相同。 生2：碱基的种类相同，都是四种。 生3：磷酸和五碳糖的链接次序一致，都是磷酸-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖交替链接。 教师：回答的不错。还有哪位同学要补充的吗？ 众生沉默。 教师追问：他们又有什么不同？ 生：碱基对的排列次序。 指定学生总结DNA分子的结构的主要特点，教师结合多媒体给予点评，规范其语言表达，重复描述DNA结构的三个主要特点。活动意图说明：学生自制的模型就是现成教具，让学生相互对比自制模型，潜移默化中增强了学生学习的主动性，提高学生课堂上对知识的同化速度，进一步突出了本节课的核心知识——概述DNA分子结构。环节四：提升拓展——碱基互补配对教师活动8 教师引导：现在请各小组统计自制模型中各种碱基数量和比例，汇总后把数据如实填写到表格中。（图表如下） ATGCA+GT+C(A+T)/(G+C)1组2组3组4组
每组学生代表如实填写 教师引导：学生分析统计表格中数据得出什么样的碱基数量关系？ 生1：A总是等于T，G总是等于C，A+G总是等于T+C 生2：不同的DNA分子(A+T)/(G+C)是不同的。 教师总结：回答的非常好，在双链DNA分子中，A总是等于T，G总是等于C。 嘌呤之和总是等于嘧啶之和；并且不同的DNA分子(A+T)/(G+C)是不同的，这体现了DNA分子的特异性。活动意图说明：这个环节使学生活跃的思维得到进一步拓展和提升，把课堂推向思维的高峰。环节五：归纳总结
7.板书设计 DNA分子的结构 一、DNA双螺旋结构模型的构建 二、DNA分子的结构 1.两条链，反向平行，双螺旋 2.外侧：脱氧核糖和磷酸，内侧：碱基 3.碱基互补配对：A和T配对，G和C配对 三、DNA分子结构特性 1.稳定性 2.多样性 3.特异性
8.作业设计 教材课后练习及以下3题 1．DNA分子的一条链中A＋G/T＋C＝0.4，上述比例在其互补链和整个DNA分子中分别是(　　) A．0.4和0.6　 B．0.6和0.4 C．0.6和1　 D．2.5和1 答案：D 2．从某生物组织提取的某双链DNA分子中，鸟嘌呤和胞嘧啶之和占全部碱基含量的46%，已知1号链的碱基中28%是腺嘌呤，22%是胞嘧啶，则1号链中鸟嘌呤占该链碱基总数的比例和2号链中的腺嘌呤占该链碱基总数的比例分别是(　　) A．24%　26%　 B．26%　27% C．28%　22%　 D．27%　26% 答案：A 3．如图是DNA分子结构模式图，请回答下列问题： (1)组成DNA的基本单位是[　]________。 (2)图中8所示结构与另一条片段通过____________原则互补构成双螺旋结构。 (3)若3为胞嘧啶，则4应是________(写中文名称)，两者之间通过________相连。 (4)构成DNA分子的碱基有________种，但由于________的排列顺序千变万化，因此构成了DNA分子的多样性。 (5)DNA分子外侧由________交替连接构成基本骨架，内侧是碱基。 答案：(1)[5]脱氧核苷酸　(2)碱基互补配对　(3)鸟嘌呤　氢键　(4)4　碱基(脱氧核苷酸)　(5)磷酸基团和脱氧核糖