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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》天津
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-天津
《DNA分子的結構》教學設計
一、教材分析
《DNA分子的結構》是普通高中課程標準實驗教科書（人教版）生物必修二第三章第二節的內容，它由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子的結構特點以及制作DNA雙螺旋結構模型三部分內容構成。
與原教材相比，本節教材沒有直接講述DNA分子的結構特點，而是以科學家沃森和克里克的研究歷程為主線，并嘗試讓學生通過自主探究建構DNA分子模型，加深對DNA分子結構特點的理解。
從知識結構的角度看，本節內容是在學生學習了“遺傳因子的發現”和“基因和染色體的關系”以后，從分子水平上進一步闡明遺傳的本質。關于DNA雙螺旋結構的特點和堿基互補配對原則又是學習“DNA分子的復制”以及“基因的表達”等內容的重要基礎。 二、教學目標 1.知識目標
概述DNA分子的結構特點 2.能力目標：
（1）培養觀察能力和分析理解能力:利用交互式電子白板多媒體課件建構DNA分子結構模型，提高觀察能力、分析和理解能力。
（2）培養創造性思維的能力:以問題為導向激發獨立思考，主動獲取新知識的能力。
3.情感、態度與價值觀：
（1） 通過“DNA分子的結構”學習，探索生物界豐富多彩的奧秘，從而激發學生學科學，用科學，愛科學的求知欲望。
（2）體驗科學家鍥而不舍、執著追求、合作交流的科學精神。 三、教學重難點
DNA分子結構的主要特點及堿基互補配對原則是本節課的教學重點。 突出重點的方法擬采用：①設計問題串的形式：如“堿基排列在螺旋內側還是外側？”、“堿基對如何連接起來？”，進行不斷地質疑和解疑；②在“建構DNA分子雙螺旋結構模型”的探究活動中，通過討論和交流，構建以“基本單位—脫氧核苷酸長鏈—平面脫氧核苷酸雙鏈—立體雙螺旋結構”的知識鏈，完成對DNA分子雙螺旋結構的初步認識。
如何有效地組織開展模型建構的活動是本節課的教學難點。突破該難點的方法擬采用多媒體課件的動態演示（尤其是交互式電子白板的使用）、教師恰當的示范、啟發和引導，幫助學生順利完成DNA分子模型的建構。 四、教學用具
多媒體教學課件，交互式電子白板 五、教學設計思路
新課標理念下的高中生物教學要在“面向全體學生”的基礎上“提高學生的生物科學素養”，采取多種教學形式，重視“探究性學習”，“注重與現實生活
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的聯系”，使學生達成知識、能力、情感態度與價值觀的協調一致。
基于這個理念，在設計這節課時，我并沒有按照教材中的順序：先介紹沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構的研究歷程，再概述DNA分子結構的特點，最后讓學生動手嘗試建構DNA雙螺旋結構，加深對DNA分子結構特點的理解。而是先讓學生回憶復習以前必修一中學過的關于核酸DNA那一部分的知識，依據所學，逐步探究如何構建脫氧核苷酸、單鏈、平面雙鏈、立體空間結構，從而一步一步地構建出DNA雙螺旋結構模型。通過探究構建模型的過程，學生就會自然地了解DNA雙螺旋結構的基本內容，同時還體驗了科學家的研究歷程，能夠學習到科學家善于捕獲分析信息和嚴謹的思維品質及持之以恒的科研精神。然后以構建好的DNA模型為依托，讓學生根據老師提出的問題分析模型、主動探究得出DNA結構的有關知識，再由學生總結出DNA雙螺旋結構的主要特點。由于考慮到這個模型可以很好的解答遺傳信息多樣性，所以最后讓學生比較不同的DNA分子結構，分析探究得出DNA分子多樣性的原因。 六、教學方案及實施過程 教師的組織和引導 學生活動 創設情景 導入新課 【復習提問、溫故知新】 通過上節課的學習，我們已經知道DNA是主要的遺傳物質，那么請同學們回憶一下我們以前學過的知識，想一想DNA位于細胞的哪個結構部分呢？ 利用電子白板的“放大鏡”功能展示細胞內部的微觀結構 DNA分子是怎樣儲存遺傳信息的呢？這就需要從認識DNA的結構開始。 【展示圖片并簡介】北京中關村的DNA的雕塑 這是矗立在我國著名的高科技園區——中關村的獨特雕塑──DNA分子的結構模型。 【展示沃森和克里克的圖片】
