高中生物-DNA的分子結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

《DNA的分子結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)：1．知識目標(biāo)：概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。2．能力目標(biāo)：通過制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，學(xué)生可以提高自身的觀察力和動手能力。3．情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：體驗DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程，感悟科學(xué)研究中蘊(yùn)含的科學(xué)思想和科學(xué)態(tài)度。二、教材分析：《DNA分子的結(jié)構(gòu)》編寫在高中生物教材必修二第三單元第一章的第二節(jié)?！禗NA分子的結(jié)構(gòu)》既是對已學(xué)孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂知識的進(jìn)一步深入，更是學(xué)習(xí)整個遺傳部分的基礎(chǔ)。并且，它在教材中起著承前啟后的作用。一方面，在高中生物必修一核酸的結(jié)構(gòu)和功能一節(jié)里已經(jīng)學(xué)習(xí)了進(jìn)一步認(rèn)識遺傳物質(zhì)的本質(zhì),又為后面基因的表達(dá)、生物的變異和進(jìn)化進(jìn)行了必要的知識鋪墊。線，DNADNA以及善于利用前人的成果和與他人合作的品質(zhì)三、教學(xué)重點：（1）DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。（2）制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。四、教學(xué)難點：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點。五、學(xué)情分析：DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型已成為分子生物學(xué)的象征，甚至成為高科技的象征：從課本的封面到會議的標(biāo)志,從公司贈送的年歷到生物系學(xué)生自行設(shè)計的紀(jì)念T恤等等,這一切形象地告訴我們10年前鮮為人知的DNA，如今幾乎已經(jīng)到了家喻戶曉的程度，并且學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)、報刊、雜志、廣播、電視等多種途徑了解到許多有關(guān)DNA的內(nèi)容。此外，學(xué)生通過必修一已掌握了核酸的元素組成等相關(guān)知識，這為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容也奠定了知識基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙：eq\o\ac(○,1)盡管他們具備了一定的認(rèn)知能力，但其思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性還不完善，這就需要教師在探究過程中加以引導(dǎo)；eq\o\ac(○,2)學(xué)生更擅長于形象直觀思維，其空間想象力不足，因此在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容時有必要通過直觀的模型構(gòu)建，以增強(qiáng)其理解力。六、教學(xué)方法：DNA分子是抽象的立體空間結(jié)構(gòu)，學(xué)生的認(rèn)知水平和空間想象能力相對較弱，但對新知識有較強(qiáng)的探究欲和學(xué)習(xí)興趣，因此教師要著力扮演好組織者、引導(dǎo)者和參與者的角色，適時地、不斷地啟迪、指導(dǎo)和幫助學(xué)生。美國教育學(xué)家克萊恩曾說過：“最佳的學(xué)習(xí)方法是‘做中學(xué)’?！彼栽凇爸谱鱀NA雙螺旋結(jié)構(gòu)”模型構(gòu)建的活動中，引導(dǎo)學(xué)生去體驗“發(fā)現(xiàn)”的樂趣，學(xué)會將模型構(gòu)建過程中獲得的信息進(jìn)行匯總，通過討論和交流，初步得出結(jié)論，養(yǎng)成在學(xué)習(xí)活動中友好合作，資源共享的科學(xué)探究習(xí)慣。在教學(xué)過程中，高度重視師生互動、生生互動。在“DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立過程”的科學(xué)史料的閱讀和理解中，以嚴(yán)密的邏輯推理步步追蹤、層層深入，不斷地引發(fā)學(xué)生去積極思考、主動參與“DNA分子結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)過程。七、課時安排：2課時八、教學(xué)過程：（第一課時）教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖課題引入1、以宋丹丹和趙本山的經(jīng)典橋段“歷史上誰跑的最快？”引入曹操墓之謎，問：如何判斷曹操墓是真是假？2、視頻播放“揭秘真假曹操墓”，揭示通過DNA分子比對的方法來判斷。