2024-2025學(xué)年高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 第二節(jié) DNA的分子結(jié)構(gòu)教案3 新人教版必修2

2024-2025學(xué)年高中生物第三章基因的本質(zhì)第二節(jié)DNA的分子結(jié)構(gòu)教案3新人教版必修2課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為高中生物第三章“基因的本質(zhì)”中的第二節(jié)“DNA的分子結(jié)構(gòu)”，新人教版必修2。教學(xué)內(nèi)容圍繞DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的探索、DNA分子的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)展開。通過本節(jié)課，學(xué)生將理解DNA作為遺傳物質(zhì)的核心地位，掌握其結(jié)構(gòu)組成，并能聯(lián)系到基因的概念。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、遺傳的基本概念以及染色體與基因的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探索DNA分子結(jié)構(gòu)，理解其與基因表達(dá)的關(guān)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)遺傳信息的傳遞與表達(dá)奠定基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。通過學(xué)習(xí)DNA的分子結(jié)構(gòu)，學(xué)生能夠形成以下核心素養(yǎng)：

1.生命觀念：認(rèn)識(shí)到DNA是生物體遺傳信息的載體，理解其結(jié)構(gòu)對遺傳特性的決定作用，進(jìn)而加深對生命現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用模型建構(gòu)、邏輯推理等科學(xué)方法，分析DNA結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生的邏輯思維和分析能力。

3.科學(xué)探究能力：通過小組討論、實(shí)驗(yàn)?zāi)M等教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究DNA結(jié)構(gòu)及其功能關(guān)系的興趣，提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。從而使學(xué)生在探索生命奧秘的過程中，培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已掌握了細(xì)胞結(jié)構(gòu)、染色體與基因的關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí)，了解了遺傳信息的傳遞過程，為學(xué)習(xí)DNA分子結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生對生物學(xué)現(xiàn)象具有較強(qiáng)的興趣，具備一定的觀察能力和邏輯思維能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生喜歡通過圖像、模型等直觀方式理解知識(shí)，而另一部分學(xué)生則傾向于通過文字描述和邏輯推理來學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生在理解DNA分子結(jié)構(gòu)時(shí)可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對雙螺旋結(jié)構(gòu)的空間想象力不足，對磷酸、堿基等組成成分的理解不夠深入，以及對DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等過程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的把握不夠準(zhǔn)確。此外，學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)，可能面臨實(shí)驗(yàn)操作技能不足、團(tuán)隊(duì)協(xié)作溝通不暢等問題。教學(xué)中需針對這些困難和挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)有效的教學(xué)策略和輔導(dǎo)方法。四、教學(xué)資源1.硬件資源：顯微鏡、DNA雙螺旋模型、多媒體展示設(shè)備。

2.軟件資源：生物學(xué)科相關(guān)教學(xué)軟件、PPT課件、教學(xué)視頻。

3.課程平臺(tái)：校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室。

4.信息化資源：電子教材、在線教學(xué)資源庫、教學(xué)互動(dòng)軟件。

5.教學(xué)手段：小組合作學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)探究、案例分析、討論交流、課堂講解與演示。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)總用時(shí)：45分鐘

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

創(chuàng)設(shè)情境：利用多媒體展示一些與DNA相關(guān)的實(shí)物圖片，如染色體、DNA雙螺旋模型等，引發(fā)學(xué)生對DNA的好奇心。

提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考“DNA是什么？它在生物體內(nèi)起到什么作用？它與基因有何關(guān)系？”等問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

2.講授新課（15分鐘）

a.介紹DNA的發(fā)現(xiàn)與探索過程，突出科學(xué)家們的科學(xué)精神與創(chuàng)新意識(shí)。

b.講解DNA的基本組成（磷酸、堿基、脫氧核糖）和雙螺旋結(jié)構(gòu)，配合PPT和模型進(jìn)行直觀演示，確保學(xué)生理解和掌握。

c.闡述DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其在遺傳信息傳遞中的作用，強(qiáng)調(diào)DNA與基因的關(guān)系。

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

a.設(shè)計(jì)一些選擇題、填空題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，以檢驗(yàn)他們對DNA分子結(jié)構(gòu)知識(shí)的掌握。

b.開展小組討論，讓學(xué)生相互解答疑問，共同解決問題。

c.課堂提問：教師針對學(xué)生的練習(xí)和討論情況進(jìn)行提問，檢查學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度。

4.互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

a.創(chuàng)新教學(xué)：利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，讓學(xué)生觀察DNA的微觀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

b.分組討論：針對DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和功能，提出一些探究性問題，引導(dǎo)學(xué)生展開討論。

c.師生互動(dòng)：教師參與學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，幫助學(xué)生解決疑問。

5.核心素養(yǎng)能力拓展（5分鐘）

a.讓學(xué)生嘗試運(yùn)用所學(xué)的DNA分子結(jié)構(gòu)知識(shí)，分析一些與遺傳相關(guān)的現(xiàn)象，提高學(xué)生的科學(xué)思維和分析能力。

b.鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)和見解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神。

