4.3核酸教学设计-2025-2026学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

该高中化学教学设计聚焦“核酸”核心知识点，涵盖组成（核苷酸结构、DNA与RNA差异）、结构（磷酸二酯键、双螺旋及氢键）及功能（遗传信息传递、核酸检测应用）。通过新冠核酸检测、亲子鉴定情境设疑导入，承接糖类、蛋白质学习，完善生物大分子知识体系，搭建跨学科学习支架。 此资料特色在于跨学科融合与微观可视化，用动态双螺旋模型、水解示意图解析结构，结合沃森克里克发现史培养科学思维，通过我国人工合成核酸等成就渗透科学态度与责任。分组讨论、视频辅助等方法，助学生建立微观-宏观联系，提升教师教学效率与学生探究兴趣。

4.3核酸 基本课程信息 年级 高二 课题 核酸 课时 1课时 授课教师 学情分析 学生在生物学科中已初步了解核酸的分类（DNA/RNA）、基本功能（遗传信息载体）和 DNA 双螺旋结构的宏观特征，但缺乏从化学层面分析核苷酸结构、化学键本质的能力。已掌握酯键、氢键、高分子化合物的聚合与水解等基础知识，能分析简单有机分子的官能团和反应类型，但对生物大分子的多级结构和复杂化学键体系认知不足。通过新冠疫情对 “核酸检测” 有直观认知，但对其背后的化学原理一无所知，存在强烈的探究兴趣。 教材分析 本节课选自人教版（2019）高中化学选择性必修 3 第四章第三节，是 “生物大分子” 单元的收官内容，承接前序糖类、蛋白质的学习，完善了有机化学中生物大分子的知识体系，同时与生物学科 “遗传的分子基础” 模块深度交叉，是体现化学与生命科学融合育人价值的核心载体。通过核酸水解产物示意图、DNA 双螺旋结构模型图、碱基互补配对示意图等，将微观分子结构可视化，降低学生的认知难度。既从化学角度讲解化学键（磷酸二酯键、氢键）、水解与聚合反应，又关联生物学科的遗传、变异等内容，帮助学生建立跨学科的知识网络。且通过介绍我国科学家人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸、参与人类基因组计划等成就，增强民族自豪感；结合 PCR 技术在核酸检测、疾病诊断中的应用，体现化学知识的实用价值。 教学目标 宏观辨识与微观探析：能从元素组成和分子结构层面认识核酸，明确核酸的基本组成单位是核苷酸，掌握核苷酸的三部分组成。能从微观化学键的角度，解释核苷酸通过磷酸二酯键形成多核苷酸链的过程，以及碱基互补配对中氢键的作用。 科学探究与创新意识：能通过分析 DNA 双螺旋结构的发现史，体会科学探究中 “证据收集 — 模型构建 — 修正完善” 的过程，培养科学思维方法。 科学态度与社会责任：通过了解我国科学家在核酸研究领域的成就，增强民族自豪感和科学报国的使命感。能运用核酸的知识解释核酸检测、基因测序、疫苗研发等生活中的化学现象，认识化学在医疗健康、生物技术等领域的重要价值。 教学重难点 重点 核酸的组成：核苷酸的分子结构，DNA 与 RNA 在组成上的差异（戊糖、碱基）。 DNA 的双螺旋结构特点及碱基互补配对原则。 核酸的生物功能及在生产生活中的应用（遗传信息传递、核酸检测、PCR 技术）。 难点 核苷酸的分子结构及磷酸二酯键的形成过程。 DNA 双螺旋结构中氢键的作用及碱基互补配对的化学本质。 核酸的微观结构与遗传信息传递宏观功能之间的内在联系。 教学方法 讲授法、讨论法、多媒体辅助教学法 教学过程 【导入】 教师活动： 展示两张图片：新冠病毒核酸检测采样图、DNA 亲子鉴定报告； 提出驱动性问题： 为什么核酸检测能判断是否感染新冠病毒？ 为什么 DNA 亲子鉴定能确定亲子关系？ 核酸究竟是什么物质，能携带如此重要的遗传信息？ 引出课题：今天我们就从化学的角度，揭开核酸的神秘面纱。 学生活动：观察图片，结合生活经验思考问题，分享自己对核酸检测的了解。 