《DNA的分子結(jié)構(gòu)和特點》的教學設(shè)計

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1、學習必備 歡迎下載 《DNA?的分子結(jié)構(gòu)和特點》的教學設(shè)計 一、教學設(shè)計思想 美國教育學家克萊恩曾說過：“最佳的學習方法是‘做中學’?！北竟?jié)課中，學生首先 在教師的引導下，通過了解“DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)史”，學習模型構(gòu)建的一般方法并 感悟所蘊含的科學思想，然后在此基礎(chǔ)上，動手構(gòu)建?DNA?的物理模型，最后通過小組間的交 流、比較和歸納，水到渠成得出?DNA?分子結(jié)構(gòu)的主要特點。在整個教學設(shè)計中，所有知識的 建構(gòu)都是由學生主動完成的，教師只是課堂的組織者和引導者，這樣的教學設(shè)計正符合了“生 本位”的教育理念。 二、

2、教學分析 1．教材分析 《DNA?的分子結(jié)構(gòu)和特點》一節(jié)是新課標浙科版必修?2《遺傳與進化》第三章第二節(jié)的 內(nèi)容。由?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、DNA?分子結(jié)構(gòu)的主要特點及制作?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 三部分構(gòu)成。理解?DNA?的分子結(jié)構(gòu)，既有助于從分子水平理解基因的本質(zhì)，同時也是學習后 面的“DNA?的復制、基因的表達、基因突變、基因工程、生物的進化……”等內(nèi)容的基礎(chǔ)。 因此，本節(jié)內(nèi)容在整個生物學科中有著至關(guān)重要的地位。 2．學情分析 通過上節(jié)課的學習，學生已經(jīng)知道了?DNA?是主要的遺傳物質(zhì)，他們自然會產(chǎn)生“DNA 作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具

3、備怎樣的結(jié)構(gòu)？”這樣的疑問，而這正是促成學生學習本節(jié)內(nèi)容的興奮點。 此外，學生通過必修一已掌握了核酸的元素組成等相關(guān)知識，這為學習本節(jié)內(nèi)容也奠定了知 識基礎(chǔ)。 學生學習的障礙：??盡管他們具備了一定的認知能力，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；??學生更擅長于形象直觀思維，其空 間想象力不足，因此在學習本節(jié)內(nèi)容時有必要通過直觀的模型構(gòu)建，以增強其理解力。 三、教學目標 1．知識目標：掌握?DNA?的雙螺旋結(jié)構(gòu)，理解?DNA?分子的特點。 2．能力目標：通過制作?DNA?分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，學生可以提高自身的觀察

4、力和動手能 力。 3．情感態(tài)度與價值觀目標：體驗?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程，感悟科學研究中蘊含 的科學思想和科學態(tài)度。 四、教學模式與手段： 在本節(jié)教學運用了以學生為中心的建構(gòu)主義教學模式。學生通過“了解DNA?結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) 史→觀察模型→制作模型→展示模型→分析模型”等環(huán)節(jié)，主動建構(gòu)DNA?分子的結(jié)構(gòu)特點等 知識體系。 在教學過程中，教師以引導啟發(fā)式教學為主，并不斷穿插使用模型建構(gòu)法，觀察法、討 論法、誘思探究法、問答法等多種教學方法。 五、教學準備 多媒體課件；DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)的物理模型；制作DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)的物理

5、模型的若干用具。 六、教學過程 學習必備 歡迎下載 教學 內(nèi)容 教師的組織和引導  學生活動  教學意圖 視頻播放?20XX?年雅典奧運會開幕式 學生饒有興趣的觀看視頻，并?利?用?視?頻 片段，問： 很快辨認出是?DNA。 導入新課， 課 1、這屆開幕式被世人給予極高的評價，?學生集體回答：1、DNA 它展示了人類歷史的長河。那么剛剛在 屏幕上用激光打出的是什么圖案呢？ 能調(diào)動學 生的學習 興趣。

