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1、2022浙科版必修2第二節(jié)《DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點》word教案
一、教材分析?
?《DNA分子的結(jié)構(gòu)》是人教版高中生物必修Ⅱ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,而是以故事講述的方式,以科學(xué)家沃森和克里克的研究歷程為主線,逐步呈現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的要點,并通過學(xué)生動手嘗試建構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點的理解。本節(jié)教材在編排體系上體現(xiàn)了人們對科學(xué)觀念的認識過程和方法,是進行探究式教學(xué)的極佳素材。
DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型已經(jīng)成為
2、分子生物學(xué)的象征。從知識結(jié)構(gòu)的角度看,本節(jié)內(nèi)容既是對孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂等相關(guān)生物學(xué)知識的深化理解,也是現(xiàn)代生物遺傳學(xué)學(xué)習的基礎(chǔ),其中堿基互補配對原則是DNA結(jié)構(gòu)、DNA復(fù)制以及DNA控制蛋白質(zhì)合成過程中遵循的重要原則。學(xué)生通過科學(xué)的有效的學(xué)習,準確理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點可以為以后相關(guān)知識的學(xué)習和理解奠定良好的基礎(chǔ)。
二、教學(xué)目標
1、知識目標:(1)認識DNA分子的結(jié)構(gòu)模型——雙螺旋結(jié)構(gòu)模型;
(2)概述DNA分子的結(jié)構(gòu)的特點。
2、能力目標:制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
3、情感、態(tài)度與價值觀:
(1)體驗?zāi)P蜆?gòu)建在科學(xué)研究中的重要性;
3、 (2)體驗合作在科學(xué)研究中的重要性;
(3)體會科學(xué)探索過程的艱辛和樂趣。
(4)認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程
三、教學(xué)重點
1、DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。
2、制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
四、教學(xué)難點
堿基互補配對原則。
五、重難點的突破方法
通過已知知識的復(fù)習,學(xué)生在了解DNA分子結(jié)構(gòu)探索歷程的同時,嘗試構(gòu)建DNA分子結(jié)構(gòu)的模型,在體驗科學(xué)探索的過程中獲得新知。教學(xué)過程中以“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)”為主線逐步深入,以“基
4、本單位是什么”,“脫氧核苷酸如何構(gòu)成脫氧核苷酸長鏈”,“ 脫氧核苷酸長鏈如何構(gòu)成DNA分子”、“堿基排列在螺旋內(nèi)側(cè)還是外側(cè)”、“堿基對如何連接”等一系列質(zhì)疑為切入點,激發(fā)學(xué)生的探索熱情,引導(dǎo)學(xué)生動手構(gòu)建模型并在觀察分析的基礎(chǔ)上總結(jié)并理解DNA分子的結(jié)構(gòu)特點。
六、教學(xué)方法
探究法——針對制定的教學(xué)目標和學(xué)生已有的知識,采用引導(dǎo)式的教學(xué)模式,以問題激發(fā)學(xué)生探究,在探究中發(fā)現(xiàn)問題,各個擊破解決問題。
模型構(gòu)建法——學(xué)生在體驗科學(xué)史的同時進行DNA分子結(jié)構(gòu)的模型建構(gòu),親歷科學(xué)探索的歷程,充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習的主體性。
教學(xué)過程中注意教師與學(xué)生的互動,以及學(xué)生和學(xué)生之間的互動,適時地引導(dǎo)學(xué)
5、生,讓學(xué)生自己去體驗“發(fā)現(xiàn)”的樂趣。通過嚴密的邏輯推理層層深入,引導(dǎo)學(xué)生思考、活躍學(xué)生思維,增強學(xué)生對本課內(nèi)容的興趣,從而完成既定的教學(xué)目標。
七、學(xué)情分析
(1)學(xué)生已經(jīng)了解了核酸的元素組成和DNA的基本單位,理解了有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等過程的特點,懂得DNA是主要的遺傳物質(zhì),這為學(xué)習新知識奠定了認知基礎(chǔ)。
(2) DNA分子的結(jié)構(gòu)是抽象的立體空間結(jié)構(gòu),學(xué)生的空間想象能力相對較弱,在教學(xué)過程中可通過學(xué)生自己動手制作模型、觀察模型來認識DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)要點以及特性。
(3)高中學(xué)生具備了一定的認知能力,對事物的探究欲比較強烈,但往往對探究的目的、過程以及結(jié)論的形
6、成缺乏理性的思考,所以教師在學(xué)生探究的過程中要進行適當?shù)囊龑?dǎo)。
八、學(xué)習方法
模型構(gòu)建法——學(xué)生在分析相關(guān)資料的基礎(chǔ)上動手構(gòu)建物理模型,化抽象為形象。
分析歸納法——學(xué)會將模型建構(gòu)過程中獲得的信息進行匯總和分析,得出結(jié)論,養(yǎng)成善于分析,善于討論交流的習慣。
合作學(xué)習法——在實踐中提高合作能力、合作技巧,學(xué)會發(fā)揚各自特點,優(yōu)勢互補,資源共享,達到共同進步。
九、設(shè)計思想
“大膽嘗試是成功的一半?!?
