2.3 核酸是遗传信息的携带者教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

基于STEM SOS教学模式的《核酸是遗传信息的携带者》教学设计 1、 课程标准分析 《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》强调学生在本节课学习中要形成“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”的核心概念，构建“细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子”的重要概念，并概述出“核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子”的次位概念。 2、 教材分析 本节为人教社新版高中生物学必修一《分子与细胞》的第二章第五节，处于必修一的前半部分，是基础性理论课。本节内容主要包括四个方面，核酸的种类和分布，核酸的结构，核酸的功能以及生物大分子。 本节的重难点是核酸的结构和核酸的功能。本节课之前学习的是蛋白质，所以此节紧接着继续学习生物大分子——核酸，同时也是为在必修二《遗传与进化》中学习DNA和RNA在生物遗传中的作用和联系奠定基础。 3、 学情分析 （1） 知识方面 学生通过在初中的学习，以及在各类媒体平台信息的阅读，对“遗传信息”、“DNA”具有一定的浅层了解，但是并不完整仔细。同时，学生并没有学习过有机化学的知识，所以在理解核酸的结构以及DNA和RNA的区别方面存在难度。 （2） 心理方面 高一学生的认知发展已处于形式运算阶段，具备基本的逻辑思考、讨论、合作，以及综合思维和抽象思维的能力，有利于对核酸结构的学习掌握。 （3） 交往方面 高一学生的沟通交流能力得到了提升，在面对更多元化的同学，会具有好奇心，进而去进行沟通交流。 4、 教学目标 1、通过学习核苷酸长链，学生能够从分子水平上简述核酸能够携带大量遗传信息的原因，从而建立结构与功能相统一的观念。（生命观念） 2、基于对核酸结构的学习，学生能够利用学具模拟磷酸、五碳糖、碱基形成核苷酸单体的模型，并通过对比分析，归纳DNA和RNA的特点和异同。（科学思维） 3、针对DNA可作为刑侦证据的生物学现象，提出问题，学生交流探究增强对这种现象的好奇心和求知欲。（科学探究） 4、通过对本节课知识的学习，学生能够关注DNA指纹技术在社会生活中的应用，做出理性解释判断，提升社会责任。（社会责任） 5、 教学重点 1、核酸的结构 2、核酸的功能 3、DNA和RNA的对比 6、 教学难点 1、DNA和RNA的对比 7、 教学策略 有关核酸分子结构的知识比较抽象复杂，单一的讲授会使学生的学习变得被动、枯燥，达不到预期的教学效果，因此，本节课将基于STEM SOS教育模式进行讲授。STEM SOS教育模式是基于项目式学习法和探究式学习法进行开展，重视学生的协作和自主学习的能力，倡导学生跨学科的发展。此模式下，学生制作模型，登台展示，以此深化对理论知识的理解，提高学生的学习兴趣和课堂参与度。 教师引导学生通过制作核苷酸结构模型的方式，认识核酸分子的结构，在模型设计制作的过程中内化核酸结构的知识，完成科学、技术、工程、数学等多学科的交叉融合。学生在登台秀的过程中，相互交流评价，能加深“生物体的结构和功能相统一”这一生物学观念，从而帮助学生对“核酸是遗传信息携带者”这一重要概念进行构建，同时锻炼学生的动手制作能力和表达能力。 8、 教学手段 为了更好地完成教学目标，突破教学重难点，本节课将基于STEM SOS教学模式，将通过对比教学、情境导入教学、模型构建教学以及传统讲授法的有机结合，借助PPT、视频等多媒体工具，使抽象知识更为具体，提高学生的课堂参与度，突出学生在课堂上的主体地位。 9、 教学过程 教学内容 教师的组织和引导 学生活动 教学意图 情境导入 【展示】《法医秦明》剧照 DNA指纹检测图 【提问和思考】1. 通过获取血液、头发等样品中的什么物质协助破案呢？ 2. 为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息呢？ 3. DNA是一种什么样的化合物？它的中文全称是什么？ 观察； 思考； 回答（1.通过获取DNA来协助破案；2. DNA能够提供遗传信息。） 将学生置于现实生活情境问题中，并引发思考，有助于学生体会科学、技术等知识在解释和解决生活问题中的作用。 学生自主阅读教材 【展示】DNA和RNA对比分析表 类别 核酸 DNA RNA 中文名称 分布 基本单位 组成成分 磷酸 碱基 五碳糖 阅读教材（P34-35）；填写表格 通过自主阅读，完成基本知识的自主构建。 