視頻標簽：DNA分子的結構

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視頻課題：福建省高中生物優質課比賽《DNA分子的結構》福建省福州

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福建省高中生物優質課比賽《DNA分子的結構》福建省福州延安中學-莊蓉

   第三章第二節DNA分子的結構教學設計
 
人教版高二年級生物
一、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3章第2節的內容，由DNA模型的構建、DNA分子結構的特點及制作DNA模型三部分內容構成。其中的堿基互補配對原則是DNA復制及基因表達過程中遵循的重要原則。而DNA分子的雙螺旋結構更是學生理解生物的多樣性、特異性的物質基礎。
2、學情分析
通過上節課的學習，學生能夠已經知道了DNA是主要的遺傳物質，因此引導學生思考“DNA作為遺傳物質應該具備怎樣的結構？”，啟發學生學習本章節的興趣，還有學生通過必修一的學習已經掌握了核酸的基本組成和元素等相關知識，這也為進入本章節的學習奠定了基礎。
二、教學目標
1、知識目標：概述DNA分子結構的主要特點。
2、能力目標：學會制作DNA分子雙螺旋結構模型。
3、情感態度與價值觀目標：通過討論DNA結構模型的構建歷程，認識到學科間的綜合及科學家間的互助合作在科學研究中的重要性。
三、教學重點
1、DNA分子結構的主要特點。
2、制作DNA分子雙螺旋結構模型。
四、教學難點
DNA分子結構的主要特點。
五、教具準備：    
1、《DNA分子的結構》課件；
2、DNA雙螺旋結構模型組件（一組一套）；
3、自制的DNA展示模型；
4、DNA雙螺旋結構大模型。
六、課時安排：
1課時
七、教學過程

