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在線播放:生物必修二人教版第3章第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)-天津

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視頻簡介：

視頻標(biāo)簽：DNA分子的結(jié)構(gòu)

所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：生物必修二人教版第3章第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)-天津

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：生物必修二人教版第3章第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)-天津

《DNA分子的結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì) 天津市第二十一中學(xué)

一、教材分析
《DNA分子的結(jié)構(gòu)》是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（人教版）生物必修二第三章第二節(jié)的內(nèi)容，它由DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型三部分內(nèi)容構(gòu)成。
與原教材相比，本節(jié)教材沒有直接講述DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而是以科學(xué)家沃森和克里克的研究歷程為主線，并嘗試讓學(xué)生通過自主探究建構(gòu)DNA分子模型，加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解。
從知識(shí)結(jié)構(gòu)的角度看，本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”和“基因和染色體的關(guān)系”以后，從分子水平上進(jìn)一步闡明遺傳的本質(zhì)。關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和堿基互補(bǔ)配對原則又是學(xué)習(xí)“DNA分子的復(fù)制”以及“基因的表達(dá)”等內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)  1.知識(shí)目標(biāo)
概述DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)  2.能力目標(biāo)：
（1）培養(yǎng)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(gòu)DNA分子結(jié)構(gòu)模型，提高觀察能力、分析和理解能力。
（2）培養(yǎng)創(chuàng)造性思維的能力:以問題為導(dǎo)向激發(fā)獨(dú)立思考，主動(dòng)獲取新知識(shí)的能力。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：
（1）通過“DNA分子的結(jié)構(gòu)”學(xué)習(xí)，探索生物界豐富多彩的奧秘，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)，用科學(xué)，愛科學(xué)的求知欲望。
（2）體驗(yàn)科學(xué)家鍥而不舍、執(zhí)著追求、合作交流的科學(xué)精神。  三、教學(xué)重難點(diǎn)
DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)及堿基互補(bǔ)配對原則是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。  突出重點(diǎn)的方法擬采用：①設(shè)計(jì)問題串的形式：如“堿基排列在螺旋內(nèi)側(cè)還是外側(cè)？”、“堿基對如何連接起來？”，進(jìn)行不斷地質(zhì)疑和解疑；②在“建構(gòu)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的探究活動(dòng)中，通過討論和交流，構(gòu)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(jié)構(gòu)”的知識(shí)鏈，完成對DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識(shí)。
如何有效地組織開展模型建構(gòu)的活動(dòng)是本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。突破該難點(diǎn)的方法擬采用多媒體課件的動(dòng)態(tài)演示（尤其是交互式電子白板的使用）、教師恰當(dāng)?shù)氖痉丁l(fā)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生順利完成DNA分子模型的建構(gòu)。四、教學(xué)用具
    多媒體教學(xué)課件，交互式電子白板五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
新課標(biāo)理念下的高中生物教學(xué)要在“面向全體學(xué)生”的基礎(chǔ)上“提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”，采取多種教學(xué)形式，重視“探究性學(xué)習(xí)”，“注重與現(xiàn)實(shí)生活
的聯(lián)系”，使學(xué)生達(dá)成知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的協(xié)調(diào)一致。
基于這個(gè)理念，在設(shè)計(jì)這節(jié)課時(shí)，我并沒有按照教材中的順序：先介紹沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究歷程，再概述DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，最后讓學(xué)生動(dòng)手嘗試建構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解。而是先讓學(xué)生回憶復(fù)習(xí)以前必修一中學(xué)過的關(guān)于核酸DNA那一部分的知識(shí)，依據(jù)所學(xué)，逐步探究如何構(gòu)建脫氧核苷酸、單鏈、平面雙鏈、立體空間結(jié)構(gòu)，從而一步一步地構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。通過探究構(gòu)建模型的過程，學(xué)生就會(huì)自然地了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，同時(shí)還體驗(yàn)了科學(xué)家的研究歷程，能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)家善于捕獲分析信息和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)及持之以恒的科研精神。然后以構(gòu)建好的DNA模型為依托，讓學(xué)生根據(jù)老師提出的問題分析模型、主動(dòng)探究得出DNA結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)，再由學(xué)生總結(jié)出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。由于考慮到這個(gè)模型可以很好的解答遺傳信息多樣性，所以最后讓學(xué)生比較不同的DNA分子結(jié)構(gòu)，分析探究得出DNA分子多樣性的原因。  六、教學(xué)方案及實(shí)施過程   教師的組織和引導(dǎo) 學(xué)生活動(dòng) 創(chuàng)設(shè)情景   導(dǎo)入新課【復(fù)習(xí)提問、溫故知新】通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道DNA是主要的遺傳物質(zhì)，那么請同學(xué)們回憶一下我們以前學(xué)過的知識(shí)，想一想DNA位于細(xì)胞的哪個(gè)結(jié)構(gòu)部分呢？利用電子白板的“放大鏡”功能展示細(xì)胞內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu) DNA分子是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的呢？這就需要從認(rèn)識(shí)DNA的結(jié)構(gòu)開始。【展示圖片并簡介】北京中關(guān)村的DNA的雕塑這是矗立在我國著名的高科技園區(qū)——中關(guān)村的獨(dú)特雕塑──DNA分子的結(jié)構(gòu)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(jiǎng)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(gòu)建DNA分子模型并探究DNA分子的結(jié)構(gòu)。
  學(xué)生思考并回答問題
     學(xué)生學(xué)習(xí)熱情開始高漲，并表現(xiàn)強(qiáng)烈求知欲  模型建構(gòu)  探究新知   1、模型建構(gòu)  探究一： DNA的基本單位是什么？     【模型建構(gòu)1】：脫氧核苷酸【引導(dǎo)學(xué)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(gè)脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)組成是什么？  利用電子白板的“聚光燈”功能引導(dǎo)學(xué)生“回憶舊知、引入新知” 【利用電子白板進(jìn)行師生互動(dòng)】請一位同學(xué)到電子白板上畫出你所構(gòu)建的脫氧核苷酸模型的示意圖利用電子白板對學(xué)生書寫的答案進(jìn)行點(diǎn)評，實(shí)現(xiàn)師生和生生間的實(shí)時(shí)互動(dòng) 【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(xué)生思考，同桌簡單交流，回答問題      學(xué)生思考，在學(xué)案上完成DNA的基本單位——脫氧核苷酸的模型構(gòu)建。   學(xué)生思考回答