新课讲授 核酸的种类和分布 【讲解】核酸的种类（DNA和RNA） 【拓展】播放“探究DNA和RNA在细胞中的分布”实验视频来展示DNA和RNA在细胞中的分布情况 听课； 观看视频，得出DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。 通过视频播放辅以教师讲解，有助于学生更加直观学习了解核酸的种类和分布情况。 核酸的基本单位 【讲解】核酸的单体，单体的组成成分（磷酸、碱基、五碳糖），以及DNA和RNA的异同点 【模型制作】组织学生以小组合作的形式，利用学具（磷酸、碱基、五碳糖的模型卡纸）制作核苷酸的结构模型。每个小组分别制作一个脱氧核苷酸模型和一个核糖核苷酸模型。 【提问】构建核苷酸模型时的想法？为什么这样连接？ 【补充讲解】基于学生的核苷酸模型，对模型进行命名（分为两类：脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸） 听课； 小组合作制作核苷酸模型（脱氧核糖核苷酸模型+核糖核苷酸模型）； 上台展示并陈述自己制作模型时的想法和思路； 对自己所制作的模型进行命名。 通过制作核苷酸模型，可以将抽象的、看不见摸不着的核酸分子结构通过模型具体化，有利于学生加深对核酸分子结构的理解及观念的形成。同时，通过展示活动和学生的回答陈述，可以揭示学生对核酸结构认识上的进展和误区，便于反馈，有利于过程性评价整合到教学之中。 核酸是由核苷酸连接而成的长链 【提问】既然核苷酸是核酸的基本单位，那么核苷酸是如何形成核酸长链的呢？ 【讲解拓展】核苷酸通过形成3’,5’- 磷酸二酯键连接成核酸长链。通常情况下，DNA是包括两条脱氧核糖核苷酸链，RNA仅有一条核糖核苷酸链。 【思考】结合所讲的知识和情境导入的实际问题，学生回答刑侦人员为什么可以通过DNA指纹获得嫌疑人信息？ 【数学模型】构想一个数学模型，假如有100个脱氧核糖核苷酸，那么会有多少种排列组合方式？ 【总结】核酸的功能。 思考交流； 数学模型，进行初步回答。 通过讲解核苷酸连接形成核酸的方式，引入“生物大分子以碳链为骨架”的概念，并为后续“基因的本质”的学习奠定知识基础。 同时，通过数学模型的构建，引导学生认识“核酸长链中核苷酸的排列具有多样性，致使核酸携带的遗传信息很多且互不相同”，这也体现出STEM SOS教育模式中的跨学科融合。 生物大分子以碳链为骨架 【讲解】结合之前所学的多糖和蛋白质的相关知识，展示单体和多聚体之间的关系。 思考讨论 通过总结对比多糖、蛋白质和核酸让学生明白“生物大分子是由单体连接成的多聚体”以及“生物大分子以碳链为骨架”，认同“碳是生命的核心元素”、“没有碳，就没有生命”的观念。 课堂总结 【总结】依据本节课的思维导图进行知识总结。 结合总结，核对课堂前部分填写的表格；回顾本节课内容。 通过课堂总结，学生可以对知识进行回顾，加深记忆，同时也可以对本节课形成一个整体的认识。 练习 1.豌豆叶肉细胞中的核酸，含有的碱基种类是（） A.1种 B.4种 C.5种 D.8种 【答案】C 解析：豌豆叶肉细胞中含有DNA和RNA两种核酸，组成DNA的碱基有A、C、G、T四种，组成RNA的碱基有A、C、G、U四种；因此，豌豆叶肉细胞中的核酸（既包括DNA又包括RNA），含有的碱基种类是A、C、G、T、U五种。故选：C。 2.随着生活水平的提高，人们对营养保健食品日益关注。一些厂家在核酸保健品的广告中用到类似的宣传语：一切疾病都与基因受损有关；基因是核酸片段；补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力。 （1）请对上述三段宣传语作出评析，指出其中的逻辑漏洞。 （2）如果有人向你推销核酸保健品，你将如何回应？ 【答案】1．(1)①“一切疾病都与基因受损有关”过于绝对。 ②“基因是核酸片段”属于概念有误。 ③“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”这是混淆概念关系以误导消费者。 (2)①询问该核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理； ②运用已学习的核酸知识与推销员交流，传递正确的营养保健知识； ③表明不会购买核酸保健品的态度。 课后完成练习 学生通过练习，可以巩固本节课所学知识；通过对“核酸保健品广告”的分析，将知识蕴含于情境化的真实问题中来设计任务活动培养学生综合运用有关知识和方法解决实际问题的能力，培养社会责任感。 10、 板书设计 学科网（北京）股份有限公司 $$