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

该高中生物学教学设计聚焦“DNA的结构”核心知识点，以抗美援朝烈士寻亲情境导入，关联“DNA是主要遗传物质”前序知识，引导学生探究DNA双螺旋结构，为后续DNA复制、基因表达等内容奠定基础。 此资料亮点在于融合科学史与探究实践，通过威尔金斯X射线衍射图谱等资料驱动学生动手构建脱氧核苷酸单链、平面及双螺旋模型，培养科学思维与空间建模能力。结合烈士寻亲情境渗透态度责任，智慧课堂工具（抢答、实物展台）增强互动，助力学生深化结构与功能观，提升教师教学效率。

学校 课题 3.2 DNA 的结构 年级 高二年级 学科 生物 教材分析 《DNA的结构》是2019 版高中生物学教材必修 2《遗传与进化》第3章基因的本质中第2节的内容。根据普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订版）要求，我们要充分发挥学生的主观能动性，让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学学科核心素养，因此采用概念教学。 必修2《遗传与进化》这本书内容，对应课程标准中的大概念“遗传信息控制生物性状，并代代相传 ”，第3章《基因的本质》对应重要概念“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 DNA 分子上” ，本节《DNA的结构》对应次位概念“概述DNA 分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成的双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息”。 要达到这一要求，学生要以已学的DNA的化学组成知识为基础，理解DNA分子的空间结构， 自主完成DNA分子结构模型的构建。本节内容在教材中起着承前启后的作用，是高中生物课程重要内容之一。一方面，本节内容是对前一节课的深化和拓展，学生能从分子水平上进一步认识基因的本质；另一方面，本节课又为后面DNA的复制、基因的表达、生物的变异等内容的学习进行必要的知识铺垫。 学情分析 高二年级的学生已经掌握核酸的元素组成，认识了有丝分裂、减数分裂和受精作用等生物学基础，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，懂得DNA 是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。同时具备一定的数学、物理和化学知识。而且高中学生具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但对于学生对实验方法不了解，动手能力不强，缺乏认真求实的科学态度和坚持不懈的科学精神等等问题，教师应在学生探究的过程中进行适当的引导。 教学目标 课程标准与本节对应的“ 内容要求”是：“概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成 , 通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息” 。在知道DNA是主要的遗传物质后，本节内容引导学生进一步认识DNA的结构，这样才能理解DNA是怎样储存遗传信息的，形成结构与功能相适应的生命观念。结合教材内容，确定本节的教学目标如下。 1. 生命观念：通过掌握DNA的结构和功能，理解生命的延续和发展。 2. 科学思维：通过对科学史的学习，认同科学家的探索求真、交流合作等科学精神在科学研究中的重要性。 3. 科学探究：通过探究活动，可以提高学生的探究能力、动手能力与合作能力等。 4. 社会责任：基于科学家的探索历程，认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。 教学重难点 教学重点：1.DNA结构的主要特点；2.制作DNA双螺旋结构模型 教学难点：DNA结构的主要特点。 教学准备 PPT、四种脱氧核苷酸教具，双螺旋结构教具，DNA 鉴定技术视频、智慧课堂 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 智慧课堂应用及分析 1.功能选择 2.应用价值 3.评价体现 时长 一、导入 创设问题情境 通过多媒体课件播放图片：丹东市抗美援朝烈士陵园、无名烈士碑等图片， 同学们参观烈士陵园以纪念英烈时 , 不知同学可有注意陵园内的无名烈士碑？这些烈士真的无名吗？ 由此引入对DNA结构的探讨。 创设问题情境：我国建立了国家烈士遗骸DNA测定实验室，帮助这些抗美援朝志愿军归国我们可以利用哪些分子技术？ 主要测定什么分子？ 国家通过DNA分子鉴定技术确认了这10位烈士的身份，为什么鉴定DNA能够为烈士确认身份呢？ DNA鉴定技术是如何寻亲的？模拟为烈士寻亲，你有什么收获? 想要解决这几个问题，首先要了解DNA的结构是什么？ 思考并回答：DNA分子 2min （二）新课讲授 任务一 ： 依据科学史，建构 DNA 双 螺旋结构模型 问题驱动， 回忆物质基础内容，结合学生阅读完成对DNA物质组成的回顾整理。 问 题 1.1 ： 回 忆 DNA 的中文名称 、 基本单位是什么？ 问题1.2： 脱氧核苷酸如何连在一起？ 利用多媒体课件展示脱氧核苷酸的结构式， 通过对结构式的分析， 引导学生说出脱氧核苷酸之间的连接方式。 学生动手操作， 进行探 回答问题。 1. DNA 包含磷酸 、 脱 氧核糖和碱 基 ， 碱基有A 、 T 、 G、 C4种。 