本節(jié)課以新課程教學(xué)理念為指導(dǎo),充分利用教材資源,創(chuàng)設(shè)情景,讓學(xué)生圍繞DNA分子結(jié)構(gòu)的探索史開展自主探究活動。組織學(xué)生嘗試構(gòu)建DNA分子的結(jié)構(gòu)模型,引導(dǎo)學(xué)生在探究中發(fā)現(xiàn)問題
7、、積極思考、解決問題,讓學(xué)生在“創(chuàng)造”中獲取新知識,把知識的傳授過程優(yōu)化成一個科學(xué)的探究過程。在構(gòu)建模型的探究中注意引導(dǎo)學(xué)生之間進行合作學(xué)習和討論交流,共同完成探究過程;并在觀察思考的基礎(chǔ)上進行比較和歸納,水到渠成得出DN A分子結(jié)構(gòu)的主要特點,同時體會科學(xué)發(fā)展史中蘊含的科學(xué)方法和科學(xué)思想,達到在探究活動中獲得知識的教學(xué)目標。
十、課前準備
1.課件:DNA分子的結(jié)構(gòu)的相關(guān)課件。
2.教具準備:學(xué)生準備制作DNA分子結(jié)構(gòu)的材料。
十一、教學(xué)過程
教師的組織和引導(dǎo)
學(xué)生活動
教學(xué)意圖
創(chuàng)設(shè)情景
導(dǎo)入新課
【展示圖片】美國冷泉港DNA的雕塑
【設(shè)問】(1)
8、這是矗立在被譽為“世界生命科學(xué)圣地”的美國冷泉港實驗室的一個具有獨特形狀的雕塑,你以前見過這樣的雕塑嗎?
這就是DNA分子的結(jié)構(gòu)模型
【提出問題】請同學(xué)們仔細觀察這個雕塑有什么特點?)
通過學(xué)習,我們已經(jīng)知道DNA是主要的遺傳信息攜帶者。那么DNA分子是怎樣儲存遺傳信息的呢?要回答這些問題,首先需要弄清DNA的結(jié)構(gòu)。
學(xué)生觀察
通過圖片和提問引入,激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣。
探究一
DNA的基本單位是什么?
模型構(gòu)建一----
脫氧核苷酸
上學(xué)期我們已經(jīng)學(xué)習了一些有關(guān)DNA的相關(guān)內(nèi)容,我們一起來回顧一下。
【提問】1、組成DNA的基本單位是什么
9、嗎?(脫氧核苷酸)
2、每個脫氧核苷酸是由哪幾部分構(gòu)成的?
[講述]圓形硬紙片代表磷酸基團,五邊形代表脫氧核糖,四種顏色的長方形代表四種堿基,
(1分子脫氧核糖+1分子堿基=1分子脫氧核苷;1分子脫氧核苷+1分子磷酸=1分子脫氧核苷酸)
[展示]脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)示意圖(先展示核苷的結(jié)構(gòu),再連接磷酸分子)
3、組成DNA的堿基有哪幾種?
(A-腺嘌呤,T-胸腺嘧啶,
C-胞嘧啶,G-鳥嘌呤)
[展示]四種堿基的結(jié)構(gòu)示意圖,比較嘌呤(雙環(huán))和嘧啶(單環(huán))分子結(jié)構(gòu)的差異。以及腺嘌呤脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)示意圖。
【講述】 略長些的代表嘌呤,短的代表嘧啶;可以用雙面膠模擬化學(xué)鍵,請同學(xué)
10、們將這些小分子連接起來,制作出脫氧核苷酸模型。
【提問】脫氧核苷酸有幾種?(四種)那么請同學(xué)們分組完成四種脫氧核苷酸的模型制作。
【引導(dǎo)】教師用多媒體展示正確的鏈接方法。(重點講解堿基、磷酸與脫氧核糖的碳原子的位置關(guān)系)
學(xué)生思考回答
學(xué)生思考,并從準備的模擬實驗材料中找出對應(yīng)的模型。
學(xué)生動手
制作DNA的基本單位模型。
復(fù)習回顧,為新內(nèi)容的學(xué)習奠定基礎(chǔ)
培養(yǎng)學(xué)生動手能力
培養(yǎng)學(xué)生的判斷能力
探究二
4種脫氧核苷酸如何形成DNA分子?
模型構(gòu)建二----脫氧核苷酸
11、鏈
探究三
探究DNA 分子的堿基排列位置
模型構(gòu)建三----脫氧核苷酸雙鏈
【提問】1、4種脫氧核苷酸怎樣才能連接成DNA分子呢?
