【名師課堂-備課包】2013-2020學(xué)年高一下學(xué)期生物必修2教案-第三章第2節(jié)3

第3章基因的本質(zhì)第2節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容老師組織和引導(dǎo)同學(xué)活動(dòng)教學(xué)意圖問題探討引導(dǎo)同學(xué)思考爭辯回答，老師提示。思考爭辯回答收集資料的力量。一、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建成旁欄思考題目“思考與爭辯”引導(dǎo)同學(xué)閱讀課文P47—49?！继崾尽?.（1）當(dāng)時(shí)科學(xué)界已經(jīng)發(fā)覺的證據(jù)有：組成ＤNＡ分子的單位是脫氧核苷酸；ＤNＡ分子是由含4種堿基的脫氧核苷酸長鏈構(gòu)成的；（2）英國科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林供應(yīng)的ＤＮＡ的Ｘ射線衍射圖譜；（3）美國生物化學(xué)家鮑林揭示\o"全品高考網(wǎng)"生物大分子結(jié)構(gòu)的方法（1950年），即依據(jù)Ｘ射線衍射分析的試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立模型的方法（由于模型能使生物大分子格外簡單的空間結(jié)構(gòu)，以完整的、簡明扼要的形象表示出來），為此，沃森和克里克像擺積木一樣，用自制的硬紙板構(gòu)建ＤNＡ結(jié)構(gòu)模型；（4）奧地利有名\o"全品高考網(wǎng)"生物化學(xué)家查哥夫的爭辯成果:腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。2.沃森和克里克依據(jù)當(dāng)時(shí)把握的資料，最初嘗試了很多種不同的雙螺旋和三螺旋結(jié)構(gòu)模型，在這些模型中，他們將堿基置于螺旋的外部。在威爾金斯為首的一批科學(xué)家的掛念下，他們否定了最初建立的模型。在失敗面前，沃森和克里克沒有氣餒，他們又重新構(gòu)建了一個(gè)將磷酸—核糖骨架支配在螺旋外部，堿基支配在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺旋。沃森和克里克最初構(gòu)建的模型，連接雙鏈結(jié)構(gòu)的堿基之間是以相同堿基進(jìn)行配對的，即A與A、T與T配對。但是，有化學(xué)家指出這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律。1952年，沃森和克里克從奧地利生物化學(xué)家查哥夫那里得到了一個(gè)重要的信息：腺嘌呤（Ａ）的量總是等于胸腺嘧啶（Ｔ）的量，鳥嘌呤（Ｇ）的量總是等于胞嘧啶（Ｃ）的量。于是，沃森和克里克轉(zhuǎn)變了堿基配對的方式，讓A與T配對，G與C配對，最終，構(gòu)建出了正確的DNA模型?！继崾尽?.略。2.主要涉及物理學(xué)（主要是晶體學(xué)）、\o"全品高考網(wǎng)"生物化學(xué)、數(shù)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的學(xué)問。涉及的方法主要有：X射線衍射結(jié)構(gòu)分析方法，其中包括數(shù)學(xué)計(jì)算法；建構(gòu)模型的方法等。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中很多成果的取得，都是多學(xué)科交叉運(yùn)用的結(jié)果；反過來，多學(xué)科交叉的運(yùn)用，又會(huì)促進(jìn)學(xué)科的進(jìn)展，誕生新的邊緣學(xué)科，如\o"全品高考網(wǎng)"生物化學(xué)、生物物理學(xué)等。3.要擅長利用他人的爭辯成果和閱歷；要擅長與他人溝通和溝通，閃光的思想是在溝通與撞擊中獲得的；爭辯小組成員在學(xué)問背景上最好是互補(bǔ)的，對所從事的爭辯要有愛好和激情等。閱讀思考完成旁欄思考題目和思考與爭辯培育同學(xué)的自學(xué)力量與自我探究力量。思考、爭辯和合作力量二、DNA分子的結(jié)構(gòu)出示DNA模型，同學(xué)閱書第50頁，指著模型進(jìn)解說過歸納，結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：①兩條長鏈按反向平行方式回旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)（簡要解釋“反向”，一條鏈?zhǔn)?－3，另一條鏈?zhǔn)?－5，不宜過深）。②脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在DNA分子的外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。③堿基互補(bǔ)配對原則：兩條鏈上的堿基通過氫鍵（老師對“氫鍵”要進(jìn)行必要的解釋）連接成堿基對，且堿基配對有肯定的規(guī)律：A—T、G—C（A肯定與T配對，G肯定與C配對）?？梢姡珼NA一條鏈上的堿基排列挨次確定了，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，另一條鏈上的堿基排列挨次也就確定了（可在黑板上練習(xí)一道題以鞏固互補(bǔ)配對原則）。老師設(shè)問，同學(xué)思考后，由老師回答：設(shè)問一：堿基配對時(shí)，為什么嘌呤堿不與嘌呤堿或嘧啶堿不與嘧啶堿配對呢？這是由于嘌呤堿是雙環(huán)化合物（畫出雙環(huán)），占有空間大；嘧啶堿是單環(huán)化合物（畫出單環(huán)），占有空間小。而DNA分子的兩條鏈的距離是固定的，只有雙環(huán)化合物和單環(huán)化合物配對才合適。設(shè)問二：為什么只能是A—T、G—C，不能是A—C，G—T呢？這是由于A與T通過兩個(gè)氫鍵相連，G與C通過三個(gè)氫鍵相連，這樣使DNA的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，所以，A與T或G與C的摩爾數(shù)比例均為1：1。某\o"全品高考網(wǎng)"生物細(xì)胞DNA分子的堿基中，腺嘌呤的分子數(shù)占18％，那么鳥嘌呤的分子數(shù)占（