3、根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的觀點，引出DNA分子是一個什么樣的結(jié)構(gòu)呢？教師抓住學(xué)生的知識盲區(qū)和求知欲，順勢引出本節(jié)課題------DNA的分子結(jié)構(gòu)1、學(xué)生思考后回答：DNA分子比對的方法2、學(xué)生饒有興趣的觀看視頻，并確定辨別方案導(dǎo)入新課，吸引學(xué)生的注意，有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生興奮點，喚起學(xué)生強(qiáng)烈求知欲探究DNA的結(jié)構(gòu)層次介紹模型構(gòu)建方法，并類比推理：回憶蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次是怎樣的，提出問題：推測DNA分子的結(jié)構(gòu)層次學(xué)生思考并回答蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次，在此基礎(chǔ)上，再推測DNA分子的結(jié)構(gòu)層次轉(zhuǎn)入本節(jié)課DNA結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)跟隨科學(xué)家的足跡，探尋DNA的空間結(jié)構(gòu)模模型構(gòu)建一：脫氧核苷酸溫故：1、脫氧核苷酸由哪幾部分組成？2、這三部分是如何連接的？3、脫氧核苷酸有幾種？分別是什么？在了解了DNA分子組成的基礎(chǔ)上，三人為一組，每組利用課前發(fā)放的材料用具組裝2個脫氧核苷酸。教師巡視學(xué)生組裝脫氧核苷酸的情況，并給予一定的指導(dǎo)。學(xué)生根據(jù)已有知識很容易回答上述問題：1、脫氧核苷酸由三部分組成（磷酸、脫氧核糖，堿基）2、學(xué)生畫出完整的脫氧核苷酸3、有四種脫氧核苷酸。在教師的引導(dǎo)下，大聲讀出每一種脫氧核苷酸的名稱。小組成員合作組裝DNA分子的基本單位-----脫氧核苷酸。通過實際操作，使學(xué)生明確脫氧核苷酸的構(gòu)成，及每種脫氧核苷酸的差異。模構(gòu)建模型構(gòu)建二：脫氧核苷酸鏈探究一：核苷酸間的連接方式問題驅(qū)動：那么脫氧核苷酸又是如何連接成脫氧核苷酸鏈的呢？先把問題簡化，思考：兩個核苷酸之間是如何連接的？出示資料一：富蘭克林對于DNA衍射圖譜的嚴(yán)密計算。教師動畫演示脫氧核苷酸鏈的形成過程。并指出連接兩個核苷酸之間的化學(xué)鍵叫磷酸二酯鍵布置學(xué)生任務(wù)：請各小組成員合作組裝一條脫氧核苷酸鏈。（要求：核苷酸數(shù)為5或6個）在學(xué)生動手操作時，教師巡回指導(dǎo)。學(xué)生嘗試構(gòu)建兩個脫氧核苷酸，發(fā)現(xiàn)會出現(xiàn)很多種連接方式。學(xué)生通過對資料一的閱讀和分析，很容易得出：脫氧核苷酸之間是通過磷酸和脫氧核糖交替連接的。學(xué)生認(rèn)真觀看動畫后，組裝出一條脫氧核苷酸鏈。提高學(xué)生的知識遷移能力。在觀看動畫后讓學(xué)生實際操作，既培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，又提高了他們的觀察能力。模模型構(gòu)建三：DDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程螺旋結(jié)構(gòu)過渡：那么一個DNA又是由幾條這樣的脫氧核苷酸鏈構(gòu)成的呢？講解：沃森和克里克不斷嘗試用兩條、三條甚至四條鏈構(gòu)建DNA分子，但是后來發(fā)現(xiàn)用兩條鏈構(gòu)建的DNA分子與衍射圖譜中的相關(guān)數(shù)據(jù)是吻合的。探究二：（問題驅(qū)動）那么兩條鏈之間又是如何連接的呢？布置學(xué)生任務(wù)：小組內(nèi)嘗試連接兩條脫氧核苷酸鏈出示資料二：沃森和卡里克對DNA衍射圖譜進(jìn)行了具體分析，推算出DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)并且螺旋直徑恒定是2nm。引導(dǎo)學(xué)生思考：若螺旋直徑是恒定的，那么堿基應(yīng)該位于結(jié)構(gòu)的外側(cè)還是內(nèi)側(cè)呢？探究三：堿基之間又是如何連接的呢？引導(dǎo)學(xué)生思考，堿基之間可能有多少種連接方式？教師在學(xué)生回答過程中給予指導(dǎo)及補(bǔ)充出示資料三：嘌呤堿基比嘧啶堿基要長一些。問題：可以排除哪些連接方式？出示資料四：沃森和克里克從查哥夫那里得到一個重要信息：A的總量總是等于T的量，G的量總等于C的量。問：根據(jù)這個重要信息，你認(rèn)為沃森和克里克會做出怎樣的調(diào)整？出示資料五：兩條鏈反向平行，堿基之間靠氫鍵連接，向右盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)思考：如何反向？右手雙螺旋？出示DNA分子的平面和空間結(jié)構(gòu)圖學(xué)生思考學(xué)生跟隨老師的講述一同回溯DNA空間結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程。學(xué)生嘗試連接兩條鏈學(xué)生通過空間想象會發(fā)現(xiàn)兩條鏈之間是通過堿基在內(nèi)部連接的。學(xué)生思考并回答學(xué)生通過分析四種堿基的化學(xué)結(jié)構(gòu)，能夠判斷出同種和同類堿基配對的不合理性。學(xué)生很快會想到：A與T，G與C配對。