【展示】用多媒體出示連接的方法。
【引導(dǎo)】引導(dǎo)學(xué)生觀察幻燈片以及自己制作的模型,發(fā)現(xiàn)脫氧核苷酸鏈中堿基的排列順序是可以不相同的這一特點。
【提問】脫氧核苷酸構(gòu)成長鏈結(jié)構(gòu)是當時科學(xué)界的共識。那么脫氧核苷酸長鏈是如何構(gòu)成具有獨特雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA分子的呢?
【資料】當時的很多科學(xué)家都積極參與了探索DNA分子結(jié)構(gòu)的研究,其中最為執(zhí)著的是沃森和克里克。他們以威爾金斯和富蘭克林
12、提供的DNA衍射圖譜為基礎(chǔ),推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)。他們嘗試構(gòu)建過很多雙螺旋和三螺旋的模型,構(gòu)建了雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。新的問題聚焦在“堿基排在螺旋外側(cè),還是螺旋內(nèi)側(cè)”。
【展示】堿基排在雙螺旋外側(cè)的示意圖
【提問】堿基排列在外側(cè)的模型合理嗎?要求學(xué)生閱讀教材P48相關(guān)材料,然后構(gòu)建堿基排在雙螺旋內(nèi)側(cè)的DNA結(jié)構(gòu)模型。
【展示】完成情況較好的模型以及堿基排列在雙螺旋內(nèi)側(cè)的示意圖
引導(dǎo)學(xué)生討論尋找解決問題的辦法,
學(xué)生動手連接脫氧核苷酸長鏈,并展示成果
閱讀相關(guān)資料,了解科學(xué)探索的歷史
學(xué)生積極思考并嘗試構(gòu)建堿基排列在螺
13、旋內(nèi)側(cè)的模型
激發(fā)學(xué)生積極思考,探究問題的能力
探究四
探究DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)
模型構(gòu)建
四--DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)
【提問】堿基對通過怎樣的方式連接起來?
【展示】學(xué)生制作模型中兩種不同的堿基配對方式。
【資料】奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出:腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量,鳥嘌呤(G)的量總是等于胞嘧啶(C)的量。
【展示】按照堿基互補配對原則連接的結(jié)構(gòu)模型。
【引導(dǎo)】如何將DNA分子的平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw的雙螺旋結(jié)構(gòu)?
【展示】DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。
學(xué)生根據(jù)資料和組間評價
14、,修改模型,并構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)立體模型。
培養(yǎng)學(xué)生思考和動手能力
探究五
觀察DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點
【觀察】學(xué)生觀察DNA分子的結(jié)構(gòu)模型。
【提問】DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)有什么特
點?
【展示】結(jié)合DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,逐點展開DNA分子的結(jié)構(gòu)要點:
⑴兩條鏈反向平行盤旋為雙螺旋結(jié)構(gòu);
⑵外側(cè)為磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架;
⑶內(nèi)側(cè)為氫鍵連接成堿基對,以堿基互補原則配對。(由此引出穩(wěn)定性??)
學(xué)生觀察討論
培養(yǎng)學(xué)生觀察能力
探究六
模型分析:DNA分子的結(jié)構(gòu)具有多樣性和特異性
【引導(dǎo)】學(xué)生比較相鄰組制作的模型是否相同,并嘗試尋找出現(xiàn)差異的原
15、因。
【總結(jié)】堿基排列順序的多樣性構(gòu)成DNA分子的多樣性,特定的堿基排列順序構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性。穩(wěn)定性、多樣性和特異性是DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)的三大特點。
對比模型,發(fā)現(xiàn)DNA分子結(jié)構(gòu)的不同體現(xiàn)在堿基對的排列順序不同。
觀察模型,總結(jié)結(jié)論。
學(xué)生活動
【習題】出示相關(guān)的試題
學(xué)生思考回答
培養(yǎng)學(xué)生對新知識應(yīng)用能力
歸納總結(jié)
【小結(jié)】引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容進行總結(jié)
【提問】本節(jié)課你們學(xué)到了哪些知識?
學(xué)生總結(jié)
培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力
十二、板書設(shè)計:
第二節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)
一、DNA分子的結(jié)構(gòu)
脫氧核苷酸→脫氧核苷酸長鏈→DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)
(基本單位) (平面結(jié)構(gòu)) (空間結(jié)構(gòu))
二、DNA分子的結(jié)構(gòu)要點
1、.兩條鏈;反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)
2、.外側(cè):磷酸+脫氧核糖――基本骨架
3、 內(nèi)側(cè):堿基對(堿基互補配對:A=T, C≡G)
三、DNA分子的特性
1、.穩(wěn)定性
2、.多樣性
3、 特異性