6、 2、在這樣的盛會上為什么要打出這樣 2、在教師的引導下，學生回 通過提問， 題 的圖案？（教師引導學生回顧上節(jié)知 識，重申?DNA?的重要性） 答出：因為?DNA?是主要的遺?使?學?生?自 傳物質(zhì)。對?DNA?的認識標志?我?發(fā)?現(xiàn)?現(xiàn) 引 入 著人類對生命奧秘的探索進 入了新的階段。 3、誰能說一說?DNA?具有怎樣的結(jié)構(gòu)？?3、學生根據(jù)視頻圖像和已有 有知識的 不足，從而 激發(fā)他們 教師抓住學生的知識盲區(qū)和求知欲，順 的知識可以回答出“螺旋的，?的?興?

7、奮?點 兩條鏈，像麻花……”這樣的?和?強?烈?求 跟 勢引出本節(jié)課題------DNA?的分子結(jié)構(gòu) 教師布置學習任務(wù)： 1、請同學們閱讀教材?P55，認識?DNA 分子的組成。 答案，而無法回答出?DNA?的 具體結(jié)構(gòu)。 小組成員在自學?DNA?分子的 基礎(chǔ)上，合作組裝?DNA?分子 知欲。 培養(yǎng)學生 自主學習 的能力和 隨 科 學 家 明 確 D N 2、在了解了?DNA?分子組成的基礎(chǔ)上，?

8、的基本單位-----脫氧核苷酸。 四人為一組，每組利用課前發(fā)放的材料 用具組裝?8?個脫氧核苷酸。 教師巡視學生組裝脫氧核苷酸的情況，?學生根據(jù)自學的知識和實際 動手操作 能力。 通過實際 的 足 跡 A 的 分 并給予一定的指導。在學生任務(wù)完成 后，教師提問： 1、構(gòu)成?DNA?的基本單位是什么？ 的操作很容易回答上述問題：?操作，使學 生明確脫 1、DNA?的基本單位是脫氧核?氧?核?苷?酸 ， 探 尋 子 組 成  2、脫

9、氧核苷酸由哪幾部分組成？ 苷酸。 2、脫氧核苷酸由三部分組成 （磷酸、脫氧核糖，堿基） 的構(gòu)成，及 每種脫氧 核苷酸的 D N A 3、我們可以組裝出幾種脫氧核苷酸？??3、有四種脫氧核苷酸。 引導學生辨認每種脫氧核苷酸的名稱。?在教師的引導下，大聲讀出每 一種脫氧核苷酸的名稱。 差異。 教學 內(nèi)容 的 空 間 學習必備???????????歡迎下載 教師的組織和引導 講述：20?世紀四十年代，科學家們已 經(jīng)弄清了?DNA

10、?的分子組成，并且也認 識到?DNA?都是由脫氧核酸鏈構(gòu)成的。  學生活動???????????教學意圖 提高學生 的知識遷 移能力。 結(jié) 組  問：那么脫氧核苷酸又是如何連接成脫?學生通過知識遷移，很容易得?在?觀?看?動 構(gòu) 裝  氧核苷酸鏈的呢？  出答案：脫氧核苷酸之間發(fā)生?畫?后?讓?學 脫  引導學生回顧蛋白質(zhì)的構(gòu)成，讓學生從  了縮聚反應(yīng)。  生實際操 氧 核  中獲得啟發(fā)。 教師動畫演示脫氧核苷酸鏈的形成過  作，既培養(yǎng)

11、 學生認真觀看動畫后，利用先?學?生?的?動 苷  程。并布置學生任務(wù)：請各小組成員在?前完成的?6?個脫氧核苷酸，組?手能力，又 酸 鏈  觀看完動畫演示后，合作組裝一條脫氧?裝出一條脫氧核苷酸鏈。 核苷酸鏈。 在學生動手操作時，教師巡回指導。 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？DNA?具有 怎樣的空間結(jié)構(gòu)？  提高了他 們的觀察 能力。 采取講 再 課件演示?DNA?空間結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)史： 學生跟隨老師的講述一同回 故事的

