2.5核酸是遗传信息的携带者教学设计2026-2027学年高一上学期生物人教版必修一

该高中生物学教学设计围绕核酸是遗传信息的携带者，以DNA指纹刑侦情境导入，承接多糖、蛋白质等生物大分子知识，通过核苷酸长链图、韦恩图等学习支架，梳理核酸种类分布、结构差异及碳链骨架共性，为后续遗传内容铺垫。 特色在于情境化探究与可视化教学结合，运用图示对比、小组合作等方法，结合刑侦鉴定、病毒防疫实例，培养科学思维与探究实践能力，落实结构与功能统一的生命观念。分层作业设计助学生巩固，为教师提供系统教学资源，提升教学效果。

教学设计 课程名称 核酸是遗传信息的携带者 选用教材 高中生物人教版必修一 教学章节 第二章第五节 授课对象 高一学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节承接多糖、蛋白质两类生物大分子的知识，以 DNA 指纹刑侦检测生活情境为导入，整体分为三大核心模块：第一模块区分核酸两类种类 DNA 与 RNA，梳理二者在真核细胞中的分布位置；第二模块讲解核酸基本单位核苷酸，借助核苷酸长链结构图、两类核苷酸对比图、DNA 与 RNA 组成异同韦恩图，拆解核苷酸由磷酸、五碳糖、含氮碱基构成的三层结构，对比脱氧核苷酸与核糖核苷酸的五碳糖、碱基差异，说明 DNA 双链、RNA 单链的链状结构；第三模块阐释核苷酸排列顺序储存海量遗传信息，拓展病毒遗传物质类型，最后归纳多糖、蛋白质、核酸均是以碳链为骨架的单体多聚体，建立 “碳是生命核心元素” 的宏观认知，串联刑侦鉴定、亲子鉴定、病毒防疫等现实应用，为必修二遗传物质复制、基因表达内容奠定分子基础，完整构建细胞四大有机物的统一知识体系。 二、学情分析 1. 知识根基 学生已经学习糖类、脂质、蛋白质三类细胞有机物，掌握单体、多聚体、脱水缩合基础概念；生活中听过 DNA 亲子鉴定、刑侦 DNA 比对、新冠病毒核酸检测等名词，具备生活化认知；化学层面了解磷酸、五碳糖、碱基基础有机基团；但完全不清楚 DNA 与 RNA 的细胞分布，无法区分脱氧核糖与核糖、两类核酸碱基差异，不理解核苷酸排列顺序承载遗传信息，也不能自主归纳生物大分子统一碳链骨架。 2. 能力概况 高一学生具备基础分子结构图识图、小组分类对比表格梳理的课堂能力，能够结合生活刑侦案例开展简单逻辑推理；但图文转化能力薄弱，无法从韦恩图完整提取 DNA、RNA 组成异同；分层拆解小分子结构能力不足，难以拆分核苷酸磷酸、五碳糖、碱基三部分；定量逻辑推理欠缺，不能依据 4 种核苷酸推导 DNA 海量信息容量；跨模块归纳能力薄弱，无法将多糖、蛋白质、核酸统一归纳为碳链骨架多聚体。 3. 认知误区 学生存在多处典型认知误区：一是认为 DNA 只存在于细胞核，忽略线粒体、叶绿体中也存在 DNA；二是混淆 DNA 与 RNA 的碱基，误以为二者碱基完全相同；三是认为所有生物遗传物质都是 DNA，不清楚 RNA 病毒以 RNA 作为遗传信息载体；四是把核苷酸、核酸概念混淆，分不清单体与大分子多聚体；五是无法理解碳链骨架含义，误认为碳仅存在于糖类脂质；六是认为细胞生物同时具备 DNA 和 RNA，碱基只有 4 种。 三、教学目标 1. 生命观念 建立两大核心生命观念：结构与功能相统一观念，核苷酸的五碳糖、碱基结构差异决定 DNA、RNA 分布与遗传功能，核苷酸多样排列顺序承载个体专属遗传信息；物质统一观念，多糖、蛋白质、核酸均由单体连接形成、以碳链为基本骨架，碳是支撑生命大分子的核心元素。 