2. 每 个 脱 氧核糖的第 3 位 碳 原 子 与相邻脱氧 核苷酸的磷 酸基团相连 接 ， 由此 ， 许多个脱氧 核苷酸连接 1. 抢 答 ， 完 成DNA 的 中 文名称和基本单位。 2. 选 择 随 机 选人、学生讲说出脱氧核苷酸之间的连接方式。实物展台（展示实验过程）学生构建脱氧核苷酸单链。 3. 实 物 展 台 和照片讲评，帮助学 生 理 解 构 建DNA 是 螺 旋 的 、两条脱氧核苷酸链碱基在内侧，磷酸基团在外侧 22min 究。 教师提供DNA双螺旋结构模型的材料， 让学生组装由约10个脱氧核苷酸连接而成接而成的单链。 问 题 1.3 ： DNA 具 有几条脱氧核苷酸链？ 提供【资料2】 1951年11月， 英国生物物理学家威尔金斯 （ M.Wilkins）和同事富兰克林（ R.E.F ranklin ） 应 用 X 射 线 晶体衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 问 题 1.4 ： DNA 的两 条链的位置关系是怎样的呢？ 它们是如何连接的 ? 给学生一个提示： 【事实】 细胞中的DNA分子处于液体环境中， 脱氧核糖和磷酸基团具有亲水性， 碱基具有疏水性。 问 题 1.5 ： 建 构 DNA 的平面结构， 两条链的方向如何？ 提供资料， 引导学生进行分析。 所提供的 【资料3】 如下:从X射线衍射图谱看 , DNA 探究DNA两条单链的中轴在两个方向上呈中心对称， 所以两条链必须是反向平行的。 问 题 1.6 ： DNA 的两 条链之间的碱基是如何连接的？ 而成长链。 动手组 装 由 约 10个脱氧核苷酸 连接而成的单链。 学生思考分析 ， 层 层深入 ， 得出 结 论 :DNA 的 两条单链 由 内 侧 的碱基连 接而成 ， 脱 氧核糖和磷 酸交替连排 列在外侧 ， 构成基本骨架。 学生分析 、 讨论 ， 得出 两条链的方向相反。 学生分析资料 ， 找 出DNA碱基配对的规律性 :A 一 定 与 T配对 ， G一 定 与 C 配 对 , 最后得出结论:碱基配对具有一定 的规律 ， 碱 基之间的这 。 4. 学 生 讲 ， 让学生分析资料得出结论：A-T、C -G。 5. 评价：本次任务结束，学生能从形象和意境方面切入DNA分子结构，增加感性认识。并从这次任务中，获得一定的读图分析能力、知识迁移能力以及空间思维能力和创新能力。 学生说假设， 教师提供资料 ，让学生进行探究 【资料4】 ： ①嘌呤和嘧啶的分子结构图， 指出嘌呤是双环化合物 ，所占空间大; 嘧啶是单环化合物， 所占空间小;② DNA螺旋的直径是恒定的， 约为2nm 。 数学家格菲思通过计算碱基间的吸引力发现， A吸引T， G吸引C 。 ③查哥夫对多种生物的DN做 了碱基定量分析(可给出分析结果的数据)。 同 时， 学生以小组为单位 利用 手 边 材 料 构 建DNA的平面结构。 小组活动后， 教师选择 1~2个小组的活动进行展示， 全班总结 、 交流 。 问题 1.7 ：DNA 的空间结果是怎样的？ 回顾资料 2， 引导学生搭建 DNA 双螺旋结 构， 并分析总结 DNA结构特点。 种一一对应 的关系 ， 叫 作碱基互补配对原则。 学会根据碱基互补 配对原则 ，推 算 DNA 的 碱基比例 ， 学会用数学 语言描述生命现象。 学生分组进 行模拟探究 。 最后总结和交流。 学生动手搭建 ， 总 结DNA结构特点： DNA由两条反向平 行的脱氧核 苷酸链盘旋 成的双螺旋 结构 ； 脱氧 核糖和磷酸 交替连接在 外侧 ， 构成 基本骨架 ； 碱基在 内侧 , 且遵循碱 基互补配对 原则 ， 即 A- T 、C-G。 任务二：为烈士寻亲，是依据 DNA 什 么特 性 ？ ——归纳总结DNA 分 子 双螺旋结构特性 教师引导学生观察DNA结构模型， 思考如下问题。 (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) 为什 么每个DNA 结构模型都与众不同?不同生物的DNA是否也不同 ? (3)通过观察DNA的结构得知 ，DNA的两条单链碱基连接在内侧， 磷酸基团和脱氧核糖交替连接， 排列在外侧， 构成基本骨架， 无论DNA分子一不一样， 为什么几乎都是这样的排列? 学生思考 回答。 (1)DNA的碱基排列顺序 是千变万化 的 ， 因 此能 够储存大量 的遗传信息 , 这体现 了DNA的多样性。 (2)每个DNA结构模型的 碱基排列顺 序都是特定 的 。 不同生物DNA的碱基排列顺序 也不 同 ， 这体 现 了DNA的特异性。 (3)这样排列体现了DNA的稳定性。 屏幕推送 观察已有的 DNA 结构模型，对 DNA结构特点的认识更加直观具体。 逐层解析，层层深入，使学生对 DNA 结构的认识更加深刻到位。 10min 任务三： DNA 鉴定技术是如何寻亲的？ 观看视频，梳理为烈士寻亲的主要流程？ 学生思考分析写在学案中。 知识迁 移，解决问题，加深理解。 帮助学生梳理知识，建构概念。 6min 板书设计 教学反思 新课程四大理念是“面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习，注重与生活的联系” 。对于DNA的空间结构与以往直接展示模型不同，我给每个小组的同学发放了DNA的基本单位构件，小组合作完成模型的过程。在此过程中利用智慧课堂活动让学生展示并分析自己的DNA模型推理出DNA的特性。希望能够让学生亲自完成DNA的构建，充分调动学生的积极性和主动性，把课堂还给学生。构建的过程既是知识的深化过程，又是学生学习的成功体验过程。让新课程理念渗透整个教学过程。 学科网（北京）股份有限公司 $