3.2.2DNA的结构第二课时教学设计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人教版必修二“DNA的结构”第2课时，核心内容为DNA结构特性（多样性、特异性、稳定性）及相关计算。通过前情回顾复习结构特点，结合课本习题与识图训练巩固碱基互补配对原则，搭建从结构识别到特性分析的学习支架。 以科学探究为主线，通过碱基对排列推理多样性、结合DNA指纹技术探究特异性，落实结构与功能观的生命观念和归纳演绎的科学思维。阶梯式例题降低计算难度，帮助学生掌握碱基规律与氢键计算，提升教师课堂效率与学生解题应用能力。

授课内容（教材版本、单元信息等）： 人教版高中生物学必修二 第3章基因的本质 第2节DNA的结构 第2课时 课时安排：1 教材分析： （一）单元分析 第3章“基因的本质”是人教版高中生物必修2《遗传与进化》的核心单元，聚焦大概念“遗传信息控制生物性状，并代代相传”，在整个遗传学知识体系中起到承上启下的关键作用。本章上接遗传的细胞基础，从细胞水平的减数分裂深入到分子水平的遗传物质本质，下启基因的表达、基因突变、变异与进化等内容，搭建起“染色体—DNA—基因—遗传信息”的逻辑框架。本单元围绕“DNA是主要遗传物质、DNA的结构、DNA的复制、基因通常是具有遗传效应的DNA片段”四大内容展开，以科学史探究为主线，融合物理、化学、生物多学科知识与方法。教材通过多位科学家的探究历程，融合化学结构分析、物理衍射技术、生物统计规律等跨学科知识，引导学生体验假说—演绎、模型构建等科学方法，落实结构与功能观、进化与适应观等生命观念，同时培养严谨求实、合作创新的科学素养，为整个分子遗传学的学习奠定坚实基础。 （二）课时分析 “DNA的结构”作为第3章的第2节，是从“确认遗传物质”转向“理解遗传信息传递与表达”的关键课时，本节课要构建的次要概念是“概述 DNA分子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”，是DNA复制、基因表达、基因突变等后续内容的结构基础。教材以沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型为主线，依托富兰克林的 X 射线衍射图谱、查哥夫碱基数量规律等关键证据，逐步推导出DNA的结构特点，充分体现科学探究的逻辑性与严谨性。本节课将微观分子结构与宏观模型构建相结合，把抽象的化学结构、物理特征转化为可推理、可建模的直观内容，帮助学生建立结构与功能相适应的观念，提升模型与建模、演绎推理等科学思维能力，同时渗透科学研究的继承性与协作性，实现知识传授与素养培育的有机统一。 学情分析： （一）知识基础 学生已初步掌握 DNA 双螺旋结构的基本特点、碱基互补配对原则，能够识别 DNA 结构模式图，为本课时识图、链序列判断、结构特性及相关计算奠定了基础。但高一平行班学生基础薄弱，对 3′端与 5′端、反向平行等识图要点易混淆，对氢键数量、碱基数量关系的数学计算较为陌生，难以将结构知识与计算规律结合，易出现公式混淆、代入错误等问题。 （二）思维技能 学生具备一定的观察、对比和简单推理能力，但抽象识图能力、逻辑推导与数学运算能力较弱，面对规律性计算容易畏难。教学中需以直观图示、阶梯式例题、规范步骤降低难度，强化识图训练与规律总结，逐步提升学生科学思维与解题应用能力。 教学目标 1.准确识别 DNA 结构模式图，明确链的方向与组成，巩固结构与功能相适应的生命观念，说出 DNA 结构的稳定性、特异性与多样性。 2.根据碱基互补配对原则正确书写互补链序列，结合图示与推理归纳碱基数量关系，运用逻辑推理、归纳概括的科学思维解决简单计算问题。 3.通过例题演练与规律总结，掌握氢键数目、嘌呤与嘧啶数量关系的计算方法，提升识图分析与应用解题的科学探究能力。 4.养成规范解题、严谨推理的学习习惯，形成运用生物学知识解决问题的科学态度。 教学重点： 1.DNA结构模式图的识别与链方向判断。 