2.5 核酸是遗传信息的携带者教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版（2019）必修1（表格版）

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《2.5 核酸是遗传信息的携带者》教学设计
课型：新授课
教材版本： 人教版（2019）必修1《分子与细胞》
授课年级： 高一
课时安排： 1课时
一、教材分析
本节《核酸是遗传信息的携带者》是《组成细胞的分子》一章的收官之作，也是连接分子结构与遗传信息的桥梁。教材从DNA指纹技术的实际应用引入，系统阐述了核酸的种类、分布、基本单位（核苷酸）、分子结构（核苷酸链），并深入分析了核酸的多样性与特异性，最终阐明核酸作为遗传信息携带者的功能。本节内容承上启下，既是对蛋白质、多糖等生物大分子知识的巩固与提升（以碳链为骨架），也为后续学习遗传的分子基础、基因表达等内容奠定基础。
二、学情分析
学生已经学习了糖类、脂质和蛋白质等生物大分子，对“单体-多聚体”的概念和“结构决定功能”的观点有了一定的理解。在生活中，学生对“DNA”一词并不陌生，知道其与亲子鉴定、破案有关，但对核酸的具体种类、结构层次、以及为何能携带遗传信息认识模糊。学生具备一定的化学和空间想象能力，但对于核苷酸连接方式、DNA双螺旋结构等微观结构仍需借助模型和动画来理解。教学中应充分利用学生的好奇心和已有知识，引导其从现象深入本质。
三、教学目标
核心素养 具体目标
生命观念 1. 阐明核酸的种类、分布和结构，理解“结构与功能相适应”的观念（如DNA双链结构与稳定性、RNA单链与功能多样性的关系）。
2. 认同核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子。
科学思维 1. 通过比较DNA和RNA的异同，培养比较、分类和归纳的思维能力。
2. 通过分析核苷酸排列顺序的多样性，推理核酸携带遗传信息的能力，发展逻辑推理能力。
科学探究 通过观察核苷酸结构模型、小组讨论构建核苷酸链等活动，体验科学探究过程，提高模型建构和合作交流能力。
社会责任 了解核酸在刑侦、医学等领域的应用（如DNA指纹技术），关注生物技术的社会价值，形成科学态度和社会责任感。
四、教学重点与难点
1. 教学重点：
(1) 核酸的种类、结构和功能。
(2) 生物大分子以碳链为骨架。
2. 教学难点：
(1)核苷酸的结构与连接方式（磷酸二酯键）。
(2) 核苷酸排列顺序与遗传信息的关系。
五、教学方法
(1) 问题导学法：以“DNA破案”情境贯穿课堂，驱动学生思考。
(2) 比较归纳法：引导学生比较DNA与RNA的异同，归纳核酸的结构层次。
(3) 模型建构法：通过图示、动画或物理模型展示核苷酸连接成链的过程。
(4) 探究讨论法：通过【探究活动】引导学生分析资料，自主构建知识。
六、教学手段
(1)多媒体课件（PPT）：展示DNA指纹技术应用、核酸分布、核苷酸结构、DNA/RNA空间结构图等。
(2) 动画/视频：播放“DNA指纹技术”、“核苷酸脱水缩合形成磷酸二酯键”、“DNA双螺旋结构”等视频。
(3) 模型展示：使用核苷酸模型教具演示连接成链的过程。
七、教学准备
教师准备： 制作多媒体课件，下载或制作相关动画视频，准备核苷酸结构模型（或绘制清晰的板图）。
学生准备： 预习教材P34-P37内容，回顾“单体-多聚体”概念。
八、教学流程
问题探讨（DNA指纹技术）
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新知探究一：核酸的种类与分布
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新知探究二：核酸的基本单位——核苷酸（结构、种类、比较）
