浙科版必修2第二节《DNA的分子结构和特点》word教案.doc

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第二节《DNA分子的结构》
一、教材分析 
 《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修Ⅱ第三章第二节的内容，它由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构特点以及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容构成。与原教材相比，本节教材没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是以故事讲述的方式，以科学家沃森和克里克的研究历程为主线，逐步呈现DNA双螺旋结构模型的要点，并通过学生动手尝试建构DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的理解。本节教材在编排体系上体现了人们对科学观念的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。
DNA分子的双螺旋结构模型已经成为分子生物学的象征。从知识结构的角度看，本节内容既是对孟德尔遗传定律和减数分裂等相关生物学知识的深化理解，也是现代生物遗传学学习的基础，其中碱基互补配对原则是DNA结构、DNA复制以及DNA控制蛋白质合成过程中遵循的重要原则。学生通过科学的有效的学习，准确理解DNA分子的结构特点可以为以后相关知识的学习和理解奠定良好的基础。
二、教学目标
1、知识目标：（1）认识DNA分子的结构模型——双螺旋结构模型；
（2）概述DNA分子的结构的特点。
2、能力目标：制作DNA双螺旋结构模型。
3、情感、态度与价值观：
（1）体验模型构建在科学研究中的重要性；
（2）体验合作在科学研究中的重要性；
（3）体会科学探索过程的艰辛和乐趣。
（4）认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程
三、教学重点
1、DNA分子结构的主要特点。
2、制作DNA分子双螺旋结构模型。
四、教学难点
碱基互补配对原则。
五、重难点的突破方法
通过已知知识的复习，学生在了解DNA分子结构探索历程的同时，尝试构建DNA分子结构的模型，在体验科学探索的过程中获得新知。教学过程中以“基本单位—脱氧核苷酸长链—平面脱氧核苷酸双链—立体双螺旋结构”为主线逐步深入，以“基本单位是什么”，“脱氧核苷酸如何构成脱氧核苷酸长链”，“ 脱氧核苷酸长链如何构成DNA分子”、“碱基排列在螺旋内侧还是外侧”、“碱基对如何连接”等一系列质疑为切入点，激发学生的探索热情，引导学生动手构建模型并在观察分析的基础上总结并理解DNA分子的结构特点。
六、教学方法
探究法——针对制定的教学目标和学生已有的知识，采用引导式的教学模式，以问题激发学生探究，在探究中发现问题，各个击破解决问题。
模型构建法——学生在体验科学史的同时进行DNA分子结构的模型建构，亲历科学探索的历程，充分发挥学生学习的主体性。
教学过程中注意教师与学生的互动，以及学生和学生之间的互动，适时地引导学生，让学生自己去体验“发现”的乐趣。通过严密的逻辑推理层层深入，引导学生思考、活跃学生思维，增强学生对本课内容的兴趣，从而完成既定的教学目标。
七、学情分析
（1）学生已经了解了核酸的元素组成和DNA的基本单位，理解了有丝分裂、减数分裂和受精作用等过程的特点，懂得DNA是主要的遗传物质，这为学习新知识奠定了认知基础。
(2) DNA分子的结构是抽象的立体空间结构，学生的空间想象能力相对较弱，在教学过程中可通过学生自己动手制作模型、观察模型来认识DNA分子的双螺旋结构模型的结构要点以及特性。
（3）高中学生具备了一定的认知能力，对事物的探究欲比较强烈，但往往对探究的目的、过程以及结论的形成缺乏理性的思考，所以教师在学生探究的过程中要进行适当的引导。
八、学习方法
模型构建法——学生在分析相关资料的基础上动手构建物理模型，化抽象为形象。
分析归纳法——学会将模型建构过程中获得的信息进行汇总和分析，得出结论，养成善于分析，善于讨论交流的习惯。
合作学习法——在实践中提高合作能力、合作技巧，学会发扬各自特点，优势互补，资源共享，达到共同进步。
九、设计思想
“大胆尝试是成功的一半。”
本节课以新课程教学理念为指导，充分利用教材资源，创设情景，让学生围绕DNA分子结构的探索史开展自主探究活动。组织学生尝试构建DNA分子的结构模型，引导学生在探究中发现问题、积极思考、解决问题，让学生在“创造”中获取新知识，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程。在构建模型的探究中注意引导学生之间进行合作学习和讨论交流，共同完成探究过程；并在观察思考的基础上进行比较和归纳，水到渠成得出DN A分子结构的主要特点，同时体会科学发展史中蕴含的科学方法和科学思想，达到在探究活动中获得知识的教学目标。

十、课前准备
1．课件：DNA分子的结构的相关课件。
2．教具准备：学生准备制作DNA分子结构的材料。
十一、教学过程

教师的组织和引导
学生活动
教学意图
创设情景
导入新课
【展示图片】美国冷泉港DNA的雕塑
【设问】（1）这是矗立在被誉为“世界生命科学圣地”的美国冷泉港实验室的一个具有独特形状的雕塑，你以前见过这样的雕塑吗？
这就是DNA分子的结构模型
【提出问题】请同学们仔细观察这个雕塑有什么特点？）
通过学习，我们已经知道DNA是主要的遗传信息携带者。那么DNA分子是怎样储存遗传信息的呢？要回答这些问题，首先需要弄清DNA的结构。
学生观察

