3.2DNA的结构 教案-2021-2022学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

教学设计表 教学标题：DNA的结构 学情分析： 学生在学习高中生物新教材(人教版)必修1 第 2章第5 节遗传信息的携带者--核酸时学习了DNA分子，已掌握了有关DNA分子的基本知识，并了解到DNA是主要的遗传物质，这为本节新内容的学习奠定基础。 高中学生已初步具备空间想象能力、动手操作能力及观察能力，但还不完善，需教师在此过程中进行引导。 教学目标： 1.通过搜集DNA结构模型建立过程的资料并进行交流和讨论，通过分析DNA的结构与其蕴藏遗传信息的功能相适应的特点树立结构与功能相适应的观念 2.通过制作DNA双螺旋结构模型，分析DNA的化学组成、平面结构及立体结构，领悟构建模型在科学研究中的应用 3.通过模型构建过程中的反复猜测和求证，培养学生严谨的逻辑思维能力和科学探究精神 4.结合DNA分子的特异性链接实际应用，如亲子鉴定、案件侦破等等，形成科学发展更应服务于社会生活的观念 教学重难点： 1. 教学重点 （1） DNA分子结构的主要特点 （2） 制作DNA的双螺旋结构模型 （3） 引导学生认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用 2.教学难点 DNA分子结构的主要特点 教学过程： （一）创设情境、导入新课 同学们好，今天这节课我们一起来学习一种神秘的古老经文。这是一种关于什么的经文呢？我先卖个关子，请同学们观看一段视频后再来揭晓答案。 通过视频，相信同学们已经有了答案，没错，今天我们要学习的是就是关于生命的遗传经文，而这段经文就谱写在DNA的分子结构当中。（通过设置悬疑，激发学生的学习兴趣） （二）合作探究、讲授新课 设疑：同学们知道最初是谁构建了DNA的结构模型么？展示沃森和克里克的照片并加以介绍。那么沃森和克里克是如何构建出DNA的结构模型的呢？下面就让我们一起回到1951年重温这段研究历程， 首先我们通过一则科学事实来了解一下当时人们对DNA分子的认识水平。 屏显科学事实的内容：DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C 4种碱基。 指导学生阅读科学事实，并交流分享得到的信息有哪些。 · 探究脱氧核苷酸单链的形态和结构 回顾脱氧核苷酸的结构，设疑：四种脱氧核苷酸如何构成一条脱氧核苷酸链？播放动态连接过程，分析结构式，引导学生理解单链的形成过程。 【学生操作】开展小组活动，学生分组构建一条脱氧核苷酸链，并安排两名同学到讲台展示，讲解单链的特点。 设疑：DNA分子是由几条链构成的呢？学生猜想 求证1：展示威尔金斯、富兰克林等人关于否定DNA三螺旋结构、DNA含链数量应不少于2不多于4，DNA是由不规则的两条链组成的等研究成果，得出两条链的结论 · 探究DNA两条脱氧核苷酸单链的连接方式 提出问题引导学生思考，并就DNA两条链的连接方式提出假设： 假设一：碱基排列在内侧连接DNA两条链 假设二：脱氧核糖-磷酸形成的骨架排列在内侧连接DNA两条链 求证2：DNA的两条链是通过排列在内侧的碱基连接而成 展示信息提示点： 1. 脱氧核糖和磷酸具有亲水性 2. 细胞中的DNA处于液体环境中 引导学生分析认可假说一是正确的。 · 探究DNA内部碱基的配对方式 我们现在已经知道碱基相互连接排在内侧，但碱基有4钟，连接时如何配对呢？随机的？还是有一定规律的？ 求证3：碱基连接遵循碱基互补配对原则 展示信息点： 1.碱基A、G为双环结构 C、T为单环结构 ； 2.DNA螺旋直径恒定不变； 3.查哥夫测定碱基间的数量关系A=T C=G 4.格里菲斯经计算发现A吸引T，C吸引G 通过一步步分析引导，从而得出A-T、C-G配对的结论 · 探究DNA两条链的方向性 两条链在通过碱基相连的时候是同向的还是反向的呢？ 【学生游戏】小组成员一只手模拟磷酸搭在人一个人的肩膀上连接成单链，另一只手侧平举掌心向前模拟碱基，同向的两列同学不能成功握手，只有反向的才可以，由此得出两条链是反向排列的关系 · 模拟构建DNA的平面结构 【学生操作】小组构建DNA的平面结构，进行展示并交流其结构特点，完成导学案： 1.DNA是由两条链组成的，且两条链的关系是反向平行的； 2.DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧； 3.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并遵循碱基互补配对原则 设疑：DNA分子的最终结构就是这种平面结构了吗？ 求证：4 展示衍射图像，引导学生观看DNA双螺旋结构的俯视图，证实螺旋结构的推测 构建科学思维导图，得出双螺旋结构，渲染：今天这个成果是科学思维的胜利，是科学技术发展的胜利，是多学科交叉碰撞的胜利，更是我们合作交流的胜利。（在探讨DNA分子结构的过程中，通过反复猜测和求证，引导学生尊重事实和依据，并能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、模型与