12、形 材料一：在?40?年代末，威爾金斯的研 溯?DNA?空間結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程。?式?，?以?沃 現(xiàn) D N A 究小組測定了?DNA?在較高溫度下的?X 射線衍射。 材料二：沃森和卡里克以威爾金斯和富 蘭克林提供的?DNA?衍射圖譜為基礎(chǔ)， 森、克里克 的研究歷 程為主線， 逐步呈現(xiàn) 推算出?DNA?呈螺旋結(jié)構(gòu)。他們嘗試制 雙 作了各種螺旋結(jié)構(gòu)模型，均失敗了。后 來他們又重新構(gòu)建了一個“磷酸?-核糖 螺 骨架在外部，堿基在螺旋內(nèi)部：雙鏈螺  學生通過

13、分析四種堿基的化 DNA?雙螺 旋結(jié)構(gòu)模 型的內(nèi)容， 這樣不僅 旋，并且相同堿基配對，但是這樣的配 學結(jié)構(gòu)，能夠判斷出相同堿基?使?學?生?自 旋 對方式遭到化學家的否定。 （教師補充四種堿基的化學結(jié)構(gòu)） 結(jié) 材料三：1952?年春天，著名生化家査 戈夫訪問劍橋大學，沃森和克里克得到 配對的不合理性。 然的了解 到?DNA?的 空間結(jié)構(gòu)， 還能學習 構(gòu) A 一個重要信息：?的總量總是等于?T?的 到科學家 的 量，G?的量總等于?C?的量。 問：根據(jù)這個重要

14、信息，你認為沃森和 學生很快會想到：A?與?T，G 的研究方 法，感悟到 發(fā) 克里克會做出怎樣的調(diào)整？ 材料四：沃森與克里克根據(jù)獲得的信 現(xiàn) 息，解決了堿基互補問題，并最終構(gòu)建 與?C?配對。 科學家鍥 而不舍的 科學精神， 學習必備 歡迎下載 教學 內(nèi)容 教師的組織和引導 出?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。  學生活動???????????教學意圖 從而在情 歷 課件展示兩張圖片：??沃森和克里克親 學生對比兩張圖片，更加信服?感?和?能?力 手搭建的?DNA

15、?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型圖片； 了?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的科 上?都?得?到 程 ??以超高分辨率掃描式電子顯微鏡下 拍到的?DNA?照片。 問題： 1、DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過 程，主要涉及到哪些學科的知識和方 法？這對你理解生物科學的發(fā)展有什 么啟示？ 學性。 學生思考討論后回答： 1、主要涉及物理學、化學、 生物化學等學科，這說明多學 科的交叉可以促進科學的發(fā) 展。在科學的道路上要放寬視 升華。 2、在構(gòu)建?DNA?空間結(jié)構(gòu)的過程中，?野和眼光……

16、 歸 沃森和克里克配合默契，終獲成功，你 從他們身上學到了什么？ 教師展示?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)的物理模 2、要善于吸收借鑒他人的 成果和經(jīng)驗；在困難面前要永 不放棄；要有團隊精神…… 學生仔細觀察?DNA?結(jié)構(gòu)的物?通?過?展?示 納 型：先與學生一起認識物理模型的各個?理模型后，歸納總結(jié)： 物理模型， 雙 組成部分，然后在此基礎(chǔ)上引導學生自?1、DNA?由兩條脫氧核苷酸鏈?增?加?學?生 螺 旋 結(jié) 構(gòu) 模 型 的 內(nèi) 容 行總結(jié)歸納?DN

17、A?雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。?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。 的感性認 識，這體現(xiàn) 了教學的 直觀性原 則。同時也 鍛煉了學 生的觀察 力和總結(jié) 歸納能力。 布置學生任務(wù)：以小組為單位，動手組 裝?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 參照教材中?DNA?雙螺旋結(jié)?使?學?生?由 構(gòu)的內(nèi)容，按照堿基互補配對?對?DNA?雙 制 說明：在學生活動期間，在班級內(nèi)巡視?原

