2.5 核酸是遗传信息的携带者 教学设计 高中生物学人教版（2019）必修1

高中生物教学设计
第2章 组成细胞的分子
第5节 核酸是遗传信息的携带者
（人教版2019必修1）
一、核心素养渗透
1. 生命观念：理解核酸作为遗传信息载体的结构与功能，形成“结构与功能相适应”的生物学观点。
2. 科学思维：通过模型构建、对比分析，培养归纳与演绎能力，理解生物大分子多样性的原因。
3. 科学探究：通过实验资料分析和动手操作活动，提升实验设计与问题解决能力。
4. 社会责任：结合DNA技术的应用案例，认识科学技术对社会发展的推动作用。
教学重难点分析
重点：
1. 核酸的种类、组成及功能。
2. DNA与RNA的化学组成差异及分布特点。
3. 生物大分子以碳链为骨架的结构共性。
难点：
1. 核苷酸的命名规则及核酸多样性的分子机制。
2. 生物大分子单体与多聚体的关系，碳链骨架的生物学意义。
教学准备
教具：DNA和RNA结构模型、核苷酸卡片、多媒体课件（含DNA鉴定视频、核酸分布图）。
学具：学生实验手册、卡纸、彩笔。
资源：教材配套图片、DNA指纹技术案例资料。
教学流程设计
一、创新导入：情境激发问题意识（10分钟）
1. 视频导入
播放《DNA指纹技术破案》短视频，展示刑侦人员通过DNA比对锁定嫌疑人的真实案例。
2. 问题链驱动思考
问题1：为什么DNA能成为破案的关键证据？
问题2：DNA与RNA在结构上有何不同？如何存储遗传信息？
问题3：生物体内的大分子（如蛋白质、核酸）为何以碳链为骨架？
设计意图：通过真实案例激发兴趣，引导学生从功能角度思考核酸的结构特点。
二、新知探究：核酸的结构与功能（30分钟）
环节1：核酸的种类与分布（10分钟）
活动1：阅读与归纳
学生阅读教材P34，完成表格：
核酸类型 分布（真核细胞） 分布（原核细胞） 分布（病毒）
DNA 细胞核、线粒体、叶绿体 拟核 DNA或RNA
RNA 细胞质 细胞质 无
活动2：模型制作
小组合作：用卡纸制作脱氧核苷酸（含A/T/C/G）和核糖核苷酸（含A/U/C/G）模型，对比五碳糖和碱基差异。
案例：
DNA核苷酸：脱氧核糖 + 磷酸 + 碱基（A/T/C/G）
RNA核苷酸：核糖 + 磷酸 + 碱基（A/U/C/G）
环节2：核酸的分子结构（15分钟）
活动3：结构通式绘制
学生绘制脱氧核苷酸与核糖核苷酸的结构通式，标注磷酸、五碳糖、碱基的位置。
脱氧核苷酸通式：
$$ \text{磷酸—脱氧核糖—碱基（A/T/C/G）} $$
核糖核苷酸通式：
$$ \text{磷酸—核糖—碱基（A/U/C/G）} $$
活动4：资料分析
提供实验资料：
资料1：DNA水解产物为脱氧核糖、磷酸、A/T/C/G。
资料2：RNA水解产物为核糖、磷酸、A/U/C/G。
讨论：DNA与RNA在组成上的异同点，填写对比表：
项目 DNA RNA
五碳糖 脱氧核糖 核糖
碱基种类 A、T、C、G A、U、C、G
组成元素 C、H、O、N、P C、H、O、N、P
环节3：核酸的功能与多样性（5分钟）
归纳总结：
核酸的功能：储存遗传信息、控制蛋白质合成。
多样性的原因：核苷酸排列顺序多样、数目差异。
案例：人类基因组计划揭示DNA序列的多样性。
三、深度学习：生物大分子以碳链为骨架（20分钟）
活动5：概念建构
问题链：
生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）的单体是什么？
这些单体的结构有何共同特征？
模型展示：
展示葡萄糖（多糖单体）、氨基酸（蛋白质单体）、核苷酸（核酸单体）的结构式，标注碳链骨架。
归纳：所有单体均以碳链为骨架，碳是生命核心元素。
活动6：综合应用
例题分析：
题目：豌豆叶肉细胞中，由A、C、T、U构成的核苷酸种类是多少？
解析：
DNA核苷酸：dAMP、dCMP、dTMP（3种）
RNA核苷酸：AMP、CMP、UMP（3种）
答案：6种。
四、课堂小结与板书设计（10分钟）
1. 课堂小结
核酸是遗传信息的载体，由核苷酸构成，DNA与RNA在结构和功能上存在差异。
生物大分子以碳链为骨架，体现“结构决定功能”的生命观念。
2. 板书设计
```
第5节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的种类与分布
1. DNA：细胞核（主）、线粒体、叶绿体
2. RNA：细胞质
二、核酸的分子结构
1. 基本单位：核苷酸
脱氧核苷酸：磷酸—脱氧核糖—碱基（A/T/C/G）
核糖核苷酸：磷酸—核糖—碱基（A/U/C/G）
2. 多样性：排列顺序多样
三、生物大分子以碳链为骨架
1. 单体共性：碳链骨架（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸）
2. 核心元素：碳
```
五、课后拓展与评价
1. 实践任务：查阅资料，撰写短文《DNA技术在现代医学中的应用》。
2. 习题巩固：完成教材P37课后习题，重点分析核酸结构与功能的联系。
教学反思
通过模型制作和案例分析，学生能直观理解抽象概念。
需加强核苷酸命名规则的练习，避免混淆脱氧核糖与核糖。