他們就是因研究DNA而獲得諾貝爾獎的沃森和克里克，今天就讓我們一起來重溫他們的研究過程，構建DNA分子模型并探究DNA分子的結構。
學生思考并回答問題
學生學習熱情開始高漲，并表現強烈求知欲 模型建構 探究新知 1、模型建構 探究一： DNA的基本單位是什么？ 【模型建構1】：脫氧核苷酸 【引導學生有序回憶】 1、組成DNA的基本單位是什么？（脫氧核苷酸） 2、每個脫氧核苷酸的結構組成是什么？ 利用電子白板的“聚光燈”功能引導學生“回憶舊知、引入新知” 【利用電子白板進行師生互動】 請一位同學到電子白板上畫出你所構建的脫氧核苷酸模型的示意圖 利用電子白板對學生書寫的答案進行點評，實現師生和生生間的實時互動 【提出問題】組成DNA的堿基有幾種？分別是什么？脫氧核苷酸呢？
學生思考，同桌簡單交流，回答問題 學生思考，在學案上完成DNA的基本單位——脫氧核苷酸的模型構建。 學生思考回答
【課件展示】
利用電子白板展示4中脫氧核苷酸的結構圖
探究二： 四種脫氧核苷酸如何形成長鏈？ 【模型建構2】：脫氧核苷酸鏈 【溫故知新】DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長鏈。 【提出問題】 一個個脫氧核苷酸怎么連接成長鏈呢？請同學們思考一下，利用四種脫氧核苷酸在學案上試著構建一條脫氧核苷酸鏈。
利用電子白板的交互功能，讓學生代表在白板上演示脫氧核苷酸的連接方式 【演示引導】 利用電子白板的“書寫”功能進行點評，展示正確的連接方法
學生代表在電子白板上動手連接脫氧核苷酸長鏈。其他同學在學案上構建脫氧核苷酸長鏈
學生根據教師演示的脫氧核苷酸長鏈結構，對自己的學案進行糾正修改
探究三： 兩條脫氧核苷酸長鏈怎樣組成雙鏈 DNA分子？
【模型建構3】：DNA雙鏈
【溫故知新】DNA是由兩條脫氧核苷酸長鏈組成的。 【提出問題】那么這兩條長鏈是如何組成DNA的呢？ 要想解決這個問題，沃森和克里克首先要面對的問題就是“兩條鏈中的堿基是排在外側，還是在內側？” 【電子白板演示講解】
利用電子白板的“資源庫”功能，將課前準備好的圖片導入到電子白板上，教師通過對圖片的拖動演示DNA雙鏈的位置關系，邊演示邊講解，使學生能夠更直觀的了解DNA雙鏈的構建過程。 【教師講解】沃森和克里克嘗試了很多種不同的DNA雙鏈結構模型。經過多次失敗，他們并沒有氣餒，而是重新構建了一個將磷酸—脫氧核糖安排在外側，堿基安排在內側的雙鏈結構。
然而，緊接著模型構建中最重要的問題出現了—— 【提出問題】堿基是如何配對的呢？
利用電子白板的“書寫”和“圖畫”功能，邊演示邊講解：開始時，沃森和克里克安排了相同的堿基進行配對，即A與A，T與T配對。但是，有化學家指出這種配對方式違反了化學規律，于是，DNA分子結構的研究陷入了“僵局”，而恰在此時，一位著名的生物化學家，為沃森和克里克的研究帶來了希望„„ 【資料分析】
奧地利著名生物化學家查哥夫對堿基對組成的研究： 腺嘌呤（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量，鳥嘌呤（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。 【引導提問】
沃森和克里克根據查哥夫研究成果重新修改堿基的配
學生通過思考和交流，提出構建雙鏈DNA模型的過程中需要解決的問題
電子白板的動態演示極大的調動了學生的求知欲，激發了學生的學習熱情
學生進行小組討論
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對方式，如果你是他們的話，你會如何修改呢？
【電子白板演示講解】
利用電子白板的“回放”功能，重新回到原來構建的那個雙鏈DNA模型，利用“板擦”“書寫”等功能對原來的雙鏈DNA模型進行修改。
修改堿基配對的方式，讓A與T配對，C與G配對，構建出新的DNA模型。
而堿基的這種一一對應的關系叫做堿基互補配對原則。
分析思考后，由學
生代表回答問題
探究四： 分析討論，總結出DNA分子的雙螺旋結構
【模型建構4】:DNA雙螺旋結構
【提出問題】模型構建得正確與否關鍵要看是否與DNA原型一致。DNA原型是怎樣的呢？
【資料展示】1951年，英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜。