2. 科学思维 依托 DNA 指纹刑侦情境建立生活化推理思维，推导 DNA 序列特异性；借助核苷酸长链、两类核苷酸对比、DNA 与 RNA 韦恩图建立对比归纳思维，梳理 DNA、RNA 组成与分布异同；依靠单体多聚体示意图建立分层归纳思维，统一三类生物大分子骨架规律；结合病毒遗传物质案例建立分类思辨思维，区分细胞生物、病毒的遗传物质类型；打通 “刑侦情境引入核酸应用→核酸分类与细胞分布→核苷酸单体分层拆解→DNA 与 RNA 组成对比→碳链骨架统一归纳大分子” 完整逻辑链条。 3. 科学探究 阅读 DNA 指纹刑侦讨论材料，小组分析 DNA 能够区分个体的根本原因；观看核苷酸连接而成的长链图，自主标注核苷酸三部分组成；观看脱氧核苷酸和核糖核苷酸对比图，分组列表对比两类核苷酸五碳糖、碱基差异；观看 DNA 与 RNA 化学组成异同韦恩图，分层提取二者共有、特有成分；观看生物大分子单体多聚体示意图，归纳多糖、蛋白质、核酸统一碳链骨架规律；完整走完 “刑侦情境推理引入核酸课题→核苷酸图解拆解单体结构→韦恩图对比 DNA 与 RNA 组成差异→多聚体示意图归纳大分子统一骨架→病毒、刑侦实例探究核酸遗传功能” 完整探究流程，提升有机分子识图、分类对比归纳、海量信息逻辑推导、跨物质统一归纳综合探究能力。 4. 社会责任 养成依托分子结构图、对比图表客观区分 DNA、RNA 结构差异，分层拆解生物大分子的严谨科研品格；结合 DNA 刑侦破案、亲子鉴定、RNA 病毒核酸检测实例，体会核酸分子生物学技术在司法、医疗防疫领域的实用社会价值；小组合作完成核苷酸结构拆解、DNA 与 RNA 对比表格绘制、大分子骨架归纳，培养分工绘图、互相纠正结构区分错误、分层整合复杂知识的协作探究精神。 四、教学重难点 重点 1. 核酸两类种类 DNA、RNA 在真核细胞中的分布； 2. 核苷酸三部分组成，脱氧核苷酸、核糖核苷酸的结构差异； 3. DNA 与 RNA 化学组成、链状结构的异同； 4. 核苷酸排列顺序储存遗传信息，核酸是遗传信息携带者； 5. 多糖、蛋白质、核酸均是以碳链为骨架的单体多聚体。 难点 1. 完整区分 DNA 与 RNA 五碳糖、碱基、分布、链结构四层差异； 2. 由 4 种核苷酸排列组合推导 DNA 极大信息容量的逻辑； 3. 统一归纳三类生物大分子单体、多聚体、碳链骨架的共性规律； 4. 区分细胞生物、RNA 病毒两类生物的遗传物质。 五、教学方法  生活情境导入法：DNA 指纹刑侦检测素材抛出核心讨论问题；  图示对比分析法：核苷酸长链、两类核苷酸对比、DNA 与 RNA 韦恩图、大分子多聚体示意图分层拆解重难点；  表格分类归纳法：制作表格对比 DNA、RNA 全部结构与分布差异；  分层拆解教学法：逐层拆解核酸大分子→核苷酸单体→磷酸、五碳糖、碱基三组分；  实例拓展教学法：刑侦鉴定、亲子鉴定、新冠 RNA 病毒、HIV 病毒多实例串联；  小组绘图思辨法：分组绘制核苷酸结构、完成 DNA 与 RNA 对比表格、归纳大分子骨架共性。 六、教学资源 核苷酸连接而成的长链图、脱氧核苷酸和核糖核苷酸对比图、DNA 与 RNA 化学组成异同韦恩图、生物大分子单体多聚体示意图；配套素材：DNA 指纹检测实景素材；DNA 与 RNA 对比空白表格；病毒遗传物质阅读材料；核酸基础辨析习题。