《第2节 DNA分子的结构》教学设计
一、教学目标
1.知识目标：
（1）简述DNA的分子组成；
（2）概述DNA分子结构及其特点。
2.能力目标：
（1）制作DNA双螺旋结构模型；
（2）通过多媒体课件和对DNA分子结构模型的直观观察来培养学生的观察能力和分析理解能力。
3.情感态度和价值观目标：
（1）体验科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的科学精神；
（2）认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）DNA分子结构的主要特点；
（2）制作DNA双螺旋结构模型。
2.教学难点
DNA分子结构的主要特点。
三、教学方法
??模型构建，多媒体辅助，小组讨论，讲授法，归纳法等。
四、课前准备
收集与DNA相关的时事资料，准备DNA分子结构零件模型以及DNA双螺旋立体模型，制作纸质DNA基本单位，制作与课题相关的多媒体课件等。
五、教学设计思路
新课标理念下的高中生物教学要在“面向全体学生”的基础上“提高学生的生物科学素养”，采取多种教学形式，重视“探究性学习”，“注重与现实生活的联系”，使学生达成知识、能力、情感态度与价值观的协调一致。
基于这个理念，在设计这节课时，我并没有按照教材中的顺序：先介绍沃森和克里克构建DNA双螺旋结构的研究历程，再概述DNA分子结构的特点，最后让学生动手尝试建构DNA双螺旋结构，加深对DNA分子结构特点的理解。而是先让学生自学DNA双螺旋结构构建历史，完成学案设计的相关问题，依据科学研究资料，逐步探究如何构建脱氧核苷酸、单链、平面双链、立体空间结构，从而一步一步地构建出DNA双螺旋结构模型。通过探究构建模型的过程，学生就会自然地了解DNA双螺旋结构的基本内容，同时还体验了科学家的研究历程，能够学习到科学家善于捕获分析信息和严谨的思维品质及持之以恒的科研精神。然后以构建好的DNA模型为依托，让学生根据老师提出的问题分析模型、主动探究得出DNA结构的有关知识，再由学生总结出DNA双螺旋结构的主要特点及特性。
六、教学过程
教学内容
学生活动
教师的组织和引导
设计意图及理论依据
导入新课：
通过“DNA指纹技术”创设情境，设置问题“为什么DNA可作为鉴定个人身份的依据？”导入
学生思考
问题导入：教师播放多媒体课件，在学生思考的基础上引出“DNA是怎样储存遗传信息的呢？我们说功能是与结构相适应的，所以要解决这个问题，首先要掌握DNA分子的结构及其特点。”
承上启下，导入新课，符合学生的认知水平，易于学生接受，有效调动学生学习兴趣，激发学生兴奋点，唤起学生强烈求知欲。
温故知新：
设置问题“DNA的组成元素是什么？基本单位是什么？”
学生思考并回答问题。
教师补充和鼓励学生，帮助学生有序回忆已学知识。
从基本单位入手转入本节课内容DNA结构的学习，用所学知识引出新问题，实现知识的连接。
探究新知：
探究一：DNA结构模型的构建
自主学习，合作交流：根据老师提供的资料按照“基本单位-单链-双链平面结构-双螺旋立体结构”的顺序构建DNA双螺旋结构模型。
【模型建构1】 脱氧核苷酸
【模型建构2】 一条脱氧核苷链
【模型建构3】 DNA双链结构
?
【模型建构4】DNA双螺旋结构（平面构型到立体构型）
1.学生自主学习教材P47—48科学家构建DNA双螺旋结构模型的科学史，尝试回答学案相关问题，可小组讨论完成。
2.回答学案相关问题。
3.整合掌握的信息，尝试利用手中的自制DNA模型积件，小组合作，构建DNA分子的结构模型，根据老师的提示认真观察、及时发现并纠正问题。
(1)动手构建DNA的基本单位
学生思考，一位学生来黑板展示，其他学生在学案上画出基本单位间的连接方式。
?
(2)动手构建DNA单链
学生根据教材49页图3-11，结合自己的理解回答问题。
（3）动手构建DNA双链结构
（4）动手构建DNA双螺旋结构
1.引导学生认真阅读课本，将学案上问题的答案用笔在教材上标出，养成良好的学习习惯，自己不能确定的可小组讨论。
2.对学生的回答予以补充和纠正。
3.引导学生从最简单的基本组成单位着手，教师巡视指导，展示学生的模型，引导学生认真观察、发现并及时纠正问题。
课件展示基本单位：
提出问题：由基本单位是如何构成一条链状结构的？基本单位之间如何连接？
提供基本单位卡纸。
课件展示DAN单链：
?
