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視頻標簽：DNA,分子的結構
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物人教版必修2遺傳與進化第2節《DNA分子的結構》貴州省優課
教學設計、課堂實錄及教案：高中生物人教版必修2遺傳與進化第2節DNA分子的結構-貴州省優課
【教學設計思路】
新課標理念下的高中生物教學，是要在面向全體學生的基礎上，重視探究性學習和知識的獲得過程，培養學生的動手能力。同時注重培養學生的科學思維、科學方法、科學精神等生物學科學素養。基于新課程的這些理念，本節作為高中遺傳學部分的基礎，從分子水平上闡述DNA的雙螺旋結構，知識點的落實掌握成為本節教學的中心環節。其中的內容相對較為抽象，可以充分調動學生已有的知識和信息，進行思維訓練和動手能力的培養。
DNA分子的結構教學可以采用多種方法進行，為了使學生能夠對DNA的結構有更深入的了解和掌握，可以再現DNA結構的發現過程，這樣可以為學生提供一定的信息來對DNA結構的構建。讓學生經歷著發現過程，再通過小組的合作，動手搭建DNA分子結構模型，使得教學目標中的知識能力目標得以貫徹落實。最后通過舉例說明DNA分子結構的構建意義，從而完成情感態度價值觀目標。 【教學分析】 1.教材分析：
《DNA分子的結構》是人教版高中生物必修2《遺傳與進化》第三章第二節的內容，由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子的結構特點及制作DNA結構模型三部分內容構成。該節內容既是對已學孟德爾遺傳定律和減數分裂知識的進一步深入，更是學習整個遺傳部分的基礎。特別是其中的堿基互補配對原則幾乎每年高考都有涉及。
本節教材首先以講故事的形式介紹了沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的研究歷程，旨在使學生了解科學家的研究過程，學習和體會科學家們善于捕獲和分析信息，合作研究及鍥而不舍的科研精神。在引導學生了解DNA雙螺旋結構模型構建歷程的基礎上，本節又以簡潔的語言，圖文并茂地概述了DNA分子的結構特點，最后通過讓學生動手嘗試建構DNA雙螺旋結構模型，加深對DNA分子結構特點的理解。 2.學情分析：
學生已掌握核酸及脫氧核苷酸的相關知識，了解到DNA是主要的遺傳物質，這為新知識的學習奠定了一定的認知基礎。高中學生具備一定的認知能力，較強的抽象思維能力，對事物的探究有激情，并樂于參與動手探究活動，但往往對探究的目的性、過程、結論的形成缺乏理性的思考。 【教學目標】 1、知識與技能：
（1）了解DNA發現的過程； （2）掌握DNA分子的結構特點；
（3）能夠構建DNA雙螺旋結構模型，增強對DNA分子結構的觀察力與理解力。 2、過程與方法：
（1）通過小組討論分析，了解DNA作為遺傳物質的結構特點；
（2）通過DNA分子模型搭建，促使學生提出問題，并應用、整合知識解決問題； （3）通過比較分析各小組搭建的DNA模型，理解DNA分子的穩定性與多樣性在結構上的體現。
3、態度情感與價值觀：
（1）通過對DNA發現之旅的回顧，感受科學探索過程的艱辛，及科學家創造思維的智慧； （2）通過小組合作搭建模型，體驗探究DNA結構的思維過程，培養科學探索的興趣； （3）通過對DNA結構研究的應用實例的討論，培養學生發展得觀點看世界。 【重點與難點】
1、重點：DNA分子結構的結構特點的總結。 2、難點：DNA分子的結構模型的構建。 【教學策略】
啟發式教學、探究式教學、討論法等。 【教學過程】
課程進程 教師行為
學生行為 教學目的 引入：
2004年雅典奧運會上DNA螺旋結構的視頻播放。
上一節內容通過分析幾個經典的實驗探討了一個很重要的問題，構成染色體的重要組成成分DNA和蛋白質哪一種是生物體的遺傳物質。結論是DNA是主要的遺傳物質。
結構和功能總是相適應的，DNA有著強大的不可替代的功能，那么它的結構又是怎樣的呢？它的結構又是怎樣被發現的呢？這就是我們今天要探討的中心話題。
學生觀看并思考。
翻開書47頁