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 问题探讨导入，DNA 指纹刑侦情境引出核酸（6 分钟）  出示 DNA 指纹检测实景图 抛出导入讨论问题：刑侦人员比对案发现场 DNA 与嫌疑人 DNA 即可锁定线索，思考 DNA 为何能够区分不同个体；同时拓展提问，生活中还有哪些场景会使用 DNA 鉴定技术。  引导学生提炼核心线索：每个个体 DNA 分子存在专属序列，储存独一无二的遗传信息；顺势过渡本节课系统学习核酸的种类、分布、单体结构、遗传功能，最后统一归纳全部生物大分子的碳链骨架。出示导入思辨问答题，题目具体如下：为什么 DNA 指纹技术可以精准区分不同人类个体？除刑事案件侦破外，请列举两项 DNA 鉴定技术的实际应用场景。  阅读 DNA 指纹刑侦情境文字，小组交流 DNA 携带个体独有信息的猜想，结合生活说出亲子鉴定、遗传病筛查等应用场景。  独立完成导入思辨问答题，分层书写不同个体的 DNA 脱氧核苷酸排列顺序存在独特差异，可作为个体身份标识；DNA 鉴定还可用于亲子血缘判定、遗传性疾病产前筛查两层完整作答逻辑，条理完整作答。  同桌互相分享自己听过的核酸相关生活案例，初步猜想 DNA 与 RNA 的区别。 环节二 核酸的种类及其细胞分布，分层梳理 DNA、RNA 位置（7 分钟）  讲解核酸分为脱氧核糖核酸 DNA、核糖核酸 RNA 两大类；分层梳理真核细胞内两种核酸分布：DNA 主要集中在细胞核，线粒体、叶绿体含有少量 DNA；RNA 绝大多数分布在细胞质。  抛出过渡问题：DNA、RNA 均属于核酸大分子，二者的基础构成单位完全不同，接下来学习核酸的最小组成单位 —— 核苷酸。出示分布辨析问答题，题目具体如下：植物叶肉细胞中，DNA 分布在细胞哪些结构中？RNA 主要分布在细胞什么位置？  小组分类记录 DNA、RNA 的细胞分布区域，结合植物细胞、动物细胞结构对比记忆差异。  独立完成分布辨析问答题，分层书写植物叶肉细胞 DNA 存在于细胞核、叶绿体、线粒体；RNA 绝大多数分布在细胞质两层完整逻辑，条理清晰作答。  同桌互相口述 DNA、RNA 在真核细胞中的分布区别，区分动植物细胞 DNA 分布细微差异。 环节三 核苷酸的单体结构，图解拆解两类核苷酸差异（13 分钟）  过渡讲解：核酸是生物大分子，核苷酸是核酸的基本组成单体；出示核苷酸连接而成的长链图 分步讲解核酸由数十至亿个核苷酸连接形成长链，单个核苷酸统一由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基三部分构成。  出示脱氧核苷酸和核糖核苷酸对比图 分层对比两类核苷酸核心差异：脱氧核苷酸的五碳糖为脱氧核糖，核糖核苷酸五碳糖为核糖；同步划分两类核苷酸对应的碱基种类，为后续 DNA、RNA 对比铺垫。 完整推导单体组成关系式：(核苷酸 = 磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基)  结合关系式举例拆解：脱氧核苷酸 = 磷酸 + 脱氧核糖 + 含氮碱基；核糖核苷酸 = 磷酸 + 核糖 + 含氮碱基；强调五碳糖种类是区分两类核苷酸的核心依据。出示核苷酸辨析问答题，题目具体如下：构成核苷酸的三部分化学物质分别是什么？脱氧核苷酸与核糖核苷酸最核心的区分结构是什么？  观看核苷酸长链示意图，跟随教师梳理长链由无数核苷酸依次连接而成，小组标注单个核苷酸磷酸、五碳糖、碱基三组分。  