2024-2025學年新教材高中生物 第3章 基因的本質(zhì) 第2節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)教學設(shè)計 新人教版必修第二冊

2024-2025學年新教材高中生物第3章基因的本質(zhì)第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)教學設(shè)計新人教版必修第二冊主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學年新教材高中生物第3章基因的本質(zhì)第2節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)

2.教學年級和班級：高一年級2班

3.授課時間：周四上午第二節(jié)課

4.教學時數(shù)：1課時

親愛的小伙伴們，大家好！今天我們一起走進高中生物的奇妙世界，揭開DNA結(jié)構(gòu)的神秘面紗。讓我們帶著好奇心和求知欲，開啟這節(jié)課的奇妙旅程吧！????核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生的生命觀念、科學思維和科學探究能力。通過學習DNA的結(jié)構(gòu)，學生能夠理解遺傳信息的分子基礎(chǔ)，形成對生命現(xiàn)象的理性認識。同時，通過實驗探究，學生將提升科學探究的實踐技能，培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度和團隊合作精神。教學難點與重點1.教學重點，

①DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性，這是理解DNA作為遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的關(guān)鍵。

②DNA分子的堿基配對規(guī)則，包括A-T和C-G的互補配對，這是學生需要掌握的核心概念。

③DNA分子復制的基本原理，特別是半保留復制的機制，這是遺傳信息傳遞的基礎(chǔ)。

2.教學難點，

①DNA分子結(jié)構(gòu)的立體空間想象，學生需要能夠從平面圖想象出三維結(jié)構(gòu)。

②DNA分子復制過程中的精確性和糾錯機制，這涉及到復雜的生物化學過程。

③DNA分子結(jié)構(gòu)在遺傳信息傳遞中的作用，如何將結(jié)構(gòu)特點與遺傳信息的表達聯(lián)系起來，這是一個綜合性的理解難點。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學方法與策略1.采用講授法結(jié)合互動式教學，通過生動的語言和圖片展示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，幫助學生直觀理解。

2.引入案例研究，分析DNA結(jié)構(gòu)在遺傳病診斷中的應(yīng)用，提高學生將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合的能力。

3.設(shè)計小組討論活動，讓學生探討DNA復制過程中的挑戰(zhàn)和解決方案，培養(yǎng)合作學習和批判性思維。

4.利用實驗?zāi)MDNA復制過程，通過動手操作加深學生對半保留復制原理的理解。

5.配合多媒體教學，如動畫演示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基配對，提高學生的學習興趣和參與度。教學流程1.導入新課（用時5分鐘）

-親愛的同學們，今天我們來探索一個神秘的世界——DNA的世界。你們知道嗎，DNA就像是生命的“藍圖”，它決定了我們的長相、健康和許多其他特征。那么，DNA是什么樣的呢？它又是由什么組成的呢？今天，我們就來揭開DNA的神秘面紗。首先，請大家拿出筆記本，準備好記錄下我們的探索過程。

2.新課講授（用時15分鐘）

-①雙螺旋結(jié)構(gòu)介紹

-我會展示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并解釋它的基本組成，包括磷酸骨架、堿基對和螺旋結(jié)構(gòu)。

-我會強調(diào)DNA分子的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)特點，如堿基配對規(guī)則和氫鍵的作用。

-②堿基配對規(guī)則講解

-我會使用圖片和動畫演示A-T和C-G的堿基配對，幫助學生理解這一重要概念。

-我會提出問題：“如果A-T和C-G的配對規(guī)則改變，會發(fā)生什么？”讓學生思考并討論。

-③DNA復制原理

-我會講解DNA復制的過程，包括半保留復制和DNA聚合酶的作用。

-我會提出實驗設(shè)計問題：“如果DNA復制過程中出現(xiàn)錯誤，生物體會如何應(yīng)對？”引發(fā)學生的思考和討論。

3.實踐活動（用時10分鐘）

-①DNA模型搭建

-我會為學生提供DNA模型材料，讓他們親自搭建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，加深對結(jié)構(gòu)的理解。