學(xué)生根據(jù)教師的講解，并結(jié)合圖示，進(jìn)一步理解DNA的空間結(jié)構(gòu)采取講故事的形式，以沃森、克里克的研究歷程為主線，逐步呈現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容，這樣不僅使學(xué)生自然的了解到DNA的空間結(jié)構(gòu)，還能學(xué)習(xí)到科學(xué)家的研究方法，感悟到科學(xué)家鍥而不舍的科學(xué)精神，從而在情感和能力上都得到升華。動動手組裝雙螺旋結(jié)構(gòu)模型制制作模型布置學(xué)生任務(wù)：以小組為單位，動手組裝DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。說明：在學(xué)生活動期間，在班級內(nèi)巡視并及時做出指導(dǎo)。參照教材中DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，按照堿基互補(bǔ)配對原則，構(gòu)建脫氧核苷酸雙鏈，并完成DNA的空間結(jié)構(gòu)。使學(xué)生由對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的理性認(rèn)識轉(zhuǎn)化為實際的操作，親身體驗?zāi)Ｐ偷慕?gòu)。展展示模型選擇幾組有代表性的模型進(jìn)行展示，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評價。學(xué)生對比教材圖及DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，對展示的模型進(jìn)行評價。通過讓學(xué)生主動的展示與評價，可以提高他們的觀察力，強(qiáng)化對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的理解和記憶。歸納DNA分子的結(jié)構(gòu)特點根據(jù)小組內(nèi)組裝的分子模型來分析DNA分子的結(jié)構(gòu)特點：1、從總體上看，DNA是一種什么結(jié)構(gòu)？是由幾條鏈構(gòu)成的？兩條鏈的方向如何？2、DNA分子中外側(cè)排列的是什么？磷酸和脫氧核糖的排列有什么規(guī)律？哪一部分是DNA的基本骨架？DNA中的堿基是依靠什么結(jié)構(gòu)連接起來的？遵循什么原則？學(xué)生仔細(xì)觀察自己的DNA物理模型后，歸納總結(jié)：1、DNA由兩條脫氧核苷酸鏈反向盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。2、鏈的外側(cè)為脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架。3、內(nèi)側(cè)為氫鍵連接成的堿基對，并且總是A與T，C與G配對。通過觀察物理模型，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，這體現(xiàn)了教學(xué)的直觀性原則。同時也鍛煉了學(xué)生的觀察力和總結(jié)歸納能力。探究DNA的結(jié)構(gòu)特性教師展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的物理模型，引導(dǎo)學(xué)生分析制作的DNA結(jié)構(gòu)模型，歸納DNA分子的特性。問題：1、你的DNA分子模型跟我這個DNA分子模型一樣嗎？2、哪些地方一樣，哪些不一樣？3、假如我們每個小組制做的模型就是一個特定的DNA分子，DNA堿基對排列順序是特定的，這又說明DNA分子具有什么特性？組間合作，相互比較各組的模型，討論后得出答案：1、不同的DNA分子其基本骨架是一樣的，都是由外側(cè)的脫氧核糖與磷酸交替連接；鏈內(nèi)側(cè)堿基配對方式是一樣的，而且通過氫鍵連接，使整個DNA穩(wěn)定。這說明DNA具有穩(wěn)定性。2、雖然都是四種脫氧核苷酸構(gòu)成，但是其排列順序卻不一樣。說明DNA分子具有多樣性。3、每個DNA分子都有其特定的堿基對排列順序，說明DNA分子的特異性。讓學(xué)生通過觀察、比較分析親手制作的模型，主動建構(gòu)DNA分子的特性（即多樣性、穩(wěn)定性和特異性），使學(xué)生真正做到“做中學(xué)”。小結(jié)在模型構(gòu)建這個環(huán)節(jié)中，使學(xué)生深切體會到與他人合作的重要性。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生完成DNA分子結(jié)構(gòu)特點和特性的探究活動。使學(xué)生對本節(jié)課有一個整體認(rèn)識。九、板書設(shè)計：第二節(jié)DNA的分子結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次：C.H.O.N(S)→氨基酸→二肽→多肽鏈→蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)DNA的結(jié)構(gòu)層次：C.H.O.N.P→脫氧核苷酸→二個脫氧核苷酸→脫氧核苷酸鏈→DNA的空間結(jié)構(gòu)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點：①②③DNA的結(jié)構(gòu)特性：穩(wěn)定性、多樣性、特異性十、作業(yè)設(shè)計：1、思考:如何以構(gòu)建的模型為基礎(chǔ)，形成2個完全相同的DNA分子？