【活动1——核酸的组成与结构】 教师活动： 讲解：核酸因最早在细胞核中发现且具有酸性而得名，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）； 强调：绝大多数生物的遗传物质是 DNA，少数病毒的遗传物质是 RNA，核酸是生物体遗传信息的携带者。 教师活动： 展示核酸水解过程示意图，引导学生分析： 总结：核酸的基本组成单位是核苷酸，每个核苷酸由磷酸、戊糖、碱基三部分组成。 教师活动： 展示核糖与脱氧核糖、5 种碱基的结构简式； 组织学生分组讨论，填写对比表格： 比较项目 DNA RNA 戊糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、G、C、T A、G、C、U 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 强调：T 是 DNA 特有的碱基，U 是 RNA 特有的碱基。 教师活动： 讲解：多个核苷酸通过磷酸二酯键缩合形成多核苷酸链，一条或两条多核苷酸链构成核酸； 补充 ATP 的相关知识：ATP 是腺嘌呤核苷三磷酸，含有高能磷酸键，是细胞生命活动的直接能量来源，展示 ATP-ADP 循环示意图。 学生活动：观察示意图，分组讨论填写表格，记录核苷酸的结构和核酸的形成过程。 教师活动： 科学史导入：介绍 1953 年沃森和克里克基于 X 射线衍射数据提出 DNA 双螺旋结构模型的过程，体会科学探究的艰辛与合作的重要性。 展示 DNA 双螺旋结构实物模型和动态动画，讲解三大结构特点： 两条多聚核苷酸链反向平行盘绕，形成双螺旋结构； 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，通过氢键形成碱基对，遵循碱基互补配对原则：A 与 T 配对（2 个氢键），G 与 C 配对（3 个氢键）。 提问：为什么 G-C 碱基对含量越高，DNA 分子越稳定？ 对比 RNA 的结构：RNA 一般为单链结构，分子比 DNA 小得多。 学生活动：观察模型和动画，思考并回答问题，理解碱基互补配对原则和 DNA 结构的稳定性。 【活动2——核酸的生物功能】 教师活动： 讲解基因的定义：有一定碱基排列顺序的 DNA 片段含有特定的遗传信息，称为基因； 展示 DNA 复制示意图，讲解复制过程：亲代 DNA 解旋→以母链为模板合成子链→形成两个完全相同的子代 DNA； 强调：核酸通过 DNA 复制将遗传信息精确传递给下一代，通过控制蛋白质的合成决定生物体的性状。 教师活动： 介绍我国科学家的贡献：1981 年人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸；1999 年参与人类基因组计划；2002 年完成水稻基因组图谱绘制； 引导学生感受我国科技的进步，增强民族自豪感。 教师活动： 播放 PCR 技术原理短视频，讲解：PCR 是体外扩增 DNA 片段的技术，能将痕量 DNA 扩增几百万倍； 介绍应用：传染病诊断（核酸检测）、遗传病筛查、司法鉴定、考古研究等； 提问：为什么核酸检测能快速判断是否感染病毒？ 学生活动：观看视频，讨论 PCR 技术的应用，回答问题，体会化学技术对现代医学的推动作用。 板书设计 核酸 1、 核酸的组成与结构 1. 核酸的概述 2. 天然核酸的分类与作用：脱氧核糖核酸、核糖核酸 3.核酸的组成与形成 4.DNA分子的双螺旋结构 二、核酸的生物功能 1.基因的定义 2.核酸的生物功能 3.DNA分子的复制 作业设置 1.整理 DNA 与 RNA 的组成、结构、功能对比表格； 2.查阅资料，写一段 100 字左右的短文，介绍核酸检测的化学原理。 教学反思 课后 反思 优点： 不足： 改进措施： 课堂 评价 学科网（北京）股份有限公司 $