-學生在搭建過程中，我會在旁邊指導，解答他們的問題。

-②堿基配對游戲

-我會設(shè)計一個堿基配對游戲，讓學生在游戲中學習A-T和C-G的配對規(guī)則。

-游戲結(jié)束后，我會請幾名學生分享他們的發(fā)現(xiàn)和感受。

-③DNA復制模擬實驗

-我會指導學生進行DNA復制模擬實驗，通過實驗操作，讓他們親身體驗DNA復制的復雜性。

-實驗過程中，我會提醒學生注意觀察細節(jié)，并適時給予反饋。

4.學生小組討論（用時10分鐘）

-①DNA結(jié)構(gòu)對遺傳信息傳遞的影響

-例如，討論DNA結(jié)構(gòu)變化可能導致遺傳疾病的原因。

-②DNA復制過程中的錯誤與糾錯機制

-例如，討論DNA聚合酶如何識別并修復復制過程中的錯誤。

-③DNA技術(shù)在現(xiàn)代生物學中的應(yīng)用

-例如，討論DNA技術(shù)在基因編輯和生物制藥中的應(yīng)用。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

-同學們，今天我們一起學習了DNA的結(jié)構(gòu)、堿基配對規(guī)則和DNA復制的原理。大家要記住，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)是其穩(wěn)定性和信息傳遞的關(guān)鍵，堿基配對規(guī)則是維持這種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，而DNA復制則是遺傳信息傳遞的重要過程。

-我會請幾名學生分享他們今天的學習心得，并強調(diào)DNA結(jié)構(gòu)對于理解生命現(xiàn)象的重要性。

-最后，我會布置一個作業(yè)：思考DNA技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，并寫一篇短文表達自己的觀點。教學資源拓展1.拓展資源：

-遺傳密碼：介紹遺傳密碼的概念，包括三聯(lián)體密碼子、氨基酸編碼和遺傳密碼的簡并性等內(nèi)容。

-基因表達調(diào)控：探討基因表達調(diào)控的機制，如轉(zhuǎn)錄因子、RNA干擾和表觀遺傳學等。

-基因工程：介紹基因工程的基本原理和技術(shù)，如DNA重組、基因克隆和基因敲除等。

2.拓展建議：

-遺傳密碼學習建議：

-鼓勵學生通過查找資料，了解遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)歷程和科學家的貢獻。

-提供相關(guān)的實驗視頻或動畫，幫助學生直觀理解遺傳密碼的編碼過程。

-基因表達調(diào)控學習建議：

-引導學生閱讀相關(guān)的科普文章，了解基因表達調(diào)控在生物體發(fā)育和疾病發(fā)生中的作用。

-組織學生進行小組討論，探討基因表達調(diào)控在生物技術(shù)中的應(yīng)用前景。

-基因工程學習建議：

-鼓勵學生參觀生物技術(shù)實驗室，了解基因工程實驗的基本操作流程。

-提供基因工程相關(guān)的在線課程或教材，幫助學生深入理解基因工程的理論基礎(chǔ)和實踐應(yīng)用。

3.拓展資源：

-遺傳多樣性：介紹遺傳多樣性的概念、形成機制和重要性。

-人類基因組計劃：介紹人類基因組計劃的目的、成果和影響。

-環(huán)境因素對基因表達的影響：探討環(huán)境因素如溫度、光照和氧氣等對基因表達的影響。

4.拓展建議：

-遺傳多樣性學習建議：

-引導學生閱讀相關(guān)的科普文章，了解遺傳多樣性的形成機制和生物多樣性的關(guān)系。

-組織學生進行實地考察，了解不同地區(qū)的生物多樣性狀況。

-人類基因組計劃學習建議：

-鼓勵學生查閱人類基因組計劃的官方報告和研究成果，了解人類基因組計劃的科學意義和社會影響。

-組織學生進行小組討論，探討人類基因組計劃對醫(yī)學、農(nóng)業(yè)和生物技術(shù)等領(lǐng)域的貢獻。

-環(huán)境因素對基因表達的影響學習建議：

-提供相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)或案例，讓學生了解環(huán)境因素對基因表達的影響。