观看两类核苷酸对比示意图，小组绘制简易结构草图，圈出脱氧核糖与核糖的结构区别，背诵两类核苷酸组成。  独立完成核苷酸辨析问答题，分层书写核苷酸由磷酸、五碳糖、含氮碱基三部分构成；二者最核心区别为五碳糖种类不同，分别是脱氧核糖、核糖两层完整逻辑，条理清晰作答。  同桌互相默写核苷酸统一组成关系式，口述两类核苷酸结构区分要点。 环节四 DNA 与 RNA 完整对比，韦恩图归纳组成异同（12 分钟）  讲解 DNA、RNA 分别由对应核苷酸连接形成，DNA 一般为双链结构，RNA 一般为单链结构；出示 DNA 与 RNA 化学组成异同韦恩图 分层提取共有成分、特有成分：二者共有磷酸、A、C、G 三种碱基；DNA 特有脱氧核糖、T 碱基；RNA 特有核糖、U 碱基。  推导遗传信息储存逻辑：DNA 仅有 4 种脱氧核苷酸，但核苷酸排列顺序无数量限制，排列组合类型极其多样，因此可以储存海量专属遗传信息；拓展补充，细胞生物遗传物质均为 DNA，HIV、SARS 等 RNA 病毒遗传物质为 RNA。出示组成对比思辨问答题，题目具体如下：DNA 与 RNA 在五碳糖、含氮碱基、链结构上分别存在哪些不同？人体细胞中同时含有 DNA 和 RNA，细胞内一共含有几种含氮碱基？  观看 DNA 与 RNA 韦恩对比图，小组整理空白对比表格，逐条填写五碳糖、碱基、链结构、分布四大维度差异。  小组讨论 4 种脱氧核苷酸如何形成多样序列储存遗传信息，结合刑侦 DNA 指纹案例理解个体序列独特性。  独立完成组成对比思辨问答题，分层书写 DNA 五碳糖为脱氧核糖、特有 T 碱基、双链；RNA 五碳糖为核糖、特有 U 碱基、单链；人体细胞同时含 DNA、RNA，碱基共有 A、T、C、G、U 五种两层完整逻辑，条理清晰作答。  同桌互相默写 DNA、RNA 特有碱基、五碳糖，区分双链与单链结构。 环节五 生物大分子碳链骨架，多聚体示意图统一归纳共性（8 分钟）  过渡讲解：之前学习的多糖、蛋白质，本节课的核酸都属于生物大分子，全部由单体连接为多聚体；出示生物大分子单体多聚体示意图 分层解读三类大分子对应单体：多糖单体单糖、蛋白质单体氨基酸、核酸单体核苷酸；所有单体均依靠碳原子连接形成碳链，碳链作为生物大分子基本骨架，因此碳被称为生命的核心元素。  完整梳理细胞全部有机物逻辑：糖类、脂质提供能源；多糖、蛋白质、核酸为碳链骨架生物大分子；水、无机盐与有机物共同维持细胞稳态。出示大分子归纳问答题，题目具体如下：多糖、蛋白质、核酸三类生物大分子的单体分别是什么？为什么科学家称碳是生命的核心元素？  观看大分子多聚体示意图，小组分栏记录三类大分子名称、对应单体、碳链骨架特点，串联前三节有机物知识。  小组交流碳原子成键特点，理解碳链支撑各类生命大分子的底层逻辑。  独立完成大分子归纳问答题，分层书写多糖单体为单糖，蛋白质单体为氨基酸，核酸单体为核苷酸；所有生物大分子单体均以碳链为基本骨架，无碳无法形成生命大分子，因此碳是生命核心元素两层完整逻辑，条理清晰作答。  同桌互相背诵三类生物大分子的单体名称，复述碳链骨架核心含义。 环节六 课堂整体梳理、分层课后作业布置（4 分钟）  整体脉络梳理：本节课完整四大主线，一是 DNA 指纹刑侦情境引入，建立核酸储存个体专属遗传信息的认知；二是划分 DNA、RNA 两类核酸，梳理二者真核细胞分布；三是图解拆解核苷酸单体结构，借助韦恩图完整对比 DNA 与 RNA 组成、结构差异，理解核苷酸排列顺序承载海量遗传信息；四是依托多聚体示意图统一归纳多糖、蛋白质、核酸的碳链骨架共性，串联全章细胞有机物完整知识框架。  