3.2DNA的结构教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

人教版（2019）高中生物 必修二 3.2DNA的结构 教学设计 【教学目标】 1．概述 DNA 分子结构的主要特点。 2．制作 DNA 分子双螺旋结构模型，锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力。 3．讨论 DNA 双螺旋结构模型的构建历程，领悟模型构建在认识 DNA 结构中的重 要作用，认同与人合作在科学研究中的重要性。 【学情分析】 本节知识设立在第三章第二节，此前学生已经学习遗传因子的发现以及基因 和染色体的关系，并了解到 DNA 是主要的遗传物质。考虑到本班学生基础较为薄 弱，对新理论接受较慢，因此从学生感兴趣的模型拼接入手，充分调动学生对本 节知识的兴趣，将抽象知识形象化，然后结合科学史的解读和实例练习深入了解 和巩固所学知识。 教学重点： 1．DNA 分子结构的主要特点。 2．制作 DNA 分子双螺旋结构模型 教学难点： DNA 分子结构的主要特点。 【教学思想】 突破传统的讲授法，本节课以塑料DNA立体拼图为媒介采用游戏化教学方法，其中穿插引导式教学。结合多媒体工具，带领学生一步步动手拼接 DNA 模型，引导学生自己发掘 DNA 的结构，并通过小组讨论的方式总结出 DNA 的结构特点，最后将理论运用实践，化身小侦探，通过比对犯罪嫌疑人 DNA 条带侦断刑事案件。 【教学内容】 （一）新课导入 多媒体播放视频引出本节学习内容：DNA 的结构，展示 DNA 的模型或建筑图片，提问学生 DNA 的结构是怎样的？ （二）新课讲授 1. 脱氧核苷酸的结构组成 带领学生复习脱氧核苷酸的结构，了解一分子脱氧核苷酸是由一分子磷酸一分子 含氮碱基和一分子脱氧核糖构成，组成 DNA 的脱氧核苷酸有四种，分别是腺嘌呤 脱氧核苷酸（A）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（G）、胞嘧啶脱氧核苷酸（C）和胸腺嘧 啶脱氧核苷酸（T）。 2. DNA 结构模型的构建 （1）学生根据教学模型的说明完成 DNA 平面结构的拼接 （2）教师讲解科学史并完成讨论部分习题 讲解沃森和克里克发现 A、G、T、C 的数量关系和富兰克林根据 X 光衍射图谱推 测出DNA 呈螺旋状，沃森和克里克以及威尔金森由此获得诺贝尔奖的故事。 （3）学生展示模型并说出 DNA 的结构 ①DNA 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。 ②DNA 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，并且碱基配对具有一定的规律：A（腺嘌呤）一定与 T（胸腺嘧啶）配对；G（鸟嘌呤）一定与 C（胞嘧啶）配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。 3. DNA 的特点拓展延伸 （1）教师提问 ①DNA 是如何储存遗传信息的？ 答：遗传信息蕴藏在千变万化的碱基排列当中。 ②刑警为什么可以通过对比犯罪嫌疑人的DNA信息和当场采集到的DNA样本来确 定最终的犯罪者？ 答：因为每个人的 DNA 组成都是不同的，并且 DNA 的组成具有稳定性。 （2）教师总结 ①稳定性：DNA 分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间 碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致 DAN 分子的稳定性。 ②多样性：DNA 分子中碱基相互配对的方式虽然不变，而长链中的碱基对的排列 顺序是千变万化的。如一个最短的 DNA 分子大约有 4000 个碱基对，这些碱基对 可能的排列方式就有 44000 种。实际上构成 DNA 分子的脱氧核苷酸数目是成千上 万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成 DNA 分子的多样性。 ③特异性：每个特定的 DNA 分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排 列顺序就构成了DNA 分子自身严格的特异性。 （3）设计例题 对比 DNA 电泳条带，确定最终犯罪者 （4） 练习拓展 以教材习题为主，巩固基础知识并拓展讲解碱基对的相关练习。 