-鼓勵學生參與科研項目，探討環(huán)境因素對生物體基因表達的影響機制。

5.拓展資源：

-基因治療：介紹基因治療的概念、原理和應(yīng)用。

-基因編輯技術(shù)：介紹CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)的原理和應(yīng)用。

-基因組學與系統(tǒng)生物學：介紹基因組學和系統(tǒng)生物學的概念、研究方法和應(yīng)用。

6.拓展建議：

-基因治療學習建議：

-鼓勵學生了解基因治療的發(fā)展歷程和倫理問題，關(guān)注基因治療在臨床應(yīng)用中的挑戰(zhàn)。

-組織學生參觀基因治療實驗室，了解基因治療實驗的基本操作流程。

-基因編輯技術(shù)學習建議：

-引導學生閱讀相關(guān)的科普文章，了解基因編輯技術(shù)的原理和應(yīng)用。

-鼓勵學生參與科研項目，探討基因編輯技術(shù)在基因治療和生物技術(shù)中的應(yīng)用前景。

-基因組學與系統(tǒng)生物學學習建議：

-鼓勵學生了解基因組學和系統(tǒng)生物學的概念、研究方法和應(yīng)用。

-提供相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)或案例，讓學生了解基因組學和系統(tǒng)生物學在生物科學研究中的應(yīng)用。典型例題講解在講解DNA結(jié)構(gòu)這一章節(jié)時，以下是一些典型的例題，旨在幫助學生鞏固對DNA結(jié)構(gòu)及其復制原理的理解。

例題1：

DNA分子由兩條鏈組成，這兩條鏈是反向平行的，并且通過堿基配對相連。假設(shè)一條DNA鏈的序列為5'-ATGCGTACG-3'，那么另一條互補鏈的序列是什么？

答案：3'-TACGCATGC-5'

例題2：

在DNA復制過程中，如果發(fā)生了一個堿基對的替換錯誤，即A被替換成了G，那么這個錯誤在子代DNA中會被保留下來嗎？為什么？

答案：會被保留下來。因為在DNA復制過程中，如果發(fā)生了一個堿基對的替換錯誤，這個錯誤的堿基對會被復制到子代DNA中，因為DNA聚合酶在合成新的DNA鏈時會遵循堿基配對規(guī)則。

例題3：

DNA復制是一個半保留過程，這意味著每個新的DNA分子包含一條來自原始DNA分子的鏈和一條新合成的鏈。如果原始DNA分子的序列是5'-ATCGTACG-3'，那么在第一次復制后，兩個子代DNA分子的序列分別是什么？

答案：子代DNA1：5'-ATCGTACG-3'（保留原始鏈）

子代DNA2：3'-TAGACGTCA-5'（新合成的鏈）

例題4：

在DNA復制過程中，如果發(fā)生了一個插入錯誤，即在某個位置插入了一個額外的堿基A，那么這個錯誤在子代DNA中會如何表現(xiàn)？

答案：這個插入錯誤會導致子代DNA中相應(yīng)的序列發(fā)生改變。例如，如果原始序列是5'-ATCGTACG-3'，插入一個A后變?yōu)?'-ATCGTAGCG-3'，那么在第一次復制后，子代DNA的序列將是5'-ATCGTAGCG-3'和3'-TAGACGCTCG-5'。

例題5：

DNA復制過程中，如果發(fā)生了一個缺失錯誤，即在某個位置缺失了一個堿基C，那么這個錯誤在子代DNA中會如何表現(xiàn)？

答案：這個缺失錯誤會導致子代DNA中相應(yīng)的序列發(fā)生改變。例如，如果原始序列是5'-ATCGTACG-3'，缺失一個C后變?yōu)?'-ATCGTACG-3'，那么在第一次復制后，子代DNA的序列將是5'-ATCGTACG-3'和3'-TAGACGTCG-5'。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.