片段题目

DNA分子的结构

教材分析

教材分析：《DNA分子的结构》编写在高中生物新教材（人教版）必修2第3章第2节。它在教材中起着承前启后的作用，一方面，在高中生物新教材（人教版）必修1第2章第3节遗传信息的携带者——核酸时学习了DNA分子组成。另一方面，本节内容是从分子水平上进一步认识基因的本质；又为后面基因的表达、生物的变异和进化进行了必要的知识铺垫。教材没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是以科学家沃森、克里克构建DNA模型历程为主线，逐步呈现DNA双螺旋结构模型的特点。这样使学生不仅能自然地了解到DNA双螺旋结构的主要特点和科研一般过程，还能感悟科学家锲而不舍的科学精神，从而在情感、能力等多方面得到启示与升华。

学情分析

学生在学习高中生物新教材（人教版）必修1第2章第3节遗传信息的携带者——核酸时学习了DNA分子，对DNA分子已经了解这节课学生通过查资料、自主学习和小组合作探究可轻松完成学习任务。

教学目标

1. 生命观念方面的培养目标：识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类、碱基配对方式；讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。

2.科学思维方面的培养目标目标：通过探索求知、讨论交流激发独立思考，构建DNA模型，同时培养学生的创造新思维。

3.科学探究方面的培养目标：就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟模型方法在这些研究中的应用。

4.社会责任方面的培养目标：认识到与人合作的在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。

重难点

DNA分子双螺旋结构模型的建构

教学过程

教学内容

教师行为

预设学生行为

设计意图

创设情境，引入新课

读课文了解两位科学家构建DNA双螺旋结构模型的故事。

【演示图片并简介】中关村DNA的雕塑、雅典奥运会开幕

教室提问：这是什么结构？生活中有那里构造具有这样的结构？

 同学们对dna分子都有了很正确的认识，通过上一节课的内容，同学们可以用一句话来概括对DNA分子的认识吗？

答：DNA是主要的遗传物质。

通过实验证明，我们已经知道DNA是遗传物质。它必然携带着大量的遗传信息。现在大家都来当科学家，在了解了DNA的功能之后，大家进一步想了解什么问题呢？DNA分子是怎样储存遗传信息的呢？DNA分子遗传功能是如何实现的？这就需要从认识DNA的结构开始。

学生学习热情开始高涨，并表现强烈求知欲

回答：DNA 双螺旋 旋转楼梯等等。

利用多媒体画面，学生自主参与，导入新课，有利于吸引学生的注意，能有效调动学生学习兴趣，激发学生兴奋点，唤起学生强烈求知欲。

引导学生分析过程，总结科学史中包含的科学方法、科学思想和科学精神。

强化结构是功能的基础这一观点。

探究一：

DNA的基本单位是什么？

【引导学生有序回忆】

1、组成DNA的基本单位是什么？（脱氧核苷酸）

2、每个脱氧核苷酸的结构组成是什么？

【简要说明】 用圆形硬纸片代表磷酸基团，五边形代表脱氧核糖，4种不同颜色的长方形分别代表A、T、G、C 4种碱基。

【示范操作】脱氧核苷酸的结构示意图（先展示一个脱氧核苷的分子结构，再连接一个磷酸分子）

3、组成DNA的碱基有哪几种？

（A－腺嘌呤，T－胸腺嘧啶，

C－胞嘧啶，G－鸟嘌呤）

【构建模型1】

4种碱基的结构示意图，比较嘌呤（双环）和嘧啶（单环）分子结构的差异。（略长些的代表嘌呤，短的代表嘧啶；可以用双面胶模拟化学键。）

安排学生4人一组每人完成1种脱氧核苷酸模型（4个）的制作。

【演示引导】

教师用多媒体展示正确的连接方法。（重点讲解碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系）

【提出问题、指导阅读】

4种脱氧核苷酸又是怎样构成DNA分子呢？（和学生一起阅读课本P．48第2-7行）

学生思考，同桌简单交流，回答问题

学生思考，并从已准备的实验材料中，找出对应的纸板模型。

学生思考，并从已准备的实验材料中，找出对应的纸板模型。

学生分组制作DNA分子的基本单位模型。

学生相互交流和自我评价

学生阅读课文中黑体字的内容

培养学生的动手制作能力。

师生讨论，全班学生积极参与，从形象和意境方面切入DNA分子结构，增加感性认识。 

从多媒体画面上自我获取知识，培养学生的读图分析能力，运用知识的迁移能力，体现教学的直观性原则。

探究二：

4种脱氧核苷酸如何形成DNA分子？

【构建模型2】

多媒体演示：由4种脱氧核苷酸连接成长链的方法；要求学生两人合作完成4个脱氧核苷酸组成长链的模型制作。

组织学生比较各自制作的“脱氧核苷酸链”的模型，浅议长链中碱基的排列顺序有什么差异？

教师点评：脱氧核苷酸长链的结构，强调相邻的脱氧核苷酸之间的磷酸和脱氧核糖形成新的化学键，形成磷酸和脱氧核糖交替的长链。

  师：不同组的同学展示的脱氧核苷酸长链的碱基排列顺序不同，请问碱基排列顺序不同的DNA分子是同一个DNA分子吗？组成DNA的碱基排列顺序的千变万化有什么意义？DNA分子要蕴藏足够的遗传信息，脱氧核苷酸数量有什么特点？