【学习任务单】 人教版高中生物 必修二 3.2 DNA的结构 班级： 姓名： 1、 学习目标 1、 知识目标： （1） 复述DNA双螺旋结构的主要发现者（沃森、克里克）及关键科学贡献（查哥夫法则、富兰克林衍射图）； （2） 准确描述DNA双螺旋结构的核心要点； （3） 解释碱基互补配对原则对DNA稳定性、复制及遗传信息传递的意义。 2、 能力与素养目标 （1） 科学思维：分析科学史资料，提炼关键证据（如X射线衍射图、碱基比例数据）对模型建构的作用； （2） 批判性思考：比较不同科学家（沃森、克里克、威尔金斯、富兰克林）的模型差异，理解合作与竞争在科学发现中的作用； （3） 运用模型与建模：动手制作DNA双螺旋物理模型，直观理解空间结构与键合关系； （4） 科学探究： 通过计算碱基比例（如给出片段中A含量，求G+C含量），应用查哥夫法则（A=T, G=C, A+G=T+C）。 3、 情感态度价值观目标 （1） 体会多学科交叉（生物、化学、物理）与团队协作对重大科学突破的推动作用； （2） 认识科学模型的暂定性，理解技术发展（如X射线晶体学）对认知深化的重要性 2、 学习资源与材料 1、 教材原文：人教版必修二 P48-P52：核心概念、结构图解、科学史话 2、 教材图表深度利用：图3-11 DNA结构模式图，重点标注反向平行链、脱氧核糖-磷酸骨架、碱基对、氢键位置；图3-12 碱基互补配对示意图：对比A-T/G-C氢键数量差异； 3、 科学史资料（P51）：分析沃森、克里克如何整合他人成果（查哥夫、富兰克林） 4、 拓展与差异化资源：《双螺旋：发现DNA结构的故事》（詹姆斯·沃森，争议性自述，批判性讨论）；《罗莎琳德·富兰克林传》（反思女性科学家贡献被忽视的问题）。 3、 学习任务 1、 温故知新：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、C、G四种碱基。 2、 历史回溯：阅读教材科学史，跟随历史了解DNA双螺旋结构模型的一步步探究的探究历程。 基本组成单位：脱氧核苷酸单位 长链：脱氧核苷酸通过3’,5’磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸长链 双链：碱基互补配对原则，碱基之间通过氢键连接成碱基对，两条长链结合成双链，在一定的作用力下螺旋成双螺旋结构。 3、 模型构建 利用手中材料，完成包含四个不同碱基对的DNA片段拼接。 （1） 材料用具： 蓝色大球——脱氧核糖； 白色小球——磷酸分子； 彩色圆柱体——碱基； 一根长棒——连接磷酸和脱氧核糖的化学键以及脱氧核糖的5号碳 一根短棒——连接脱氧核糖和碱基的化学键 （2）拼接流程： 脱氧核苷酸 脱氧核苷酸长链 DNA双链平面结构 （3）结构描述： 方法一：（五、四、三、二、一） 氢键关系： 五种元素： 四种碱基： 三种物质： 两条长链： 一种螺旋： 方法二： 内侧： 外侧： 4、 科学应用 对比DNA指纹图找出犯罪嫌疑人 5、 拓展与练习 （1） 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？ （2） DNA是如何维系它的遗传稳定性的? （3） 你能够根据DNA的结构特点，设想DNA的复制方式吗？ 4、 学习总结与反思 1、 手绘包含四种碱基对的DNA双螺旋模型片段 2、 反思与总结 （1） 本节课我最大的收获是： （2） 我还没有完全弄懂的地方是： （3） 我认为最难的地方是： ，因为： 【板书设计】 3.2DNA的结构 1、 DNA双螺旋结构模型的构建 1、 主要构建者：沃森 克里克 2、 基本组成单位：脱氧核苷酸 2、 DNA的结构特点 1、 结构：外侧脱氧核糖交替基本骨架，内侧碱基互补配对（A-T,G-C） 2、 特点：稳定性、特异性、多样性 【作业设计】 1.思考碱基互补配对原则对遗传信息的传递具有什么意义？ 2.预习 教材第3节《DNA的复制》 【教学反思】 本节课的重点在于引导学生构建 DNA 的双螺旋结构模型，让学生理解并应用 DNA 的结构特点。 教学设计的特色是，课前为学生准备拼接模型，让学生自主探索 DNA 的结构， 满足以学生为主体，老师为主导的教学模式，同时也通过小组交流，培养了学生 通过合作完成科学探究精神和能力。但也存在一定的不足，如学生在课堂制作模型，容易出现对时间把控的不精准，简单的模型不能完全将DNA的结构特征展现出来，部分理解能力强的学生会出现更深度的思考而难以在原计划的教学流程中完成。 学科网（北京）股份有限公司 $$