【提出問題】科學家從圖譜中推算出DNA應呈螺旋結構，你們的模型符合嗎？應如何修改體現DNA的雙螺旋結構呢？
（在平面雙鏈的基礎上旋轉即可） 【電子白板動態展示】
利用電子白板的“資源庫”功能展示動態的DNA分子的空間結構模型，讓學生通過觀察和對比，對DNA分子的結構形成更加感性的認識。
學生進行小組討論
根據小組的討論結果，交流發言
2、模型分析
探究五： 觀察、交流，總結出DNA分子的雙螺旋結構的要點
【提出問題】
利用電子白板的“資源庫”功能展示動態的DNA分子的空間結構模型
分析討論1：請同學們觀察DNA分子結構模型，討論以下問題：
（1）DNA分子中外側由什么連接而成？內側是什么？ （2）兩條鏈之間堿基的連接有什么規律？ （3）構成DNA的兩條鏈有怎樣的關系？ 利用電子白板的“書寫”功能對學生的回答進行點評、補充
問題（1）中很容易出現一個錯誤，從模型中學生很容易認為排列在外側的是磷酸，此時應給予引導：磷酸是和磷酸直接相連的嗎？學生觀察后就會得出：磷酸和脫氧核糖相連。從而得出正確答案。
問題（3）中反向這個關系學生不容易得出，可以讓學生通過“角色扮演”來尋找答案：請兩列同學起立擺出左手握拳，右手平伸的姿勢（左手握拳代表磷酸，右手代表堿基，軀干代表脫氧核糖），一個人可以代表
學生討論并交流 學生分析模型，得出答案并說明如何從模型中得出答案的。
通過教師的引導和分析，學生更加深入的理解了DNA分子的雙螺旋結構的要點，初步形成DNA分子結構的知識鏈
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一個脫氧核苷酸，一列同學就一條脫氧核苷酸鏈，請一列同學不動，另一列同學與之進行堿基配對（這列同學只能轉身完成配對）。這個角色扮演更直觀地反映了兩條鏈反向的關系，學生印象會更深刻，效果更好。 利用電子白板的“回放”功能，回到原來構建的DNA雙鏈結構模型圖，根據上述分析討論的結果，對原來的模型圖進行修改
通過這樣反復修改的過程，一方面使學生加深了對DNA分子結構的認識，另一方面，也使學生明白科學研究的過程不是一蹴而就、一帆風順的，是要經歷挫折和失敗的，科學研究是需要反復實驗，不斷求證的一個過程，這需要鍥而不舍、執著追求的精神。 師生共同回顧整理DNA分子結構的知識要點
學生糾正修改自己在學案上原先構建的DNA雙鏈模式圖
學生歸納總結出DNA分子結構主要特點，完成學案上的相關內容
探究六： 堿基對數量（n）和堿基對排列方式的關系
DNA分子的結構具有多樣性
分析討論2：
利用電子白板的“資源庫”的功能，導入兩個不同的DNA分子的圖片
【提出問題】比較一下這兩個DNA分子有什么不同？ 【分析討論】
讓學生試分析第一個堿基對的可能情況，進一步提出問題：第二個堿基對呢？若這兩個堿基對連起來呢，共有幾種排列方式呢？
從而讓學生根據上述問題，探究堿基對數量（n）和堿基對排列方式的關系，建立數學模型。
利用電子白板的“書寫”功能，邊演示邊講解，引導學生對教師提出的問題逐層深入的思考與分析 【引導學生思考，提出問題】
DNA作為主要的遺傳物質，其遺傳信息蘊藏在哪兒? 【師生共同總結】通過以上分析可知，堿基對的排列順序是千變萬化的，堿基對排列順序的千變萬化構成了DNA分子的多樣性。
學生通過觀察、分析，回答：堿基對排列順序不同
學生通過思考與分析，建立數學模型： 堿基對排列方式為 4n
學生思考討論、分析回答
課堂小結
與學生共同回憶我們的探索之路，回顧本課知識。 利用電子白板的“錄像”功能，將本節課的講授過程全程錄像，在進行“課堂小結”時進行播放，幫助學生更好的回顧本節課所學的知識 【完成拓展訓練】
通過拓展訓練，嘗試進行規律概括：
在DNA雙鏈中，任意兩個不互補堿基之和恒等，并為堿基總數的一半。
利用電子白板的“交互”功能，由學生在電子白板上完成相應的規律總結的內容
學生觀看回放的錄像，回憶了本節課教學的全過程，進一步加深了對所學新知識的理解
學生思考、分析，總結相應的規律，完成學案上的相關內容
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鞏固練習
【布置習題】
教科書（P51）基礎題2
利用電子白板的“交互”功能，由學生對例題進行講解和分析
輔導與討論，交流與評價
學生解答、相互評價
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