                            3

【課件展示】
利用電子白板展示4中脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)圖

      探究二：四種脫氧核苷酸如何形成長鏈？        【模型建構(gòu)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(gè)個(gè)脫氧核苷酸怎么連接成長鏈呢？請同學(xué)們思考一下，利用四種脫氧核苷酸在學(xué)案上試著構(gòu)建一條脫氧核苷酸鏈。
利用電子白板的交互功能，讓學(xué)生代表在白板上演示脫氧核苷酸的連接方式【演示引導(dǎo)】利用電子白板的“書寫”功能進(jìn)行點(diǎn)評，展示正確的連接方法

學(xué)生代表在電子白板上動(dòng)手連接脫氧核苷酸長鏈。其他同學(xué)在學(xué)案上構(gòu)建脫氧核苷酸長鏈
學(xué)生根據(jù)教師演示的脫氧核苷酸長鏈結(jié)構(gòu)，對自己的學(xué)案進(jìn)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(gòu)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?zhǔn)侨绾谓M成DNA的呢？要想解決這個(gè)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(cè)，還是在內(nèi)側(cè)？” 【電子白板演示講解】
利用電子白板的“資源庫”功能，將課前準(zhǔn)備好的圖片導(dǎo)入到電子白板上，教師通過對圖片的拖動(dòng)演示DNA雙鏈的位置關(guān)系，邊演示邊講解，使學(xué)生能夠更直觀的了解DNA雙鏈的構(gòu)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(jié)構(gòu)模型。經(jīng)過多次失敗，他們并沒有氣餒，而是重新構(gòu)建了一個(gè)將磷酸—脫氧核糖安排在外側(cè)，堿基安排在內(nèi)側(cè)的雙鏈結(jié)構(gòu)。
然而，緊接著模型構(gòu)建中最重要的問題出現(xiàn)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(shí)，沃森和克里克安排了相同的堿基進(jìn)行配對，即A與A，T與T配對。但是，有化學(xué)家指出這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律，于是，DNA分子結(jié)構(gòu)的研究陷入了“僵局”，而恰在此時(shí)，一位著名的生物化學(xué)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(xué)家查哥夫?qū)A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(dǎo)提問】
沃森和克里克根據(jù)查哥夫研究成果重新修改堿基的配

學(xué)生通過思考和交流，提出構(gòu)建雙鏈DNA模型的過程中需要解決的問題
電子白板的動(dòng)態(tài)演示極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的求知欲，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
學(xué)生進(jìn)行小組討論對方式，如果你是他們的話，你會(huì)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(gòu)建的那個(gè)雙鏈DNA模型，利用“板擦”“書寫”等功能對原來的雙鏈DNA模型進(jìn)行修改。
修改堿基配對的方式，讓A與T配對，C與G配對，構(gòu)建出新的DNA模型。
而堿基的這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補(bǔ)配對原則。
分析思考后，由學(xué)
生代表回答問題

探究四：分析討論，總結(jié)出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)
【模型建構(gòu)4】:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)
【提出問題】模型構(gòu)建得正確與否關(guān)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(xué)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(xué)家從圖譜中推算出DNA應(yīng)呈螺旋結(jié)構(gòu)，你們的模型符合嗎？應(yīng)如何修改體現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)呢？
（在平面雙鏈的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)即可）【電子白板動(dòng)態(tài)展示】
利用電子白板的“資源庫”功能展示動(dòng)態(tài)的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生通過觀察和對比，對DNA分子的結(jié)構(gòu)形成更加感性的認(rèn)識(shí)。