学生动手连接脱氧核苷酸长链，并注意和教师演示的课件比较

生：碱基排列顺序不同，DNA分子也不相同，每个DNA分子有其独特的碱基排列顺序，也就是说带有独特的遗传信息。DNA分子含有脱氧核苷酸数量应该很多。

图文互换，培养学生读图分析能力，空间思维能力，创新能力。

探究三

脱氧核苷酸长链怎样构成双螺旋结构

【简述】沃森和克里克首先借用威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图中反映出的有关数据，推算出了DNA分子呈螺旋结构。

这样就可以蕴藏大量的遗传信息。其实这样的脱氧核苷酸单链是无法稳定存在的，那么由这样的长链构成的DNA分子具有怎样的结构才能够稳定存在并遗传给后代呢？近百年来科学家没有找到人们公认的答案，直到威尔金斯和富兰克林提供了DNA的衍射图谱和相关数据，沃森和克里克才推断出DNA是一个螺旋体。但是DNA究竟是几条链构成的螺旋体呢？当时有知名的科学界曾经提出DNA的三链、四链结构，沃森和克里克也曾经试着做了三链结构，但是都被科学界否定了。后来联想到生命现象中常常出现的成对结构，沃森和克里克开始构建DNA的双链结构模型。同学们也尝试用进行DNA 双链模型的构建。

【 通过观察 提出问题】

碱基排在螺旋外侧，还是螺旋内侧？

【资料分析】

奥地利著名生物化学家查哥夫对碱基对组成的研究对沃森和克里克的启迪：

腺嘌呤（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。

【构建模型3】

引发学生思考：“两条长链中的碱基是怎样连接起来的？”，指导学生继续构建模型。

同学们的思路都很正确。同学们让碱基A 与T相连，G与C相连，成功的解释了DNA分子的碱基数量关系。

那么同学们在构建过程中还有什么问题吗？

之后的研究发现碱基间通过氢键连在一起，而且A与T之间两个氢键，G与C之间三条氢键。通过这些氢键维持了DNA分子结构的稳定，并且嘧啶T、C结构比嘌呤A、G小，形成的碱基对具有相同性状和大小，也同样维持了DNA稳定的结构。

DNA双链碱基间的这种一一对应的关系称为碱基互补配对原则。

【同步演示动态课件】

学生阅读教科书 P．48第二自然段，了解科学探索的历史；独立思考再通过同桌交流，提出需要解决的问题。

分组构建 

自由讨论

学生完成DNA分子平面结构模型（4个碱基对）的制作。

一条链中的A与另一条链中的T相连，G与C相连。

碱基之间是如何连接的？

边观察边听讲

学生阅读教科书 P．48第二自然段，了解科学探索的历史；独立思考再通过同桌交流，提出需要解决的问题。 

 培养学生自主学习的能力，分析问题、解决问题的能力，发展综合思维能力。

 沿着模型构建-发现问题-补充资料-构建模型-形成DNA结构的平面模型的路线推进，步步实现了模型建构。这个过程不仅促进了学生对DNA分子结构知识的学习和深入理解，还能够学习到科学家善于捕获。分析信息和严谨的思维品质以及持之以恒的科研精神。在探究中生能准确的分析出现的问题并积极的讨论解决问题的办法，这样缩短了科学研究与高中生之间的距离，激励了学生勇敢走向科研的道路。

板书设计

DNA分子的结构

脱氧核苷酸-脱氧核苷酸长链-DNA双链

课后反思

在教学中我觉得通过DNA结构模型的制作实验后，对学生理解脱氧核苷酸的结构和DNA的结构非常有益。学生在实践中能准确理解脱氧核苷酸是如何构成DNA双螺旋结构的，而且其中的碱基互补配对的原则，和数量关系以及DNA的排序等教学难点也能轻松的突破。

但从时间安排上内容有些多，需要一节半的时间方能完成教学任务，所以在实际教学中可以把这节和DNA的复制结合在一起，继续用模型制作的方法探究DNA的复制规律，组成两节实验连排的课，这样知识比较完整，而且有知识深度的递进，学生的思考空间也比较大，能锻炼他们的思维品质和科研意识。

在准备这节课的授课内容和授课过程时，我无数次的被科学家的机智、聪慧和大胆的创造性思维所打动，作为教师我不只要激励我的学生勇攀科学的高峰，同时也要不断鞭策自己，使自己在教学教研领域有所建树。