2.5 核酸是遗传信息的携带者教学设计2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

《核酸是遗传信息的携带者》教案 授课年级：高一 课时：1课时 教材：人教版（2019）高中生物必修1《分子与细胞》 一、教学目标 （一）生命观念 1. 认同核酸是细胞内携带遗传信息的物质，理解核酸的结构与功能相适应的关系，建立生命的物质观。 2. 通过分析DNA和RNA的结构差异，理解不同生物遗传信息储存方式的多样性，形成结构决定功能的核心生命观念。 3. 了解生物大分子以碳链为骨架的结构特点，认识碳元素在生命构成中的核心地位。 （二）科学思维 1. 通过比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸的异同，培养归纳与概括的逻辑思维能力。 2. 通过分析核酸携带遗传信息的原理，推理核苷酸排列顺序多样性与遗传信息多样性的关系，提升演绎推理能力。 3. 通过辨析不同生物体内核酸、核苷酸、碱基的种类，培养分类与比较的科学思维方法。 （三）科学探究 1. 通过观察DNA和RNA在细胞中分布的实验视频，掌握实验原理、操作步骤和结果分析方法，提升实验探究能力。 2. 尝试构建核苷酸的结构模型，模拟核苷酸连接形成核酸链的过程，增强模型建构能力。 （四）社会责任 1. 结合核酸检测、DNA指纹鉴定等社会热点，理解核酸知识在疾病诊断、刑侦破案、亲缘鉴定等领域的应用，增强科学应用意识。 2. 能够运用核酸相关知识理性分析"核酸保健品"等虚假宣传，形成科学的健康观念和辨别能力。 3. 了解我国在核酸研究领域的成就，增强民族自豪感和社会责任感。 二、教学重难点 （一）教学重点 1. 核酸的种类、分布和功能。 2. 核苷酸的结构特点和核酸的结构层次。 3. DNA与RNA的异同点比较。 4. 核酸作为遗传信息携带者的原理。 （二）教学难点 1. 核酸的结构及其多样性的原因。 2. 不同生物体内核酸、核苷酸、碱基种类的辨析。 3. 生物大分子以碳链为骨架的理解。 三、教学方法 1. 情境教学法：以新冠病毒核酸检测、DNA指纹鉴定等生活实例导入新课，激发学生学习兴趣。 2. 比较归纳法：通过表格对比DNA与RNA的异同，归纳核苷酸的结构特点和核酸的多样性原因。 3. 模型建构法：利用核苷酸结构模型，引导学生理解核苷酸的组成和连接方式，直观感受核酸的结构层次。 4. 问题驱动法：设置递进式问题链，引导学生逐步深入思考核酸的结构与功能关系。 5. 小组讨论法：组织学生讨论核酸相关的社会热点问题，培养合作探究能力和科学表达能力。 四、教学手段 1. 多媒体课件：展示核酸检测场景、DNA结构示意图、核苷酸分子模型、实验操作动画等。 2. 实物模型：核苷酸结构模型、DNA双螺旋结构模型，帮助学生直观理解微观结构。 3. 动画视频：播放DNA和RNA在细胞中分布的实验视频、核苷酸脱水缩合形成核酸链的过程动画。 4. 学案资料：发放包含知识点梳理、对比表格、课堂练习的导学案，辅助学生学习。 五、教学过程 （一）新课导入（5分钟） 【情境创设】展示新冠病毒核酸检测采样图片和DNA亲子鉴定报告图片，提出问题： 1. 为什么通过核酸检测就能判断是否感染新冠病毒？ 2. DNA鉴定为什么能够确定亲子关系或锁定犯罪嫌疑人？ 引导学生思考核酸的功能，引出课题：核酸是遗传信息的携带者。 （二）新知讲授（30分钟） 知识点1：核酸的种类和功能（7分钟） 1. 核酸的分类：讲解核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类。 2. 核酸的功能：强调核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 3. 核酸在细胞中的分布： - 真核细胞：DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体中也含有少量DNA；RNA主要分布在细胞质中。 - 原核细胞：DNA主要分布在拟核区域，RNA分布在细胞质中。 - 病毒：只含有一种核酸，DNA或RNA。 【实验介绍】简要讲解"观察DNA和RNA在细胞中的分布"实验的原理、步骤和结果：甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，实验结果显示绿色主要集中在细胞核，红色主要分布在细胞质。 知识点2：核酸的结构——核苷酸是基本组成单位（15分钟） 1. 核苷酸的组成：展示核苷酸结构模型，讲解一个核苷酸分子由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成，元素组成为C、H、O、N、P。 2. 核苷酸的分类：根据五碳糖的不同，分为脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸）和核糖核苷酸两类。 - 脱氧核苷酸：五碳糖为脱氧核糖，碱基为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T），共4种。 - 核糖核苷酸：五碳糖为核糖，碱基为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U），共4种。 【对比分析】通过表格引导学生对比DNA和RNA的化学组成差异： 比较项目 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、G、C、T A、G、C、U 结构 一般为双链（双螺旋结构） 一般为单链 分布 主要在细胞核，少量在线粒体、叶绿体 主要在细胞质 3. 核酸的形成：核苷酸通过磷酸二酯键连接形成核苷酸链，DNA一般由两条脱氧核苷酸链构成，RNA一般由一条核糖核苷酸链构成。 4. 遗传信息的储存：讲解遗传信息蕴藏在核苷酸的排列顺序中，核苷酸排列顺序的多样性决定了核酸的多样性，进而决定了遗传信息的多样性。 知识点3：生物大分子以碳链为骨架（8分钟） 1. 回顾组成细胞的四大类有机物：糖类、脂质、蛋白质、核酸，其中多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。 2. 讲解单体和多聚体的概念：生物大分子是由许多基本组成单位（单体）连接而成的多聚体。 - 多糖的单体：单糖 - 蛋白质的单体：氨基酸 - 核酸的单体：核苷酸 3. 强调每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体，因此碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命。 （三）课堂小结（5分钟） 1. 梳理知识体系：核酸的分类→分布→基本单位→结构→功能，明确结构决定功能的关系。 2. 强调核心要点：DNA和RNA的异同，核苷酸的结构组成，生物大分子的碳链骨架特点。 3. 知识应用：回应导入问题，解释核酸检测和DNA鉴定的原理：不同生物的核酸具有特异性，核苷酸排列顺序携带独特的遗传信息。 （四）课堂练习（3分钟） 1. 概念检测：判断下列表述是否正确： （1）DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸，都含有4种碱基。（√） （2）DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中。（×） （3）核苷酸的排列顺序代表遗传信息，不同生物的核酸具有特异性。（√） 2. 选择题：豌豆叶肉细胞中的核酸，含有的碱基种类是（C） A. 1种 B. 4种 C. 5种 D. 8种 3. 拓展思考：细胞生物体内有几种核酸？几种核苷酸？几种碱基？（2种核酸，8种核苷酸，5种碱基） （五）作业布置（2分钟） 1. 完成教材P36课后习题。 2. 查阅资料，了解核酸检测的原理和我国在核酸检测技术上的突破，下节课进行分享。 3. 思考：市场上宣传的"核酸保健品"能够"修复基因、增强免疫力"，请运用所学知识分析该宣传是否科学。 六、板书设计 第5节 核酸是遗传信息的携带者 一、核酸的种类和功能 1. 分类：DNA（脱氧核糖核酸）、RNA（核糖核酸） 2. 功能：携带遗传信息，参与遗传、变异和蛋白质合成 3. 分布：真核生物DNA主要在细胞核，RNA主要在细胞质；原核生物DNA在拟核；病毒只含一种核酸 二、核酸的结构 1. 基本单位：核苷酸（磷酸+五碳糖+含氮碱基） 2. 脱氧核苷酸：脱氧核糖 + A、G、C、T → DNA（双链） 3. 核糖核苷酸：核糖 + A、G、C、U → RNA（单链） 4. 多样性：核苷酸排列顺序多样 → 核酸多样性 → 遗传信息多样性 三、生物大分子以碳链为骨架 1. 单体：单糖、氨基酸、核苷酸 2. 多聚体：多糖、蛋白质、核酸 3. 碳是生命的核心元素 七、教学反思 1. 本节课通过生活实例导入，有效激发了学生的学习兴趣，核酸检测和DNA鉴定等情境让学生充分感受到生物学知识与生活的密切联系。 2. 核苷酸的结构和核酸的层次是教学难点，通过模型展示和动画演示，将微观结构直观化，帮助学生较好地理解了抽象概念。但部分学生对不同生物体内核酸、核苷酸、碱基种类的辨析仍存在混淆，需要在后续练习中加强巩固。 3. 教学过程中注重核心素养的渗透，通过引导学生分析"核酸保健品"等社会热点问题，培养了学生的科学思维和社会责任意识，实现了知识传授与价值引领的统一。 4. 不足方面：对学生动手建构模型的活动设计不够充分，下次教学可增加小组合作搭建核苷酸链模型的环节，进一步提升学生的探究能力和动手能力。同时可适当拓展新冠病毒核酸检测的具体原理，让学生更深入理解知识的应用价值。 5. 改进方向：优化分层练习设计，针对不同层次学生设置不同难度的问题，确保全体学生都能学有所获；增加我国科学家在核酸研究领域贡献的介绍， 学科网（北京）股份有限公司 $