3.2DNA的结构导学案2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学导学案围绕DNA的结构展开，以“盗窃案侦破”情境导入，引导学生以“见习探员”身份，通过卷宗研读串联20世纪30年代至50年代科学发现，设置构建脱氧核苷酸模型、单链及双螺旋模型等活动，以疑惑为支架逐步探究DNA结构的构建过程。 以真实案件侦破为任务驱动，融合科学史还原DNA结构发现历程，通过动手建模和分析科学证据（如X射线衍射图谱、查哥夫法则），培养学生结构与功能观（生命观念）、基于证据的逻辑推理（科学思维）及探究实践能力，提升学习兴趣与学科核心素养。

《DNA的结构——盗窃案侦破实录》 案情：深夜临街店铺被盗，窃贼翻窗逃离，现场无目击者，民警在窗台发现嫌疑人遗留烟头与脱落头发，仅凭外观无法锁定嫌犯，警方提取物证DNA，尝试通过DNA对比抓捕罪犯。 任务：请各位见习探员（同学）逐步查看卷宗，抽丝剥茧，帮助警方侦破疑案。 已有线索：犯罪嫌疑人物证DNA 疑惑：为什么要提取犯罪嫌疑人的DNA呢？ 【卷宗研读-抽丝剥茧】 卷宗一：20世纪30年代科学界已经认识到：DNA是以4种脱氧核苷酸为基本组成单位连接而成的长链。 活动一：构建1个脱氧核苷酸模型 疑惑一：4种脱氧核苷酸是通过什么键构成DNA链的呢？ 活动二: 小组内合作构建一条脱氧核苷酸链 疑惑二: DNA是否由一条单链组成？ 疑惑三: 又呈现出什么样的空间结构呢？ 卷宗二：1951年11月，英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术获得了多张高质量的DNA衍射图谱。在一场学术会议上被沃森看到。 疑惑四： DNA衍射图谱能说明什么问题呢？ 疑惑五： DNA为双螺旋还是三螺旋？ 卷宗三：沃森和克里克搭建多种双螺旋和三螺旋模型都被否定了。 卷宗四：富兰克林通过数学计算：若DNA为三条链，则含水量约为样品的1/10，与实际不符；若DNA为两条链，则与样品实际含水量相符 结论1： 疑惑六： DNA两条链中磷酸、脱氧核糖和碱基的位置如何排布？两条链的是正向的还是反向的？ 卷宗五：有研究表明，磷酸基团具有亲水性，碱基具有疏水性，而DNA分子在细胞内始终处于水环境中。 结论2： 疑惑七：DNA内侧的碱基是如何配对的呢？ 卷宗六：二战后，科学家利用电子显微镜测定了DNA分子的直径约为2nm，相邻两核苷酸间距相等。 猜测： 疑惑八：哪一种嘌呤和哪一种嘧啶连接呢？ 卷宗七：奥地利生物化学家查哥夫对DNA碱基研究发现：腺嘌呤(A)的量等于胸腺嘧啶(T)的量；鸟嘌呤(G)的量等于胞嘧啶(C)量。 结论3： 疑惑九：DNA的两条链是正向的还是反向的呢？ 卷宗八：富兰克林和威尔金斯根据DNAＸ射线衍射图谱，发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。 结论4： 【物证拼装--建模还原】 活动三：构建DNA双螺旋模型 总结DNA结构特点： 【密码破译--属性解密】 总结DNA的结构属性，理解DNA可作为物证的原因： 【线索归总--真相大白】 学科网（北京）股份有限公司 $