觀看視頻引發思考，再以結構和功能是相適應的，引出DNA的結構的發現之旅
DNA結構的發現之旅
在DNA的發現過程中，有許多的
科學家作出了非常卓越的貢獻，在DNA分子結構的研究過程中，在1953
了解DNA發現的過程年摘取桂冠的是兩位年輕的科學家，他們分別是沃森和克里克。
圖片：沃森和克里克在實驗室中搭建DNA分子結構的情形
簡要介紹沃森和克里克這兩位非常有名的學者。沃森美國生物學家，16歲獲得動物學學士學位，從而表現出在生命科學領域中極強的研究能力。21歲進入劍橋大學工作，從而結識了克里克。兩位學者都會DNA的結構非常著迷，于是開啟了他們對于DNA分子結構的發現之旅。
請同學們閱讀課本書上的資料部分的第一段和第二段，在閱讀過程中思考一下兩個問題：
1、沃森和克里克開始研究DNA結構時，科學界對DNA已有的認識有哪些？
2、威爾金斯和富蘭克林提供的什么材料使得沃森和克里克推算出了什么？
1911年美國生物化學學家萊文和瓊斯共同確定：DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸，它是有一分子的磷酸，一分子的脫氧核糖還有一分子的含氮堿基構成的。堿基種類有4種：A、G、C、T,從而構成了四種脫氧核苷酸。1952年威爾金斯、弗蘭克林提供DNA衍射圖譜并確定：DNA為雙鏈結構。 1952年理論化學家古倫德發現堿基間以氫鍵相連。哪兩種堿基相連還是沒有任何的規律可循？在1952年，奧地利生物化學學家查哥夫訪問劍橋大學的時候將他早期的一些研究給了沃森和克里克看，沃森和克里克看了以后非常高興，為什么會高興呢？展示查哥夫的研究成果。堿基含量是A=T，G=C。從而得到堿基配對方式是A與T通過形成氫鍵配對在一起，G與C配對在一起，這種一一對應關系稱為堿基互補配對原則。
1953年沃森深入研究DNA的衍射圖譜發現磷酸-脫氧核糖位于螺旋的外側，含氮堿基位于螺旋內側，而且兩條鏈
思考并回答
閱讀資料部分，思考討論并回答
學生思考與討論并回答
掌握DNA的基本組成單位
感受科學探索過程的艱辛，以及科學家創造思維的智慧。
的走向是反向的。
先連接一條鏈，回憶脫氧核苷酸之間的連接方式，再連接兩條鏈，走向相反。
1953年沃森、克里克構建DNA雙螺旋結構。
搭建DNA模型
根據已知的的信息，請同學們搭建模型。
在搭建之前先給學生介紹材料中不同結構代表的成分。引導學生先構建基本結構單位，再構建單鏈結構，兩條鏈之間通過氫鍵相連，值得注意的是兩條鏈的走向是相反的。
然后搭建好結構以后，對學生的成果進行展示。
以小組形式搭建DNA模型 掌握DNA的結構
培養科學探索的精
神
分析討論得到DNA分子的結構特點和特性。
結構特點的討論并板書
1、DNA分子由幾條鏈組成的？它具有怎樣的立體結構？兩條鏈的方向如何？
2、位于DNA外側的是什么結構？排列有什么規律？內側？
3、DNA中的堿基是如何連接在一起的？遵循什么原則？ 結構特性的討論并板書
1、比較不同小組的DNA結構有什么相同點、不同點？
2、DNA中的遺傳信息儲存在哪？ 3、每種生物DNA分子特定的堿基排列順序，體現了DNA分子的什么特性？
思考、討論并回答
為下個課時打基礎，模型留待下節課繼續使用。
思考與討論對于DNA分子結構研究的意義 舉例說明對DNA結構研究的應用實例。
思考與討論并回答
對于學生知識面的擴充
課堂總結
“一、二、三、四、五” 一個雙螺旋，兩條單鏈結構，三種化學成分，四種堿基組成，五種元
總結 對于本節內容的復習以及概括
素組成。
結束
生命科學的每一次突破都離不開新理論、新技術相互滲透融合的結果，但勿庸置疑，它首先是科學家個人創造性勞動的寶貴結晶。希望能有更多的同學將來能投入到生命科學研究中來，為人類創造更多知識“財富”。
激發同學們對生命科學求知的欲望
【板書設計】
3.2 DNA的分子結構
1、DNA分子結構的發現 2、DNA分子的結構
（1）雙螺旋結構的主要特點①反向平行的雙螺旋結構 ②骨架位于外側，堿基對位于內側 ③遵循堿基互補配對原則 配對：A與T，G與C （2）DNA分子的特性：穩定性 多樣性 特異性
【課后反思】