教學環節	教師活動	學生活動
回顧知識； 課題引入； 創設情景； 啟發興趣。	師：上節課我們通過學習了解了：通過實驗證明生物的主要遺傳物質是什么？ 師：那么在20世紀30年代，科學家們就已經確定了DNA的基本單位，接著，科學家進一步思考，究竟DNA應該具備什么樣的結構才可以履行其遺傳的功能呢？這就是這節課的主要內容，我們就一起來了解DNA分子的結構。 師：首先，大家來一起看兩張圖片，大家看看這兩張照片它們的靈感來自于哪里？	生：DNA       在教師的引導下，學生根據圖片和預習的知識可以回答出”DNA”，雙螺旋結構。
跟隨科學家的足跡，探尋DNA分子的結構	師：沃森和克里克1953年提出的DNA的雙螺旋結構模型，他們的這個發現被譽為20世紀以來生物學最偉大的發現之一。 那么他們兩是如何建立DNA的雙螺旋結構模型的？ 今天，讓我們一起沿著科學家們的足跡來體驗構建DNA雙螺旋結構模型的過程。 首先，復習一下DNA的單位——脫氧核苷酸的結構： 師：脫氧核苷酸由幾部分組成？哪三部分？         教師利用多媒體課件和自制的脫氧核苷酸組成成分的模型講解： 脫氧核糖是一個五邊形環狀的空間結構，中間的尖的部分是氧原子；突出的部分是5號碳原子，然后逆時針旋轉依次是4、3、2、1號碳原子； 含氮堿基是一類有機化合物，分子結構復雜，根據結構的不同可以分為嘌呤和嘧啶，嘌呤有兩個環，嘧啶只有一個環。嘌呤包括A\G,嘧啶包括T\C. 【學生活動一】 請一個同學來連接脫氧核苷（自制模型）酸的各個部分 其他同學兩人為一組在自己的位置上，利用發給大家的模型盒里的DNA各個組成部分，連接成一個脫氧核苷酸。 模型盒中的各個組分代表： 白色圓球：代表磷酸 藍色圓球：代表脫氧核糖 四種含氮堿基 綠色： 藍色： 黃色： 紅色： 白色短棒：代表不同連接的化學鍵 教師點評：脫氧核苷酸各個部分的連接 【模型】             師：DNA的基本單位只有四種脫氧核苷酸，如此簡單，而它們又是如何擔負其不簡單的遺傳功能的呢？沃森和克里克建立了怎么樣的模型結構使DNA能夠滿足作為遺傳物質的特性？ 師：那么請大家閱讀課本P47-48的資料，思考以下幾個問題： 1、沃森和克里克在建立DNA雙螺旋結構模型的過程中，借鑒了他人的哪些經驗和成果？ 2、他們因此提出來了怎么樣的模型？ 教師觀察各個小組學生，讓學生互相討論，多聽取別人有何想法，再結合自己的思考分析。 教師點評簡單介紹： 1、威爾金斯和富蘭克林X射線衍射圖； 2、著名化學家查哥夫得到的腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量；鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量 師：很好，那我們看看根據前人的這些成果，沃森和克里克先后提出了什么樣的模型？ 【流程】 模型      特點                   是否成立 三螺旋  外側：堿基；          否定（違反研究的結構數據） 內側：磷酸和脫氧核糖         雙螺旋  外側：磷酸和脫氧核糖；否定（違反了查哥夫的研究數據）            （基本骨架）         內側：堿基(A-A,T-T) 雙螺旋  外側：磷酸和脫氧核糖；正確（與X射線衍射圖譜一致）	生：三部分 生：脫氧核糖、含氮堿基，磷酸。                 【學生活動】 一個學生自制模型展示連接脫氧核苷酸的三個部分的過程 其余學生利用模型盒動手拼接一個脫氧核苷酸                           學生自主學習和閱讀課本的資料，帶著思考問題進行學習。 學生分小組討論，思考問題。 生：借鑒了威爾金斯報告時的X射線衍射圖；還有；著名化學家查哥夫得到的腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量；鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量     教師引導學生進行分析、回答。
直觀觀察，動手嘗試構建脫氧核苷酸的長鏈。                                                       歸納總結DNA的分子結構特點結構	過渡：那我們現在已經了解了沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的過程，也連接了DNA的基本單位脫氧核苷酸，那么現在讓我們繼續來逐步動手嘗試拼接DNA長鏈。 師：大家先思考一下，脫氧核苷酸之間如何形成長鏈呢？（看多媒體PPT）第一個脫氧核苷酸的什么部位和第二個脫氧核苷酸的什么部位鏈接？ 師：因為磷酸和脫氧核糖形成骨架在外側，第一個磷酸和脫氧核糖接下來連接第二個磷酸和脫氧核糖。所以第一個脫氧核糖和第二磷酸相連接，以此類推，第二個的脫氧核糖和第三個磷酸相連接，以此類推，這樣就形成了一條長鏈。 師：DNA有幾條鏈？（兩條鏈），那么DNA的另一條鏈怎么形成？ 【學生活動2】 先以一個脫氧核苷酸為例，一個同學上來展示，其他同學自己也利用模型組分進行拼接。   【模型】           【模型】               師點評： 脫氧核苷酸鏈，反向平行； 外側——基本骨架——磷酸和脫氧核糖交替連接——磷酸二酯鍵； 內側——堿基對——堿基互補配對原則——氫鍵連接 師：我們知道DNA的立體模型是怎么樣的？ 【模型展示】 師：大家來看我手中拿到的這個模型，這是一個平面結構。螺旋的方式有幾種，我可以這個方向擰也可以這個方向擰，那樣你們對比（多媒體圖片）一下應該是哪一種？DNA是右手向上的螺旋。 師：好的，這是我們分析的DNA的結構，那么現在請同學們一起來總結一下DNA分子結構的特點。【多媒體展示】 【板書】二、DNA的分子結構	生：根據PPT圖示回答第一個脫氧核糖與第二個磷酸相連接，以此類推。   生：第一個的磷酸和第二個的脫氧核糖相連接。       【學生活動】   學生使用紙質模型展示 其他同學自己也利用模型組分進行拼接。                           生：雙螺旋       生：右手 生：結合多媒體回答
動手組裝DNA模型；親身體驗模型構建   模型展示     分析模型	師：好了，我們一起總結了DNA結構的特點，并且大家也動手拼接了一組脫氧核苷酸，那么請你們小組合作繼續完成連接的DNA雙鏈，完成DNA的立體結構。 【學生活動3】繼續拼接DNA模型 師點評：按照三個特點點評， 立體結構：雙螺旋方向； 平面結構：兩條鏈平行，方向反向； 再看基本骨架，堿基配對方式。 注意堿基的排列順序可以不同。 教師引導學生分析DNA分子的特性是什么？ 穩定性；2、多樣性；3、儲存大量的遺傳信息；4特異性。	學生小組合作，拼接DNA模型   生展示模型
總結，情感升華	我們這節課首先通過DNA分子雙螺旋結構模型的構建過程，體驗了科學家的科學精神、科學方法和科學態度。【這過程中我們知道了：A在科學研究的時候不要急于求成；B要一步一步探索，不要氣餒；C要善于借鑒他人的經驗與成果；D另外呢在研究的過程中要注意合作，因為集體的智慧和力量是巨大的。E多學科交叉，放寬思路】。其次，我們從中也分析了DNA結構的基本內容，總結DNA的主要特點。最后通過DNA的模型制作，我們進一步直接理解了DNA結構的特點，也總結了DNA的結構特性。
布置課后作業	我們今天知道了遺傳物質DNA的雙螺旋結構，那么大家推測一下一下作為遺傳物質，DNA又是如何進行精確的復制的？

八、板書設計
第二節 DNA分子的結構
一、DNA雙螺旋結構模型的構建
模型      特點                                    結果
  三螺旋     外側：堿基；內側：磷酸和脫氧核糖         否定（違反研究的結構數據）
 

雙螺旋  外側：磷酸和脫氧核糖；內側：堿基(A-A,T-T)  否定（違反了查哥夫的堿基數據）
           （基本骨架）
雙螺旋  外側：磷酸和脫氧核糖；內側：堿基(A-T,G-C)  正確（與X射線衍射圖譜一致）
二、DMA的分子結構
三、制作DNA雙螺旋模型
 
【副板書】
脫氧核苷酸      【板書】
 
 
 
 

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