提出问题：两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？连接两条链的碱基如何配对?为什么？
课件展示DNA双链平面结构：
动画演示DNA由平面结构到立体结构的动态过程。
课件展示DNA双螺旋立体结构：
学生自主阅读课本，培养学生提取信息的能力。
以学生亲自动脑动手按照一定的顺序体验模型建构的科学研究方法，动手操作过程中让学生自己发现问题，分析问题，解决问题，培养生物学素养和分析解决问题的能力。
在活动过程中，现场发现、现场展示、共同讨论、及时纠正。在讨论中擦出火花，在理论和实践的思维碰撞中获得知识，得到结论。
探究二：DNA分子的结构特点
?
以老师提供的问题为提纲，阅读教材，小组可以讨论，总结DNA分子结构的特点。
按照问题的顺序回答问题，在说完第一个结构特点时，一名学生来黑板拼接DNA双链，其他学生在学案已有基础上画出另外一条链。
通过手中直观的双螺旋结构模型，引导学生归纳总结。在讲解DNA是反向平行的双螺旋结构时，让一名学生来黑板利用教师提供的例外两个基本单位将DNA的双链结构补全，直观展示，最后总结出“反向平行绕螺旋”、“骨架在外碱基内”、“碱基配对讲原则”的结构特点。
?
归纳总结，帮助学生完成“由感性到理性、由具体到抽象的认知过程。这符合学生的认识规律，掌握知识与发展智力相统一的规律，教师主导作用和学生主体作用相统一的规律，也体现教学的直观性、启发性原则。
探究三：DNA分子的特性
?
学生先根据自己手中的模型及与其他组模型比较尝试总结DNA的结构特性，之后听老师讲解。
指出DNA分子结构具有稳定性的原因，是有稳定的双螺旋结构以及磷酸和脱氧核糖交替连接的方在式不变和碱基互补配对的方式不变；特异性指每个DNA分子有特定的碱基排列顺序；多样性是因为碱基对的数量和排列顺序不同。
通过学习DNA分子的特性让学生知道为什么DNA可以作为鉴定个人身份的依据，首尾呼应，解决学生心中疑惑。
课堂小结
学生积极思考，回忆本节学习的相关内容。
根据板书及黑板上拼接的DNA模型对本节的知识进行总结。
帮助学生理清本节知识脉络，明确重难点，强化本节所学知识。
课堂巩固
做学案课堂检测
出示相关的习题
巩固本节学习的主要内容，培养学生从图形中提取信息和用生物学语言解决问题的能力。
课堂延伸
学生思考
课堂最后指出：沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋的那篇著名的论文中结尾处写到“在提出碱基特异性配对的看法后，我们又立即提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”
你能否根据我们今天学的DNA的结构的知识设想一下DNA分子是如何复制的？
整节课以问题开始，又以问题结束，不仅前后呼应，让学生不断的去思考，也为下节课的学习做好铺垫。
七、作业布置
完成课时检测
八、板书设计：
第2节DNA分子的结构
一、DNA结构模型的构建
二、DNA的结构特点
1.“反向平行绕螺旋”
2.“骨架在外碱基内”
3.“碱基配对讲原则”
三、DNA的结构特性
1.多样性
2.特异性
3.多样性
附1：导学案
《第二节DNA分子的结构》预习案
预习目标：
1.熟练掌握DNA的元素组成和基本单位。
2.熟读课本，初步思考如何构建DNA双螺旋结构模型。
预习提纲：
1.沃森和克里克于1953年提出了著名的????? 模型，并因此与威尔金斯共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
2.DNA又称??? ，组成它的基本单位是????（由一分子???????? 、一分子?????????、一分子????? 组成）。
组成DNA的碱基共有? 种（符号表示为??????? ），脱氧核苷酸
共? 种（名称是①?? ? ?、② ?? ???、
③???????? 、④???????? ）。
3. DNA的双螺旋结构是由??平行的????? 长链????而成，排在外侧的?????? 和????? 交替连接构成基本骨架，通过?????? 连接起来的????? 排列在内侧。碱基对的组成规律是? 与? 配对，??? （A）一定与????? （T）配对，????? （G）一定与???? （C）配对之亦然，这种一一对应的关系叫做?????? 原则。
初步思考：
1.脱氧核苷酸的三部分如何连接？用图示表示
?
2.一条链上的两个脱氧核苷酸如何连接？用图示表示
?
?
3.两条链上的两个脱氧核苷酸如何连接？用图示表示
附2：学案设计
第3章 基因的本质
第2节 DNA分子的结构
学习目标
1.构建DNA分子双螺旋结构模型；2.概述DNA分子结构及其特点。
学习过程
温故知新
1.DNA的元素组成: 5种元素。?
2.一分子脱氧核苷酸的化学组成:一分子 、一分子 、一分子 。?
3.脱氧核苷酸种类: 、 、 、 。?