學(xué)生進(jìn)行小組討論
根據(jù)小組的討論結(jié)果，交流發(fā)言

2、模型分析
探究五：  觀察、交流，總結(jié)出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)
【提出問題】
利用電子白板的“資源庫”功能展示動(dòng)態(tài)的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)模型
分析討論1：請同學(xué)們觀察DNA分子結(jié)構(gòu)模型，討論以下問題：
（1）DNA分子中外側(cè)由什么連接而成？內(nèi)側(cè)是什么？（2）兩條鏈之間堿基的連接有什么規(guī)律？（3）構(gòu)成DNA的兩條鏈有怎樣的關(guān)系？利用電子白板的“書寫”功能對學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評、補(bǔ)充
問題（1）中很容易出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，從模型中學(xué)生很容易認(rèn)為排列在外側(cè)的是磷酸，此時(shí)應(yīng)給予引導(dǎo)：磷酸是和磷酸直接相連的嗎？學(xué)生觀察后就會(huì)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(gè)關(guān)系學(xué)生不容易得出，可以讓學(xué)生通過“角色扮演”來尋找答案：請兩列同學(xué)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(gè)人可以代表

學(xué)生討論并交流學(xué)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(dǎo)和分析，學(xué)生更加深入的理解了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)，初步形成DNA分子結(jié)構(gòu)的知識(shí)鏈




                            5
一個(gè)脫氧核苷酸，一列同學(xué)就一條脫氧核苷酸鏈，請一列同學(xué)不動(dòng)，另一列同學(xué)與之進(jìn)行堿基配對（這列同學(xué)只能轉(zhuǎn)身完成配對）。這個(gè)角色扮演更直觀地反映了兩條鏈反向的關(guān)系，學(xué)生印象會(huì)更深刻，效果更好。利用電子白板的“回放”功能，回到原來構(gòu)建的DNA雙鏈結(jié)構(gòu)模型圖，根據(jù)上述分析討論的結(jié)果，對原來的模型圖進(jìn)行修改
通過這樣反復(fù)修改的過程，一方面使學(xué)生加深了對DNA分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，另一方面，也使學(xué)生明白科學(xué)研究的過程不是一蹴而就、一帆風(fēng)順的，是要經(jīng)歷挫折和失敗的，科學(xué)研究是需要反復(fù)實(shí)驗(yàn)，不斷求證的一個(gè)過程，這需要鍥而不舍、執(zhí)著追求的精神。師生共同回顧整理DNA分子結(jié)構(gòu)的知識(shí)要點(diǎn)

學(xué)生糾正修改自己在學(xué)案上原先構(gòu)建的DNA雙鏈模式圖
學(xué)生歸納總結(jié)出DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)，完成學(xué)案上的相關(guān)內(nèi)容

探究六：堿基對數(shù)量（n）和堿基對排列方式的關(guān)系
DNA分子的結(jié)構(gòu)具有多樣性
分析討論2：
利用電子白板的“資源庫”的功能，導(dǎo)入兩個(gè)不同的DNA分子的圖片
【提出問題】比較一下這兩個(gè)DNA分子有什么不同？【分析討論】
讓學(xué)生試分析第一個(gè)堿基對的可能情況，進(jìn)一步提出問題：第二個(gè)堿基對呢？若這兩個(gè)堿基對連起來呢，共有幾種排列方式呢？
從而讓學(xué)生根據(jù)上述問題，探究堿基對數(shù)量（n）和堿基對排列方式的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型。
利用電子白板的“書寫”功能，邊演示邊講解，引導(dǎo)學(xué)生對教師提出的問題逐層深入的思考與分析【引導(dǎo)學(xué)生思考，提出問題】
DNA作為主要的遺傳物質(zhì)，其遺傳信息蘊(yùn)藏在哪兒? 【師生共同總結(jié)】通過以上分析可知，堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的，堿基對排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性。

學(xué)生通過觀察、分析，回答：堿基對排列順序不同
學(xué)生通過思考與分析，建立數(shù)學(xué)模型：堿基對排列方式為 4n
學(xué)生思考討論、分析回答

課堂小結(jié)
與學(xué)生共同回憶我們的探索之路，回顧本課知識(shí)。利用電子白板的“錄像”功能，將本節(jié)課的講授過程全程錄像，在進(jìn)行“課堂小結(jié)”時(shí)進(jìn)行播放，幫助學(xué)生更好的回顧本節(jié)課所學(xué)的知識(shí) 【完成拓展訓(xùn)練】
通過拓展訓(xùn)練，嘗試進(jìn)行規(guī)律概括：
在DNA雙鏈中，任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等，并為堿基總數(shù)的一半。
利用電子白板的“交互”功能，由學(xué)生在電子白板上完成相應(yīng)的規(guī)律總結(jié)的內(nèi)容

學(xué)生觀看回放的錄像，回憶了本節(jié)課教學(xué)的全過程，進(jìn)一步加深了對所學(xué)新知識(shí)的理解
學(xué)生思考、分析，總結(jié)相應(yīng)的規(guī)律，完成學(xué)案上的相關(guān)內(nèi)容




                            6

鞏固練習(xí)
【布置習(xí)題】
教科書（P51）基礎(chǔ)題2
利用電子白板的“交互”功能，由學(xué)生對例題進(jìn)行講解和分析
輔導(dǎo)與討論，交流與評價(jià)
學(xué)生解答、相互評價(jià)

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