2、課下自己尋找材料構(gòu)建漂亮的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)學(xué)情分析DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型已成為分子生物學(xué)的象征，甚至成為高科技的象征：從課本的封面到會議的標(biāo)志,從公司贈送的年歷到生物系學(xué)生自行設(shè)計的紀(jì)念T恤等等,這一切形象地告訴我們10年前鮮為人知的DNA，如今幾乎已經(jīng)到了家喻戶曉的程度，并且學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)、報刊、雜志、廣播、電視等多種途徑了解到許多有關(guān)DNA的內(nèi)容。此外，學(xué)生通過必修一已掌握了核酸的元素組成等相關(guān)知識，這為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容也奠定了知識基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙：eq\o\ac(○,1)盡管他們具備了一定的認(rèn)知能力，但其思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性還不完善，這就需要教師在探究過程中加以引導(dǎo)；eq\o\ac(○,2)學(xué)生更擅長于形象直觀思維，其空間想象力不足，因此在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容時有必要通過直觀的模型構(gòu)建，以增強(qiáng)其理解力。效果分析從學(xué)生的興趣點入手，打破神秘，拉近抽象的DNA與學(xué)生之間的距離，同時增強(qiáng)了學(xué)生整理、分析信息的能力。課堂上以學(xué)生親自動手體驗?zāi)Ｐ蜆?gòu)建的科學(xué)研究方法，動手操作過程中讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)生物學(xué)素養(yǎng)和分析解決問題的能力。在活動過程中，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、現(xiàn)場展示、共同討論、及時糾正。在討論中擦出火花，在理論和實踐的思維碰撞中獲得知識，得出結(jié)論。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建完成后，有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的特點和特性都有學(xué)生分析得出，這使學(xué)生觀察模型、分析模型得出理性認(rèn)識的能力也得到了很好的鍛煉。在整個教學(xué)設(shè)計中，所有知識的建構(gòu)都是由學(xué)生主動完成的，教師只是課堂的組織者和引導(dǎo)者，這樣的教學(xué)設(shè)計正符合了“生本位”的教育理念。教材分析《DNA分子的結(jié)構(gòu)》編寫在高中生物教材必修二第三單元第一章的第二節(jié)?！禗NA分子的結(jié)構(gòu)》既是對已學(xué)孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂知識的進(jìn)一步深入，更是學(xué)習(xí)整個遺傳部分的基礎(chǔ)。并且，它在教材中起著承前啟后的作用，一方面，在高中生物必修一核酸的結(jié)構(gòu)和功能一節(jié)里已經(jīng)學(xué)習(xí)了進(jìn)一步認(rèn)識遺傳物質(zhì)的本質(zhì)；又為后面基因的表達(dá)、生物的變異和進(jìn)化進(jìn)行了必要的知識鋪墊。線，DNADNA以及善于利用前人的成果和與他人合作的品質(zhì)評測練習(xí)教師寄語：細(xì)節(jié)決定成敗，完美永無止境拓展延伸：雙鏈DNA分子中各種堿基之間存在怎樣的數(shù)量關(guān)系？A=,G=,A+G=(A+G)/(T+C)=牛刀小試：1、構(gòu)成雙鏈DNA的堿基是A、G、C、T四種，下列哪種比例因生物種類不同而變化（）A．（G+C）/（A+T）B．（A+C）/（G+T）C．（A+G）/（C+T）D．G/C答案：A2、某生物細(xì)胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18%，則鳥嘌呤的分子數(shù)占多少？答案：32%3、由一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結(jié)構(gòu)有1個腺嘌呤，則它的其他組成應(yīng)是（）A3個磷酸、3個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶B2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胞嘧啶C2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶D2個磷酸、2個脫氧核糖和1個尿嘧啶答案：C4、分析一個DNA分子時，發(fā)現(xiàn)30%的脫氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知該分子中，一條鏈上的鳥嘌呤含量最大值可占此鏈堿基總數(shù)的（）A20%B30%C40%D70%答案：C5、某生物核酸的堿基組成為嘌呤堿基占堿基總數(shù)的58％，嘧啶堿基占總數(shù)的42％，此生物一般不可能（）A.煙草B.煙草花葉病毒C.人