）A．9％

B．18％

C．32%

D．36％答案：C閱讀理解記住同學(xué)訓(xùn)練拓展同學(xué)思維，更好理解新學(xué)問應(yīng)試力量3.DNA的特性師生共同活動(dòng)，同學(xué)爭辯和老師點(diǎn)撥相結(jié)合。①穩(wěn)定性：DNA分子兩條長鏈上的脫氧核糖與Pi交替排列的挨次和兩條鏈之間堿基互補(bǔ)配對的方式是穩(wěn)定不變的，從而導(dǎo)致DAN分子的穩(wěn)定性。②多樣性：DNA分子中堿基相互配對的方式雖然不變，而長鏈中的堿基對的排列挨次是千變?nèi)f化的。如一個(gè)最短的DNA分子大約有4000個(gè)堿基對，這些堿基對可能的排列方式就有種。實(shí)際上構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸數(shù)目是成千上萬的，其排列種類幾乎是無限的，這就構(gòu)成DNA分子的多樣性。③特異性：每個(gè)特定的DNA分子都具有特定的堿基排列挨次，這種特定的堿基排列挨次就構(gòu)成了DNA分子自身嚴(yán)格的特異性。聽講協(xié)作老師回答學(xué)問拓展小結(jié)本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了DNA的化學(xué)組成，DNA的立體結(jié)構(gòu)和DNA的特性。組成DNA的堿基共有A、T、G、C四種，構(gòu)成DNA的基本單位也有4種。每個(gè)DNA分子由二條多脫氧核苷酸長鏈反向平行回旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)，兩條鏈上的堿基依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，即A—T、G—C，通過氫鍵連接成堿基對。DNA分子具有穩(wěn)定性、多樣性和特異性。多樣性產(chǎn)生的緣由主要是堿基對的排列挨次千變?nèi)f化，4種脫氧核苷酸排列的特定挨次，包括特定的遺傳信息。每個(gè)DNA分子能夠貯存大量的遺傳信息。小結(jié)培育同學(xué)的總結(jié)力量模型構(gòu)建制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型讓同學(xué)做P50《模型構(gòu)建制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》，試驗(yàn)的材料及一些基本步驟可在上課前預(yù)備好，老師示范。模型構(gòu)建，小組合作檢驗(yàn)概念教學(xué)效果，引發(fā)新的問題探究對于結(jié)構(gòu)概念的學(xué)習(xí)，模型構(gòu)建是最直接最有效的教學(xué)途徑。在現(xiàn)代生物科學(xué)爭辯中，模型方法被廣泛運(yùn)用。新課標(biāo)提出“要讓同學(xué)領(lǐng)悟生物科學(xué)理論或模型的科學(xué)美”。在生物科學(xué)學(xué)習(xí)中，模型供應(yīng)觀念和印象，是格外吸引同學(xué)的生動(dòng)的感性材料，是同學(xué)學(xué)問結(jié)構(gòu)的重要組成部分，所以建構(gòu)模型也可以培育同學(xué)的科學(xué)探究力量。有效的進(jìn)行這部分的教學(xué)還有助于同學(xué)對結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一以及其它相關(guān)內(nèi)容如“DNA的復(fù)制”的理解。模型建構(gòu)：每個(gè)四人小組自備制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的材料用具。每個(gè)小組組裝一個(gè)含有二十個(gè)堿基對的雙螺旋DNA分子片斷。時(shí)間：10分鐘。超時(shí)的小組，全組放學(xué)時(shí)罰跑步兩圈。建?