2.碱基互补配对原则的运用。 3.DNA结构特性。 4.碱基相关数量规律的理解与灵活运用 5.氢键数目的计算。 教学难点： 1.碱基数量关系规律的理解与灵活运用。 2.氢键数目的计算。 教学辅助手段： 多媒体课件、常规教具。 教学过程： 【前情回顾】 提问：DNA的结构特点？ 学生回忆并回答（3点）。 【练习巩固】 1. 课本P52概念检测第4题（根据已知序列，运用碱基互补配对原则推互补链序列，注意链的方向） 2. 识图（识别DNA平面图各部分结构、化学键，一条链上相邻碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖连接，两条链之间相互配对的碱基通过氢键连接） 【DNA的结构特性】 （一）多样性 提问：DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存足够量的遗传信息？ 推理活动：若只有1个碱基对，则构成的DNA分子有4种（A-T、T-A、C-G、G-C）； 若只有2个碱基对，则构成的DNA分子有4×4=16种； 若只有3个碱基对，则构成的DNA分子有4×4×4=64种； 以此类推：若有n对碱基，则构成的DNA分子就有4ⁿ种。 →碱基对的排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性。 意义：DNA分子的多样性决定了蛋白质多样性，进而决定生物多样性。 （二）特异性 探究活动：阅读课本P52 科学·技术·社会——DNA指纹技术，思考为什么可以利用DNA指纹来识别身份？ 提问：如果有几个人的DNA是一样的，还能通过DNA指纹来识别身份吗？（不可以） 得出结论：每个 DNA 分子的碱基排列顺序都是特定的、独一无二的，即每个DNA分子中碱基对的排列顺序是特定的。 （三）稳定性 提问：研究表明：DNA结构的稳定性与四种碱基的含量有关：G和C的含量越多，DNA的结构就越稳定。这是为什么呢？ 引导学生结合碱基配对特点分析：G-C之间有3个氢键，A-T之间有2个氢键；G-C含量越高，氢键数量越多，DNA 结构越稳定。 提问：DNA是如何维系它的稳定性的？ 学生结合DNA的结构特点回答：①脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧恒定；②内侧碱基通过氢键相连，遵循互补配对原则；③规则的双螺旋结构——空间结构稳定。 【DNA的结构有关计算】 （1） 氢键数目 例题1：一个DNA分子有1000个碱基对，其中A=240个，该DNA分子中总共含有2760个氢键 学生计算、回答。教师讲解→氢键总数=A-T碱基对数X2+C-G碱基对数X3 （2） 嘌呤与嘧啶的数量关系 给出一条链与互补链的碱基对应关系：A₁=T₂，T₁=A₂，G₁=C₂，C₁=G₂。 引导学生计算出规律： 1. 双链DNA中嘌呤总数=嘧啶总数，即A+G=T+C，各占 1/2。 2. 若一条链中 (A₁+G₁)/(T₁+C₁)=b，则互补链中比值为1/b。 结合例题2巩固。 提问：若在一个生物体内嘌呤≠嘧啶是什么原因？（必然有单链结构存在） 提问：含有单链，嘌呤数量一定不等于嘧啶数量吗？（存在单链结构时，可能是嘌呤=嘧啶；也可能是嘌呤≠嘧啶，关系不确定） 例题3 某生物鸟嘌呤：胞嘧啶=3:1，则该生物不可能是（C） A.大肠杆菌 B.流感病毒 C.T2噬菌体 D.人体细胞 教学反思： 本节课以复习导入、识图训练、特性讲授、计算突破为主线，紧扣课本习题展开教学，较好地完成了 DNA 结构特性与相关计算的讲授。但课堂存在明显不足：时间把控不够合理，计算部分讲解节奏偏快，留给学生自主思考与演算的时间不足；课堂关注范围有限，对后排及基础薄弱学生指导欠缺，易错点强调不够。今后教学中将合理分配时间，放缓难点节奏，强化图示与演示，加强巡堂指导，让全体学生都能扎实掌握知识，提升课堂实效。 学科网（北京）股份有限公司 $