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新知探究三：核酸的结构（连接方式、空间结构、多样性原因）
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归纳提升：核酸的功能与“碳链骨架”
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课堂小结与练习巩固
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布置作业
九、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
（一）情境导入
（5分钟） 1. 展示DNA指纹技术破案的图片和简短视频。
2. 提出问题探讨：
“为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？”
“根据DNA指纹图，谁是罪犯？”
3. 引导学生得出初步结论：DNA携带遗传信息，且不同个体的遗传信息有差异（特异性）。 1. 观看并思考，对DNA的神奇作用产生浓厚兴趣。
2. 讨论并回答问题，初步感知核酸（DNA）的功能。 1. 创设真实、有趣的情境，激发学习动机。
2. 直击核心功能，为后续学习核酸为何能携带遗传信息设下悬念。
（二）新知探究1：核酸的种类与分布
（5分钟） 1. 讲解核酸概念：介绍核酸的发现历史（从细胞核中提取的酸性物质）。
2. 讲解种类与分类依据：依据五碳糖不同，分为DNA（脱氧核糖）和RNA（核糖）。
3. 讲解分布：
DNA：主要分布在细胞核（拟核），少量在线粒体、叶绿体。
RNA：主要分布在细胞质。
4. 提问深化：“所有生物都同时含有DNA和RNA吗？”引出病毒只含一种核酸。 1. 了解核酸的由来和基本分类。
2. 记忆DNA和RNA的主要分布场所（口诀：DNA-核里呆不住？需修正：DNA主要呆在核里，RNA主要呆在质里）。
3. 思考并回答，理解病毒核酸的特殊性。 1. 构建基础知识框架。
2. 联系旧知（原核真核细胞结构），形成知识网络。
3. 辨析易错点，培养严谨的科学态度。
（三）新知探究2：核酸的基本单位
（15分钟） 1. 组织【探究活动1】：展示核苷酸结构图，引导学生分析其组成（一分子磷酸+一分子五碳糖+一分子含氮碱基）。
2. 讲解核苷酸通式与元素：明确元素组成为C、H、O、N、P。
3. 讲解核苷酸种类：
根据五碳糖不同，分为脱氧核苷酸（4种）和核糖核苷酸（4种）。
介绍碱基种类：DNA（A、G、C、T），RNA（A、G、C、U）。提供记忆口诀（如“爱他超过姑”）。
4. 组织【探究活动2】：引导学生对比DNA和RNA在化学组成上的异同，完成表格。 1. 观察结构图，归纳核苷酸的三部分组成。
2. 理解并记忆核苷酸的种类和命名方式。
3. 小组讨论，比较DNA和RNA的异同，完成表格。 1. 培养观察和归纳能力。
2. 夯实核心概念，为理解核酸结构打下基础。
3. 通过对比学习，清晰掌握DNA和RNA的区别，突破重点。
（四）新知探究3：核酸的结构
（15分钟） 1. 讲解连接方式：结合动画，讲解核苷酸通过脱水缩合形成磷酸二酯键，连接成核苷酸长链。
2. 讲解空间结构：
DNA：通常由两条脱氧核苷酸链按碱基互补配对原则（A-T, C-G）通过氢键形成双螺旋结构。强调其稳定性。
RNA：通常是单链结构，易变异，功能多样。
3. 分析多样性与特异性：
多样性原因：核苷酸数目多、排列顺序极其多样。
特异性：每个DNA分子有其特定的碱基排列顺序，即特定的遗传信息。
4. 解释导入问题：回顾DNA指纹技术，正是利用了DNA分子的特异性。 1. 观看动画，理解磷酸二酯键的形成过程。