；顒?dòng)除了有教學(xué)意義之外，還在于回應(yīng)第一個(gè)探究情境的問題四：協(xié)作力量的重要性。活動(dòng)結(jié)束后的共享和學(xué)問延長：（1）當(dāng)你發(fā)覺組員出錯(cuò)或者你發(fā)覺自己出錯(cuò)時(shí)有什么感受，你四周的組員中哪些人的行為讓你記憶尤深？問題最終是怎樣得到解決的？（2）你和你的同桌選用的堿基在一開頭就能正確配對嗎？你對你們的成功（不成功）的閱歷有什么感想？學(xué)問延長的方面主要在于兩條鏈的方向、DNA的多樣性、DNA的穩(wěn)定性、DNA中遺傳信息的攜帶、DNA的解旋。據(jù)此可以設(shè)置如下問題：（3）各小組DNA的連接是不是都是正確的？各小組呈現(xiàn)自己的制作成果，發(fā)覺多數(shù)小組分子間連接正確，各種小分子的形態(tài)、顏色區(qū)分明顯，整個(gè)DNA分子比例恰當(dāng)，制作精良。也有個(gè)別小組材料預(yù)備不充分，如：四種堿基沒有用不同的顏色和形態(tài)區(qū)分、磷酸和脫氧核糖沒有用外形區(qū)分、沒有立體構(gòu)型等。多數(shù)同學(xué)都能指出這些錯(cuò)誤，說明已經(jīng)把握相關(guān)學(xué)問。有些班這里沒有錯(cuò)誤，老師可以自己設(shè)置錯(cuò)誤：如調(diào)換磷酸的位置、更換不同顏色的堿基位置等。在明確概念的基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，給同學(xué)舉出有關(guān)概念的正面和反面的典型例子，是深刻理解概念的必要手段。同學(xué)由于認(rèn)知力量的局限性，在爭辯、探究中難免有偏差、錯(cuò)誤，這就需要老師的指導(dǎo)、點(diǎn)撥。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)“對同學(xué)獨(dú)特的感受和體驗(yàn)應(yīng)加以鼓舞”，老師也應(yīng)準(zhǔn)時(shí)對同學(xué)的觀點(diǎn)看法進(jìn)行點(diǎn)評、補(bǔ)充。（4）請你看看每個(gè)四人小組的DNA，你覺得相同嗎？每個(gè)DNA之間的差異主要在哪里？這兩個(gè)問題主要是引發(fā)對遺傳信息、DNA的多樣性、特異性的概念學(xué)習(xí)。（5）在每個(gè)小組中，大家的組裝方式有三種：一種是先組裝脫氧核苷酸對，然后再組裝成雙螺旋長鏈；另一種是先組成兩條長鏈，再組成雙螺旋。第三種是先組裝一條長鏈，再逐個(gè)添加脫氧核苷酸成雙螺旋長鏈。你覺得細(xì)胞在形成DNA的時(shí)候會(huì)是以哪種方式進(jìn)行？這個(gè)問題可以引發(fā)同學(xué)對下一個(gè)課時(shí)《DNA的復(fù)制》的期望，并且為構(gòu)建更完整的學(xué)問體系供應(yīng)掛念。同時(shí)，可以建議對問題四、五感愛好的同學(xué)課后自主查找資料和爭辯。在課堂教學(xué)中，同學(xué)對概念的把握往往是一個(gè)逐步深化和提高的過程，一般都是由現(xiàn)象到本質(zhì)，由簡潔到簡單，由具體到抽象的完善過程。因此，在教學(xué)過程中，感性材料的生疏和分析、感性到理性的提升、概念本質(zhì)的剖析、學(xué)問結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化是老師進(jìn)行概念教學(xué)的幾個(gè)突破點(diǎn)。在新教材的探究性學(xué)習(xí)中，基于同學(xué)的學(xué)問水平和生疏規(guī)律進(jìn)行的有方案的探究性學(xué)習(xí)，能掛念老師有效的進(jìn)行概念教學(xué)，成功地引導(dǎo)同學(xué)沿“感知——分析、綜合等抽象思維——形成概念”這樣的路徑，正確地形成、理解、把握和運(yùn)用概念。讀圖分析，動(dòng)手建模有利于同學(xué)加強(qiáng)感性生疏，使學(xué)問概念閱歷化，直觀化，有助于同學(xué)記憶和理解，還