6.總結(jié)與反饋（5分鐘）

a.教師對本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行簡要總結(jié)，強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)。

b.邀請學(xué)生分享學(xué)習(xí)收獲和感悟，教師給予積極評價(jià)和反饋。

c.布置課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

a.圖書資源：推薦學(xué)生閱讀與DNA分子結(jié)構(gòu)和遺傳學(xué)相關(guān)的圖書，如《分子生物學(xué)》、《遺傳的密碼》等，以深化對課堂所學(xué)知識(shí)的理解。

b.視頻資源：推薦學(xué)生觀看科學(xué)探索類視頻，如關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的歷史、DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程的動(dòng)畫解說等，幫助學(xué)生更直觀地理解抽象的生物學(xué)概念。

c.學(xué)術(shù)文章：引導(dǎo)學(xué)生查閱學(xué)術(shù)期刊上關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)研究的最新進(jìn)展，了解科學(xué)研究的最新動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生科研興趣。

d.實(shí)地考察：組織學(xué)生參觀科研實(shí)驗(yàn)室，了解DNA分析設(shè)備和技術(shù)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)科研過程。

2.拓展建議：

a.學(xué)生可以結(jié)合所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行家庭小實(shí)驗(yàn)，如利用日常生活中常見的材料制作DNA雙螺旋模型，增強(qiáng)對DNA結(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識(shí)。

b.鼓勵(lì)學(xué)生開展小研究，選擇一個(gè)與DNA相關(guān)的話題，通過查閱資料、采訪專業(yè)人士等方式，撰寫研究報(bào)告，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

c.學(xué)生可以參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)組織的科學(xué)講座和研討會(huì)，與專家面對面交流，拓寬知識(shí)視野，激發(fā)學(xué)術(shù)興趣。

d.建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線教育平臺(tái)、數(shù)字化圖書館等，自主查找與DNA分子結(jié)構(gòu)相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

e.鼓勵(lì)學(xué)生開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，結(jié)合數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科知識(shí)，探討DNA分子結(jié)構(gòu)在生物技術(shù)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。七、課后作業(yè)1.解釋以下概念，并簡要描述它們之間的關(guān)系：

-磷酸

-脫氧核糖

-堿基

-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

答案：

-磷酸：DNA分子中的酸性組分，與脫氧核糖通過磷酸二酯鍵相連，形成DNA的骨架。

-脫氧核糖：DNA中的糖類組分，與磷酸結(jié)合形成DNA鏈的基本結(jié)構(gòu)單元。

-堿基：DNA分子中與脫氧核糖相連的含氮有機(jī)化合物，共有四種（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鳥嘌呤和胞嘧啶），通過氫鍵與互補(bǔ)堿基配對。

-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)：由兩條反向平行的DNA鏈通過堿基配對形成的螺旋狀結(jié)構(gòu)，磷酸和脫氧核糖在外側(cè)形成骨架，堿基在內(nèi)側(cè)。

2.繪制DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并標(biāo)注其主要組成部分。

答案：學(xué)生需提交手繪或電子版的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型圖，圖中需清晰標(biāo)注以下部分：

-磷酸和脫氧核糖形成的骨架

-堿基（A、T、C、G）

-堿基之間的氫鍵

-反向平行的兩條鏈

3.描述DNA復(fù)制過程中，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的作用。

答案：

-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在復(fù)制過程中提供了精確的模板，使得新合成的DNA鏈能夠與原始DNA鏈的堿基序列互補(bǔ)配對。

-雙螺旋結(jié)構(gòu)中的兩條鏈能夠分開，便于DNA聚合酶等酶類在單鏈上合成新的互補(bǔ)鏈。

-復(fù)制完成后，雙螺旋結(jié)構(gòu)能夠恢復(fù)，確保遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。

4.解釋為什么DNA分子能夠攜帶大量的遺傳信息。

答案：

-DNA分子由四種不同的堿基組成，這些堿基可以以多種方式排列組合，形成長鏈，從而攜帶大量的遺傳信息。

-DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)允許其精確復(fù)制，保證了遺傳信息的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

-DNA分子的長鏈結(jié)構(gòu)可以在細(xì)胞分裂時(shí)均勻分配到子細(xì)胞中，確保遺傳信息的一致性。

5.假設(shè)你是一位科學(xué)家，發(fā)現(xiàn)了一種新的生物堿基，請描述你將如何確定這種堿基是否能與DNA中的四種已知堿基配對。

答案：

-首先，通過化學(xué)分析確定新堿基的結(jié)構(gòu)特征。

-然后，通過實(shí)驗(yàn)觀察新堿基是否能與DNA聚合酶結(jié)合，并在DNA復(fù)制過程中插入到新合成的DNA鏈中。

-接著，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來檢測新堿基是否能與四種已知堿基中的任何一種形成穩(wěn)定的氫鍵配對。

-最后，通過分子模型和計(jì)算生物學(xué)方法預(yù)測和驗(yàn)證新堿基與已知堿基的配對模式和穩(wěn)定性。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系①知識(shí)點(diǎn)重點(diǎn)闡述：

-DNA分子的組成：磷酸、脫氧核糖和四種堿基（A、T、C、G）。

-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)：兩條反向平行鏈通過堿基配對形成的螺旋狀結(jié)構(gòu)。

-DNA分子的功能：遺傳信息的攜帶和傳遞。

②關(guān)鍵詞強(qiáng)