分层布置课后作业 基础作业：完整书写核苷酸统一组成关系式；列表对比 DNA 与 RNA 五碳糖、碱基、链结构、分布差异；写出两类核酸在植物叶肉细胞中的分布；完成核苷酸、分布、大分子三道辨析问答题。 提升作业：绘制核苷酸长链、两类核苷酸简易结构图；梳理细胞生物与 RNA 病毒遗传物质分类；统计 5 种含氮碱基并区分 DNA、RNA 特有碱基；结合韦恩图完整归纳 DNA、RNA 全部异同点。 拓展实践：搜集生活中核酸检测技术应用新闻（刑侦、核酸防疫、亲子鉴定），撰写简短文字说明核酸分子技术的社会价值。  指导学生整理四张配套示意图笔记，分层梳理核苷酸结构、DNA 与 RNA 对比、大分子碳链骨架知识点，养成图文结合、分类对比归纳有机大分子的学习习惯。  跟随教师梳理完整课堂知识框架，标记核苷酸三组分、DNA 与 RNA 碱基五碳糖差异、碳链骨架三大重难点，完善课堂笔记，形成 “核苷酸为核酸单体；DNA 双链存细胞核，RNA 单链在细胞质；4 种核苷酸多样排列储存遗传信息；多糖蛋白核酸均以碳链为骨架” 完整认知模型。  主动参与课堂整体回顾，依次复述核苷酸组成、DNA 与 RNA 结构差异、三类大分子单体、碳链骨架核心观点，同桌互相抽查背诵。  逐条记录分层课后作业要求，结合自身有机分子识图、分类对比、逻辑推导薄弱点规划作业完成顺序，基础作业巩固基础概念与关系式书写；提升作业绘图、表格梳理强化对比归纳能力；拓展实践联系社会实例体会核酸技术实用价值。  针对 DNA、RNA 碱基区分、碳链骨架概念、病毒遗传物质分类存在疑问的学生，课后主动向教师、小组同学交流探讨。 八、板书设计 九、课程思政 本节课结合 DNA 指纹刑侦破案、亲子鉴定、病毒核酸检测等民生、司法、防疫实例，让学生认识核酸分子生物学技术在维护社会公平、保障人民健康中的关键作用；通过分层拆解核苷酸分子、对比 DNA 与 RNA 结构、归纳生物大分子碳链骨架的探究活动，培养严谨细致、对比求证的科学探究素养；借助碳链支撑全部生命大分子的知识，建立物质统一的生命观念，引导学生敬畏生命、尊重基础科学研究，树立运用生物科学技术服务社会、守护公共健康的责任意识。 十、教学反思与修改措施 1 教学反思 本节课依托四张教材图示，按照刑侦情境导入、核苷酸单体拆解、DNA 与 RNA 对比、碳链大分子归纳的逻辑完成授课，大部分学生可以掌握核苷酸组成、DNA 与 RNA 基础差异，但课堂存在多处短板：一是学生容易混淆 T、U 两种特有碱基，无法快速区分两类核酸；二是不能自主推导 4 种核苷酸形成海量遗传序列的逻辑；三是容易遗忘线粒体、叶绿体中存在 DNA；四是对碳链骨架的概念理解浅显，无法串联多糖、蛋白质、核酸三类大分子；五是难以区分细胞生物和 RNA 病毒的遗传物质，做题时容易混淆。 2 修改措施 课前设计核苷酸基础填空预习单，提前区分脱氧核糖与核糖；课堂增加碱基对比表格板书，用色块标注 DNA、RNA 特有碱基；补充核苷酸排列组合简易举例，直观展示少量碱基如何形成多样序列；增加动植物细胞 DNA 分布填空板书，标注叶绿体、线粒体两处次要分布位点；制作三类生物大分子单体对比简表，课堂同步梳理，强化碳链骨架统一认知；增设细胞生物与病毒遗传物质分类辨析题，课后配套专项习题巩固易错点；增加识图专项作业，要求学生依据四张教材图自主梳理知识点，提升图文转化与对比归纳能力。 学科网（北京）股份有限公司 $