通过图片和提问引入，激发学生学习兴趣。
探究一
DNA的基本单位是什么？

模型构建一----
脱氧核苷酸
上学期我们已经学习了一些有关DNA的相关内容，我们一起来回顾一下。
【提问】1、组成DNA的基本单位是什么吗？（脱氧核苷酸）
2、每个脱氧核苷酸是由哪几部分构成的？
[讲述]圆形硬纸片代表磷酸基团，五边形代表脱氧核糖，四种颜色的长方形代表四种碱基，
（1分子脱氧核糖+1分子碱基=1分子脱氧核苷；1分子脱氧核苷+1分子磷酸=1分子脱氧核苷酸）

[展示]脱氧核苷酸的结构示意图（先展示核苷的结构，再连接磷酸分子）
3、组成DNA的碱基有哪几种？
（A－腺嘌呤，T－胸腺嘧啶，
C－胞嘧啶，G－鸟嘌呤）
[展示]四种碱基的结构示意图，比较嘌呤（双环）和嘧啶（单环）分子结构的差异。以及腺嘌呤脱氧核苷酸的结构示意图。
【讲述】 略长些的代表嘌呤，短的代表嘧啶；可以用双面胶模拟化学键，请同学们将这些小分子连接起来，制作出脱氧核苷酸模型。
【提问】脱氧核苷酸有几种？（四种）那么请同学们分组完成四种脱氧核苷酸的模型制作。
【引导】教师用多媒体展示正确的链接方法。（重点讲解碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系）
学生思考回答

学生思考，并从准备的模拟实验材料中找出对应的模型。

学生动手
制作DNA的基本单位模型。

复习回顾，为新内容的学习奠定基础

培养学生动手能力

培养学生的判断能力
探究二
4种脱氧核苷酸如何形成DNA分子？

模型构建二----脱氧核苷酸链

探究三
探究DNA 分子的碱基排列位置

模型构建三----脱氧核苷酸双链

【提问】1、4种脱氧核苷酸怎样才能连接成DNA分子呢？
【展示】用多媒体出示连接的方法。

【引导】引导学生观察幻灯片以及自己制作的模型，发现脱氧核苷酸链中碱基的排列顺序是可以不相同的这一特点。

【提问】脱氧核苷酸构成长链结构是当时科学界的共识。那么脱氧核苷酸长链是如何构成具有独特双螺旋结构的DNA分子的呢？
【资料】当时的很多科学家都积极参与了探索DNA分子结构的研究，其中最为执着的是沃森和克里克。他们以威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱为基础，推算出DNA呈螺旋结构。他们尝试构建过很多双螺旋和三螺旋的模型，构建了双螺旋结构模型。新的问题聚焦在“碱基排在螺旋外侧，还是螺旋内侧”。
【展示】碱基排在双螺旋外侧的示意图
【提问】碱基排列在外侧的模型合理吗？要求学生阅读教材P48相关材料，然后构建碱基排在双螺旋内侧的DNA结构模型。

【展示】完成情况较好的模型以及碱基排列在双螺旋内侧的示意图

引导学生讨论寻找解决问题的办法，
学生动手连接脱氧核苷酸长链，并展示成果

阅读相关资料，了解科学探索的历史

学生积极思考并尝试构建碱基排列在螺旋内侧的模型
激发学生积极思考，探究问题的能力

探究四
探究DNA 分子的双螺旋结构
模型构建

四--DNA分子的双螺旋结构
【提问】碱基对通过怎样的方式连接起来？
【展示】学生制作模型中两种不同的碱基配对方式。

【资料】奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。

【展示】按照碱基互补配对原则连接的结构模型。
【引导】如何将DNA分子的平面结构转变为立体的双螺旋结构？
【展示】DNA分子的双螺旋结构模型。

学生根据资料和组间评价，修改模型，并构建DNA结构立体模型。
培养学生思考和动手能力
探究五
观察DNA分子的双螺旋结构的特点
【观察】学生观察DNA分子的结构模型。
【提问】DNA分子的双螺旋结构有什么特
点？
【展示】结合DNA的双螺旋结构模型，逐点展开DNA分子的结构要点：
⑴两条链反向平行盘旋为双螺旋结构；
⑵外侧为磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架；
⑶内侧为氢键连接成碱基对，以碱基互补原则配对。（由此引出稳定性？？）
学生观察讨论

培养学生观察能力
探究六
模型分析：DNA分子的结构具有多样性和特异性

【引导】学生比较相邻组制作的模型是否相同，并尝试寻找出现差异的原因。
【总结】碱基排列顺序的多样性构成DNA分子的多样性，特定的碱基排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性。稳定性、多样性和特异性是DNA分子的双螺旋结构的三大特点。
对比模型，发现DNA分子结构的不同体现在碱基对的排列顺序不同。
观察模型，总结结论。
学生活动
【习题】出示相关的试题
学生思考回答
培养学生对新知识应用能力
归纳总结
【小结】引导学生对本节内容进行总结
【提问】本节课你们学到了哪些知识？
学生总结
培养学生的归纳总结能力
十二、板书设计：
第二节 DNA分子的结构
一、DNA分子的结构
脱氧核苷酸→脱氧核苷酸长链→DNA分子的双螺旋结构
（基本单位） （平面结构） （空间结构）
二、DNA分子的结构要点
1、.两条链；反向平行的双螺旋结构
2、.外侧：磷酸＋脱氧核糖――基本骨架
3、 内侧：碱基对（碱基互补配对：A=T, C≡G）
三、DNA分子的特性
1、.稳定性
2、.多样性
3、 特异性

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