18、則，構(gòu)建脫氧核苷酸雙鏈，?螺?旋?結(jié)?構(gòu) 動 手 組 作 模 型 并及時收集模型制作過程中出現(xiàn)的問 題。 并完成?DNA?的空間結(jié)構(gòu)。 的理性認 識轉(zhuǎn)化為 實際的操 裝 雙 螺 旋 作，親身體 驗?zāi)Ｐ偷? 建構(gòu)。 學習必備 歡迎下載 教學 內(nèi)容 結(jié)  教師的組織和引導 選擇幾組有代表性錯誤的模型進行展  學生活動 學生對比教材圖及?DNA?雙螺  教學意圖 通過讓學 構(gòu) 示，并引導

19、學生進行評價糾錯。如： 旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，對展示的模型?生?主?動?的 模 型 展 示 （A） 進行評價。如： A?圖： 存在的問題：磷酸?-脫氧核糖 展示與糾 錯，可以提 高他們的 模 骨架應(yīng)排列在外側(cè)，而堿基位?觀察力，強 型 （B） 于雙鏈內(nèi)部。 B?圖： 化對?DNA 雙螺旋結(jié) 存在的問題：沒有嚴格按照堿?構(gòu)?的?理?解 基互補配對原則。 和記憶。 引導學生一起從小組同學的合作 性、傳新型和模型制作的科學性等多方 面

20、進行組間評價，并宣布評價結(jié)果。 引導學生分析制作的?DNA?結(jié)構(gòu)模型， 組間合作，相互比較各組的模?讓?學?生?通 歸納?DNA?分子的特性。 型，討論后得出答案： 過觀察、比 問題?1、請相鄰小組間相互對比制作的 1、雖然都是四種脫氧核苷酸 較分析親 模型，大家制作的模型有差異嗎？ 構(gòu)成，但是其排列順序卻不一?手?制?作?的 樣。 模型，主動 2、如果某段?DNA?分子由?n?對脫氧核 2、4n?；說明?DNA?分子具有?建構(gòu)?DNA 苷酸對組成，那么將有多少種?DNA?分

21、 子？這說明?DNA?有什么特性？ 多樣性。 分子的特 性（即多樣 分 3、假如我們每個小組制做的模型就是 3、每個?DNA?分子都有其特定?性、穩(wěn)定性 析 模 一個特定的?DNA?分子，那么?DNA?堿 基對排列順序的不同又可以說明?DNA 的堿基對排列順序，說明?DNA 分子的特異性。 和?特?異 性），使學 型 分子的什么特性？ (教師順勢引出遺傳信息的內(nèi)涵。) 4、請大家比較你們制作的模型有沒有 相同的地方？這又說明?DNA?的什么特 性？ 生真正做 到

22、“做中 4、不同的?DNA?分子其基本骨?學”。 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) 小結(jié)????? 討沃森與克里克的研究對于整個人類認識生命的深遠意義。回應(yīng)本節(jié)課 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。 從?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)能夠解釋?DNA?分子的三個特性出發(fā)，師生共同探 做?到?本?節(jié) 課的前后 的開頭，20XX?年雅典奧運會為什么把?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)作為開幕式中 呼應(yīng)。使學 一個重要的呈現(xiàn)部分。 生更加深 學習必備 歡迎下載 教學 內(nèi)容 教師的組織和引導  學生活動???????????教學意圖 刻的認識 DNA?雙螺 旋結(jié)構(gòu)模 型建構(gòu)的 意義。 七、作業(yè)設(shè)計（問題研討） 1．在一個雙鏈?DNA?中(A+G)/(T+C)=?假如是單鏈?DNA，那么?A?一定等于?T?嗎？ 2．1953?年沃森與克里克構(gòu)建的是右旋?DNA?分子，那么自然界有沒有左旋?DNA?分子呢？ （有興趣的同學可以查閱相關(guān)資料） 3．你能根據(jù)?DNA?分子的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)想?DNA?分子的復制方式嗎？