3.2DNA的结构教学设计2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

3.2 《DNA的结构》教学设计 教材分析 本节课选自 2019版人教版高中生物教材必修二第 3章基因的本质第 2节，该节课内容由 DNA双螺旋结构模型构建、DNA分子结构、制作 DNA双螺旋结构模型三部分构成。本节内容起着承上启下的作用——DNA分子的双螺旋结构是学生理解遗传学理论的知识基础，其双螺旋结构保证了 DNA多样性、特异性和稳定性的特征，是学生理解生物的多样性、特异性和物种稳定性本质的结构基础，对学生以后学习 DNA的复制及遗传规律有和很大的促进作用。DNA模型的制作，有利于提高学生的动手能力，有利于学生形象思维到抽象思维的发展。 一、教学目标 1.概述 DNA 结构的主要特点。 2.通过了解 DNA 双螺旋结构模型构建的过程，认同交流合作、多学科交叉在科学发展中的作用。 3.制作 DNA 双螺旋结构模型。 二、教学重点与难点 重点：DNA 结构的主要特点。 难点：制作 DNA 双螺旋结构模型。 三、教学过程 （一）导入新课 结合“通过 DNA血样鉴定，22年后寻亲成功”的新闻倒入课题，（出示本节学习目标并板书课题：DNA的结构） （二）教授新课 1.探究 DNA分子模型构建 1)回顾已有认识： ①DNA 分子是以 4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链； ②4 种脱氧核苷酸分别含有 A、T、C、G 四种碱基。 2)英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林应用 X 射线衍射技术获得了 DNA 衍射图谱。美国生物学家沃森和英国物理学家克里克利用图谱数据推算 DNA 分子呈螺旋结构，并尝试搭建多种双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定。 3)奥地利生物化学家查哥夫发现了碱基比例关系的规律——在DNA 中，腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。沃森和克里克由此推测，腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对。 4)沃森和克里克构建 DNA 双螺旋结构模型—— ①双螺旋内部是碱基，外部是脱氧核糖—磷酸骨架； ②A 与 T 配对，G 与 C 配对； ③DNA 两条链的方向相反。 并进行验证： ④组成的 DNA 分子具有恒定的制定； ⑤能解释 A、T、G、C 的数量关系；③模型与基于 X 射线衍射照片推算出的 DNA 双螺旋结构相符。 5)沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发表在《自然》杂志上。沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得 1962 年诺贝尔生理学或医学奖。 6)让学生分析并总结探究 DNA分子模型的过程中，科学家表现出了那些值得我们学习的科学精神。 2、制作 DNA双螺旋模型 1）制作磷酸、脱氧核糖和碱基模型。分别用哪几种材料来代表这三种物质？ 2）制作脱氧和碳酸模型。磷酸、脱氧核糖和碱基是在什么部位相互连接的？由此回顾脱氧核苷酸的结构组成。 3）制作脱氧核苷酸长链模型。脱氧核苷酸单链中，每个脱氧核苷酸之间是在什么部位相互连接的？由此引出脱氧核苷酸是通过磷酸二酯键连接起来的。 4）制作脱氧核苷酸双链平面结构模型。如何体现两条链之间的互补配对？由此强调碱基互补配对原则。两条脱氧核苷酸链是如何反向平行的？结合高考送考师生击掌图，强调双链反向，并结合 5’端和 3’端分析两条链的方向，帮助学生理解反向的含义。两条脱氧核苷酸链之间靠什么结构连接？由此引出两条链相邻碱基是通过氢键连接，并提出碱基对这一名词。 5）制作 DNA 双螺旋立体结构模型。DNA 螺旋方向是左手螺旋还是右手螺旋？结合教材中的 DNA 结构模型，引出 DNA 旋转方向是右手螺旋。 3. DNA 的结构特点和特性回顾 DNA 双螺旋结构模型的构建构成，归纳并完善 DNA 的结构特点。 1）DNA 分子是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 2）DNA 分子中的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。提问 DNA 初步水解产物和彻底水解产物分别是什么？以此强化学生对 DNA 结构的认识。 4）稳定性。DNA 是如何保持结构稳定的？ ①碱基对之间的氢键维系 DNA 双链结构； ②碱基对平面之间纵向的相互作用力进一步加固其稳定性；③螺旋化结构可增加稳定性。 5）多样性。DNA 只含有 4 种脱氧核苷酸，它为什么能够储存足够量的遗传信息？ ①碱基对的排列顺序/碱基的排列顺序/脱氧核苷酸的排列顺序； ②碱基对的数量/脱氧核苷酸的数量。 6）特异性。介绍 DNA 指纹技术，DNA 指纹技术用于鉴定时依赖于DNA 分子的什么特性？ ①不同生物 DNA 的碱基排列顺序不同； ②某一特定的生物，其 DNA 分子中的碱基排列顺序是特定的。（三）课堂小结 1.总结 DNA