本節課的主要內容在于引導學生去探究并構建DNA分子的結構，先對DNA分子結構的探索歷程進行講解，在講解的過程中為學生提供相應的信息，讓學生根據所提供的信息構建出DNA分子的雙螺旋結構。學生利用所給的實驗材料，根據老師的提醒，自己動手搭建出模型，然后進行展示，在展示過程中，根據相應的信息來分析并評價學生構建的模型結構是否合理，并指出相應的錯誤的地方及時改正。接著根據學生制作的模型再以以問題的形式讓學生討論出DNA分子結構的特點和結構特性。最后環節是開放性的思考題，讓學生思考對于DNA分子研究的應用實例，開放性的問題打開學生的思維空間，活躍思維。最后以“一、二、三、四、五”的形式總結本次課程的所有內容。
在完成了本次課程以后，對此在教學過程中出現的問題做以下分析： 1、本節課在設計上有以下幾個出彩的地方：
（1）首先是通過雅典奧運會場中用激光打出來的DNA結構的視頻作為課題引入。整個視頻中展現的DNA雙螺旋的場景配著一定的背景音樂讓人覺得非常震撼，更能夠激發學生去探究這個結構到底是哪種重要物質的結構興趣？
（2）首先是對DNA分子結構的發現之旅講解的同時也在搭建相應的結構模型。對于本節內容，重點在于探索歷程，培養學生的探究能力。所以我將這個內容和模型搭建融合在一起是這節課的新穎之處。也為學生提供了相應的信息去構建結構。
（3）按照新課程理念，都以問題串的形式，引導學生搭建DNA分子的結構模型。再通過提問學生討論的形式引導學生分析問題和解決問題的能力。從而調動學生學習的積極性，加大學生的課堂參與度，提高課堂教學效率。
（4）將構建DNA分子雙螺旋結構模型這個驗證型實驗大膽地改為探究型實驗，學生能根據已有材料，通過小組合作，主動參與探究過程，由被動的接受知識變為主動的探究、獲取知識，并以問題串的形式提示學生構建模型過程中應注意的問題，讓學生在活動中有條理的進行思考。活動結束時，進行模型展示，提供給學生更多的展示自己的機會，有利于提高學生的參與熱情，使學生體驗成功的樂趣，增強探究學習的信心。
（5）最后以一個問題的形式打開學生的思維空間。“DNA分子結構的應用實例”這個話題為開放性的話題，學生可以完全擺脫已有知識束縛，大膽猜想。
（6）課程總結部分不再是常規的總結模式，而是以相應口訣的形式進行總結。對于這部分總結的設計我和其他老師有些不同之處，其他老師會將口訣反過來，為“一、二、三、四、五”，而我覺得對于本節內容的重點在于DNA分子的結構，所以總結的時候應該先總結出整節課中探討的DNA的結構，再來總結出整個結構中的規律為“一、二、三、四、五”。 2、本節課不足之處：
（1）課堂時間把握不是完全精確，課堂結束的時候還有1分鐘的剩余；并且在學生活動時間設計上也把握不準確，活動時間有些少，而且學生對于問題討論的時間也少，所以顯得后面對于DNA結構特點以及結構特性的總結過程有些倉促；
（2）教學語言欠簡練，不夠抑揚頓挫，教態更需進一步完善提高；再者總喜歡在整個講臺上走動也是不好的，會分散學生的注意力；
（3）在授課過程中，要努力做到放開講課，把課堂完全交給學生，從而提高自身的課堂生成能力，做到揚長避短，逐步完善個人的教學風格，提高自身的業務水平。
（4）對于視頻的播放原本是插入在整個PPT中的，由于格式不對，所以在播放時需要在文件夾內點開視頻，這樣整節課出現的界面太多，容易分散學生注意力。
（5）在學生構建模型過程中，不是很相信學生，而去過了過多的提醒，從而在一定程度上喪失了探究的目的。 3、課程內容的再設計
（1）在第一張PPT中可以添加學校的圖標，整個界面才不會顯得很單調。 （2）在時間的把握上力求更加精確。
（3）在學生討論的環節一定要留有足夠的時間讓學生討論出相應的結果。
（4）讓學生相互評價各自的模型，并根據問題進行討論總結結構特點和結構特性。 （5）刪去“磷酸二酯鍵”的內容，而直接用“相應化學鍵”帶過兩個脫氧核苷酸之間的連接形成單鏈。
（6）最后講完總結以后，再補上“生命科學的每一次重大突破都離不開各個新的學科，各個新的理論以及各個新的技術方法的相互滲透，當然也離不開各個學者個人的勞動成果。我希望有更多的同學能夠投身到生命科學領域的研究中來，為人類社會創造出更多的知識財富。”作為本節課的劇終，由此來達到情感態度價值觀目標。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
