2.5核酸是遗传信息的携带者（教学设计）（表格版）

《核酸是遗传信息的携带者》教学设计
一、教学目标
1.通过对DNA和RNA的化学组成和排列顺序多样性的分析，明确核苷酸是核酸的基本组成单位，并从结构与功能观的角度理解核酸是遗传信息的携带者。（生命观念）
2.通过对多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的结构单体进行分析，归纳概括出生物大分子以碳链作为基本骨架，并阐明生物大分子对细胞生命活动的重要意义。（科学思维)
3.基于DNA指纹技术在DNA鉴定中的重要作用，理解生物科学技术的现实应用意义。(社会责任）
二、教学重难点
1.教学重点
(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
(2)生物大分子以碳链为骨架。
2.教学难点
(1)核酸的种类及结构。
(2)生物大分子以碳链为骨架。
三、教学过程
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
导入 展示新冠肺炎流行期间核酸检测相关图片，引出探究问题:新冠病毒感染人体后，会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒。为什么可以通过核酸检测判断新冠病毒呢？ 观看图片，思考并回答问题。 通过学生熟悉的场景导入新课，让学生了解生物知识与生活的联系，激发学生的学习兴趣。
核酸的种类及分 布 介绍核酸的种类，结合DNA、RNA染色图分析其分布场所，提出问题：原核生物有DNA吗？如果有的话分布在什么地方？ 思考、回答问题。 让学生建立前后知识间的联系。
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
核酸的结构单位—核苷酸 核酸跟蛋白质一样，也是生物大分子，它的基本组成单位是核苷酸。 1.展示4个脱氧核苷酸的结构，简单提示各基团的名称，设置活动1：观察几种核苷酸，写出它们的结构通式。 2.展示脱氧核苷酸和核糖核苷酸的结构，提问：这两种核苷酸的在结构上的区别是什么？ 3.展示DNA和RNA在化学组成上的不同，说出脱氧核苷酸和核糖核苷酸碱基的异同 4.引导学生对8种核苷酸命名。 观察、讨论4种核苷酸的结构，写出结构通式。（1位学生在黑板上写） 积极观察、思考、讨论脱氧核苷酸和核糖核苷酸之间的异同，并尝试对8种核苷酸命名。 培养学生归纳概括、分析比较的科学思维。
核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.展示两个脱氧核苷酸之间的连接图，介绍3,5-磷酸二酯键。设置活动2：制作四种脱氧核苷酸的模型，仿照示意图完成四个核苷酸的连接。 巡视、指导小组活动，手机拍照投屏学生构建的模型，及时评价模型。 2.展示DNA和RNA的图片，引导学生归纳出DNA是脱氧核苷酸连接而成的长链，通常是双链；RNA是核糖核苷酸连接而成的长链，通常是单链。 3.列表比较DNA和RNA。 小组合作动手构建模型并展示成果。 让学生建构核苷酸链的结构模型，可以加深核苷酸形成核苷酸链的过程，达到突破难点的目的。 通过完成表格内容，明确DNA和RNA的异同，进一步培养学生归纳概括、比较分析的能力。
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
核酸是如何携带遗传信息的 1.展示在活动2中学生构建的脱氧核苷酸链，引导学生分析各小组构建的核苷酸链不同的原因。 2.提问：假设有一段由100个核苷酸组成的单链DNA片段，那么可以出现多少种核苷酸的排列顺序？ 3.引导学生归纳DNA的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中。 4.解释DNA的多样性与特异性 5.提问：生物体的遗传信息都蕴藏在脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序中吗？ 6.引导学生归纳：核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，核酸分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。 7.展示资料：镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白基因中发生了碱基序列的改变导致血红蛋白功能异常，引导学生归纳核酸的功能。 比较各小组构建的脱氧核苷酸链的不同以及对100个核苷酸组成的单链DNA可以出现的核苷酸排列顺序的种数进行演算，尝试分析DNA的多样性与特异性，理解遗传信息的含义。 思考并举例回答有些病毒的遗传物质是RNA，其携带的遗传信息贮存在核糖核苷酸的排列顺序中。 理解并归纳核酸的功能。 通过分析学生构建的模型以及数学演算，帮助学生理解DNA分子的多样性。 通过举例分析，让学生了解到并不是所有生物的遗传信息都贮存在DNA中。 让学生初步形成“结构决定功能” 的观念。
拓展应用 1.回归情境：新冠病毒感染人体后，会在呼吸道系统中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒，为什么可以通过核酸检测判断新冠病毒呢？ 2.DNA鉴定技术还有哪些方面的应用？ 应用所学分析解决实际生活中的问题，了解DNA鉴定技术的应用。 学以致用，培养学生的社会责任意识。
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
生物大分子以碳链为骨架 1.展示生物大分子图片，设置活动3：归纳生物大分子的结构特点：它们有什么共同之处？ 2.展示多糖、蛋白质、核酸的单体的结构图，指导学生仔细观察这些基本组成单位的结构式，从元素组成方面分析它们有何共同特征 引导学生归纳得出生物大分子以碳链为骨架以及理解碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命等结论。 理解生物大分子的种类、单体与多聚体的关系、单体的结构特点，理解生物大分子以碳链为骨架。 从核酸到其他生物大分子，理解生物界的统一性。
课堂小结 要求学生自主构建核酸的概念图。 展示教师构建的概念图 尝试自主构建本节课知识网络图。 让零散的知识系统化、结构化。
创新亮点
基于学情以及学生认知发展规律，本课在以下几个方面有创新之处：
1.情境贯穿始终，体会学以致用：以学生最熟悉的核酸检测场景导入对核酸的学习，最后又回归到情境,运用所学回答“为何核酸检测可以判断人体是否感染新冠病毒”问题，以及举例说明DNA鉴定技术在其他方面的应用，理解生物科学技术的现实应用意义。
2.教学主线遵循“结构”到“功能”，设置了2次模型建构：构建1个核苷酸的模型以及由4个脱氧核苷酸构成的核苷酸链，并从中体会DNA的多样性以及携带的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中。这样，既突破了教学的难点，同时也有效的培养了学生的科学思维能力。在核酸的功能教学中，适当补充了镰刀型细胞贫血症的资料，让学生体会到DNA在蛋白质合成中的作用，有效渗透了“结构决定功能”的生命观念。
3.适当给予学生学习的支架，以便更好的建构知识与概念：如在讲核酸的分布时，教师适当补充了DNA、RNA染色原理与染色结果图；在构建核苷酸模型之前，教师给出了4个脱氧核苷酸的结构，让学生观察后归纳结构模型；在构建脱氧核苷酸链之前，教师补充讲解了2个脱氧核苷酸之间的脱水缩合反应，提醒学生特别注意连接2个核苷酸之间的化学键（补充：磷酸二酯键）的位置……充分体现了用教材教而不是教教材的特点。通过这些方式，充实教材内容、给予学生学习的脚手架，有助于学生理解知识与建构概念。
4.合理利用信息技术辅助教学：如在活动2中，利用了手机拍照投屏方式展示学生构建的脱氧核苷酸链，非常直观地找到学生出现的错误。适当使用信息技术辅助教学，可有效提升课堂教学效果。