探究新知
探究一:DNA结构模型的构建
[自主学习1]
沃森与克里克综合当时多位科学家的研究成果,确立了DNA双螺旋结构模型,两人的默契配合成为科学合作研究的典范。请根据教材P47~48科学史及P49图3-11讨论回答下列问题：
1.英国科学家威尔金斯和美国的科学家富兰克林做了哪些贡献?
2.奥地利生物化学家查哥夫指出碱基的数量关系是怎样的?
3.两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？连接两条链的碱基如何配对?为什么？
4.DNA是由几条链组成的?它具有怎样的立体结构?
[合作探究1]
分组合作,动脑动手利用手中的材料按步骤构建DNA模型。
1.构建DNA基本单位：
2.构建DNA一条脱氧核苷酸链，尝试用图示表示：
3.构建DNA双链，尝试用图示表示：
4.构建DNA双螺旋：
探究二:DNA分子的结构特点
[自主学习2]DNA分子双螺旋结构的主要特点:
1.DNA分子是由 条链组成的,并且按照 方式盘旋成 结构。?
2.DNA分子中的 和 交替连接,排列在 侧,构成基本骨架; 排列在内侧。?
3.两条链上的碱基通过 连接成 ,并且遵循 :即 和 配对, 和 配对。?
[合作探究2]
分组合作,同学们对下面的问题进行讨论、辨析和探究。
结合教材P51练习中T1图,观察A与T之间、G与C之间分别形成几个氢键?这与DNA分子结构稳定性有关系吗?
探究三:DNA分子的特性
[自主总结1]
1.稳定性:DNA分子中脱氧核糖与磷酸交替连接方式不变;两条链间碱基互补配对形成氢键将两条链连在一起。
2. :每种生物的DNA分子都有特定的碱基数目和排列顺序。?
3. :DNA分子碱基对数量不同;碱基对的排列顺序千变万化。?
课堂检测
1.下面是4位同学拼制的DNA分子部分平面结构模型,正确的是( )
2.下面是DNA的分子结构模式图，用文字写出图中1－10的名称。
1. 2. 3.
4. 5. 6.
7. 8. 9.
10.
课堂延伸
“在提出碱基特异性配对的看法后，我们又立即提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”
你能否根据我们今天学的DNA的结构的知识设想一下DNA分子是如何复制的？
课件24张PPT。√ATGCAATTGGGCCATCAATTGGGCCATCAATTGGGCCATC课时检测
1.DNA完全水解(彻底水解)后得到的化学物质是( )
A.四种脱氧核苷酸 B.氨基酸、核苷酸、葡萄糖
C.核糖、含氮碱基、磷酸 D.脱氧核糖、含氮碱基、磷酸
2.有一对氢键连接的脱氧核苷酸,已查明它的结构中有一个腺嘌呤,则它的其他组成应是( )
A.三个磷酸、三个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶
B.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胞嘧啶
C.两个磷酸、两个脱氧核糖、一个胸腺嘧啶
D.两个磷酸、两个脱氧核糖,一个尿嘧啶
3.下面关于DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.DNA分子任一条链中A=T,C=G
B.每个碱基分子均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C.每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连
D.DNA分子两条链上的A与T通过氢键相连
4.某同学在制作DNA双螺旋结构模型的实验中,按要求制作含20个碱基对的DNA片段。那么该同学需要制作长方形、五边形、圆形塑料片的数量依次是( )
A.20 20 20 B.30 30 30
C.40 40 40 D.20 30 40
5.DNA分子中,两条链上排列顺序不变的是( )
A.碱基对排列 B.四种脱氧核苷酸
C.脱氧核糖和磷酸 D.碱基和磷酸
6.已知1个DNA分子中有4 000个碱基对,其中胞嘧啶有2 200个,这个DNA分子中应含有的脱氧核苷酸的数目和腺嘌呤的数目分别是( )
A.4 000和900 B.4 000和1 800
C.8 000和1 800 D.8 000和3 600
7.如图为核苷酸链结构图,下列表述不正确的是( )
A.能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b
B.图中与每个五碳糖直接相连的碱基有1个
C.各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的
D.若该链为脱氧核苷酸链,从碱基组成上看,缺少的碱基是T
8.右图是DNA片段的结构图,请据图回答问题。
(1)图甲是DNA片段的 结构,图乙是DNA片段的 结构。?
(2)填出图中各部分的名称:
[1] 、[2] 、[3] 、[4] 、[5] 、[7] 。?
(3)[3]的中文名字是 。?
(4)DNA被彻底氧化分解后,[3]、[4]、[6]中能产生含氮废物的是 (用序号表示)。?
(5)从图中可以看出DNA分子中的两条长链是由 和 交替连接的。?
(6)连接碱基对的化学键是 ,碱基配对的方式有两种;即 与 配对; 与 配对。?
(7)从图甲可以看出组成DNA分子的两条链的方向是 的,从图乙可以看出组成DNA分子的两条链相互缠绕成有规则的 结构。?