2. 观察空间结构模型，理解DNA双螺旋的稳定性和RNA单链的灵活性。
3. 思考讨论：从结构层面理解核酸多样性和特异性的原因，并解释DNA破案的原理。 1. 突破难点，将抽象的化学连接和空间结构直观化。
2. 建立“结构决定功能”的深刻观念（DNA稳定利于遗传，RNA灵活利于功能多样）。
3. 首尾呼应，解决导入悬念，让学生体验学以致用的成就感。
（五）归纳提升
（5分钟） 1. 总结核酸功能：细胞内携带遗传信息的物质；在遗传、变异和蛋白质合成中起作用。
2. 构建“碳链骨架”观念：
- 回顾多糖、蛋白质、核酸的单体和多聚体关系。
指出单体均以碳链为基本骨架，从而阐明生物大分子以碳链为骨架的结论。
3. 介绍应用与价值：简要介绍核酸在刑侦、医学诊断、基因工程等领域的应用。 1. 归纳核酸的核心功能。
2. 将核酸知识融入已有的生物大分子知识体系中，形成更宏观的“碳链骨架”观念。
3. 感受生物科技的社会价值。 1. 巩固核心知识。
2. 实现章节知识的整合与提升，构建大概念。
3. 落实社会责任，开阔学生视野。
（六）巩固练习
（5分钟） 1. 投影“当堂训练”选择题和判断题。
2. 引导学生分析解题思路，重点讲解易错点（如核酸分布、DNA/RNA组成鉴别、生物遗传物质判断等）。 独立完成练习，积极思考，提出疑问。 及时反馈，查漏补缺，强化对核心概念和易混淆点的掌握。
（七）课堂小结
（3分钟） 引导学生从“功能→种类→基本单位→结构→多样性/特异性”的线索总结本节课内容。强调核酸是遗传信息的携带者，生物大分子以碳链为骨架。 在教师引导下，回顾、梳理本节课的知识脉络。 构建系统化知识网络，强化核心概念。
（八）作业布置
（2分钟） 1. 基础作业：完成课后练习，列表比较DNA和RNA的异同点。
2. 拓展作业：查阅资料，了解PCR技术在新冠病毒检测中的应用，并简述其原理与核酸知识的联系。
3. 预习作业：预习下一节内容《细胞膜的结构与功能》。 记录作业要求。 1. 巩固基础知识。
2. 联系科技前沿，深化理解，培养科学探究兴趣。
3. 承前启后。
十、板书设计
第5节 核酸是遗传信息的携带者
一、功能：携带遗传信息（遗传、变异、蛋白质合成）
二、种类与分布:DNA（脱氧核糖核酸）：细胞核（主）、线粒体、叶绿体
RNA（核糖核酸）：细胞质（主）
三、基本单位：核苷酸
(1) 组成：磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基
(2) 种类：脱氧核苷酸（4种）：碱基 A, G, C, T 核糖核苷酸（4种）：碱基 A, G, C, U
(3) 元素：C, H, O, N, P
四、分子结构
(1)连接方式：脱水缩合 → 磷酸二酯键 → 核苷酸链
(2)空间结构：DNA：双螺旋（双链，氢键，稳定）、RNA：通常单链（易变，功能多）
(3) 特性：多样性：核苷酸数目、排列顺序多样、 特异性：特定的碱基排列顺序代表特定的遗传信息
五、生物大分子以碳链为骨架
单体（葡萄糖、氨基酸、核苷酸）→ 多聚体（多糖、蛋白质、核酸）
十一、教学反思
本节内容概念精准，逻辑链条长，从化学组成到生物学功能跨度大。
成功之处：利用DNA破案导入，能迅速抓住学生注意力；通过对比DNA和RNA、分析结构多样性，有效落实了“结构与功能观”；最后提升到“碳链骨架”，完成了本章知识的整合。
待改进之处：核苷酸种类和碱基名称记忆量较大，部分学生可能感到枯燥；磷酸二酯键的形成和空间结构对学生的空间想象力要求较高。
调整思路：对于记忆内容，可设计趣味性的课堂快速抢答游戏。对于空间结构，除了动画，可以让学生用不同颜色的橡皮泥或纸片模拟不同碱基，动手制作一段简单的DNA双链模型，加深理解。课后提供结构式的简图供学生复习。