《DNA分子的結(jié)構(gòu)》（第一課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)

姜煥煥

教材分析

“DNA分子的結(jié)構(gòu)”是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)人教版必修2中《遺傳與進(jìn)化》第3章第2節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”之后，繼續(xù)從分子水平上進(jìn)一步闡明遺傳的本質(zhì)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是學(xué)習(xí)“DNA分子的復(fù)制”和“基因表達(dá)”等內(nèi)容的基礎(chǔ)。本節(jié)課教材沒(méi)有直接講述DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而是以科學(xué)家沃森和克里克的研究歷程為主線，通過(guò)學(xué)生動(dòng)手嘗試建構(gòu)模型，加深對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解。在構(gòu)建模型的探究活動(dòng)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，積極參與討論交流，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，讓學(xué)生在“自我創(chuàng)造”中獲取DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和DNA分子的特性等知識(shí)。本節(jié)教學(xué)需要2學(xué)時(shí)完成，本節(jié)課為第1課時(shí)。

教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)：概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。

2.能力目標(biāo)：制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，探究遺傳的多樣性。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：學(xué)習(xí)科學(xué)家鍥而不舍、執(zhí)著追求、合作交流的精神，感悟科學(xué)研究中蘊(yùn)含的科學(xué)思想和科學(xué)態(tài)度。

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：掌握DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn);制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

難點(diǎn)：掌握DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。

教師課前準(zhǔn)備：PPT課件;DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型組件：藍(lán)色大球（代表脫氧核糖），白色小球（代表磷酸），綠色、藍(lán)色、紅色和黃色圓柱（分別代表A、T、G、C四種堿基），白色細(xì)柱（代表磷酸二酯鍵），白色粗柱（代表堿基與脫氧核糖之間的化學(xué)鍵）。

教學(xué)過(guò)程

一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

播放PPT，展示北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑，提出問(wèn)題：大家知道為什么將它作為高科技的標(biāo)志嗎？我們已經(jīng)知道DNA是遺傳物質(zhì)，那么DNA分子是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的呢？這就需要從認(rèn)識(shí)DNA的結(jié)構(gòu)開(kāi)始。

二、復(fù)習(xí)舊知，問(wèn)題引導(dǎo)，構(gòu)建核苷酸長(zhǎng)鏈

提問(wèn)：DNA的全稱叫什么？它由哪些元素構(gòu)成？基本單位是什么？由幾部分構(gòu)成？堿基有幾種？

讓學(xué)生在練習(xí)本上快速畫(huà)出一個(gè)脫氧核苷酸，找出學(xué)生畫(huà)錯(cuò)的例子給予糾正，指出堿基、脫氧核糖和磷酸正確的連接方式。在黑板上從上到下依次畫(huà)出6個(gè)游離的脫氧核苷酸（涵蓋4種），提問(wèn)：黑板上畫(huà)有6個(gè)游離的脫氧核苷酸，應(yīng)怎樣將它們連接成一條脫氧核苷酸鏈？請(qǐng)三位同學(xué)到黑板前連接。學(xué)生觀察并指出錯(cuò)誤，由學(xué)生自主歸納脫氧核苷酸之間正確的連接方式——磷酸與五碳糖通過(guò)磷酸二酯鍵交替連接。教師繼續(xù)提問(wèn)：觀察三組單鏈的連接順序是否相同？（不同，核苷酸的排列順序有多種）

三、學(xué)生自主閱讀教材，小組合作制作DNA分子結(jié)構(gòu)模型

教師布置任務(wù)：同學(xué)們的桌子上，有已經(jīng)分類(lèi)整理好的制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的材料和用具。閱讀教材P47-48資料，以小組為單位進(jìn)行自主探究和討論，并動(dòng)手制作DNA的結(jié)構(gòu)模型，時(shí)間為15分鐘。制作過(guò)程中思考以下問(wèn)題（PPT課件展示）：這幾種材料分別代表DNA的什么成分？DNA分子由幾條鏈構(gòu)成？DNA的基本骨架由哪些物質(zhì)組成？位于DNA的什么部位？DNA中的堿基是如何配對(duì)的？它們位于DNA的什么部位？DNA具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？各小組閱讀資料，模仿教材插圖認(rèn)真制作。教師巡視并參與小組制作，給予指導(dǎo)，并充分肯定學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力。

四、小組展示，總結(jié)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

各小組代表上臺(tái)展示制作的模型，請(qǐng)學(xué)生說(shuō)出在制作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)DNA分子有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？

學(xué)生總結(jié)：1.兩條鏈反向平行盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.外側(cè)為磷酸和脫氧核糖交替排列構(gòu)成的基本骨架。3.內(nèi)側(cè)為氫鍵連接的堿基對(duì)，以堿基互補(bǔ)配對(duì)原則配對(duì)。教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到，外側(cè)的基本骨架和內(nèi)側(cè)的堿基互不配對(duì)，因此DNA分子具有穩(wěn)定性。

教師繼續(xù)提問(wèn)：觀察各小組制作的模型是否完全一樣？（長(zhǎng)短和堿基對(duì)排列順序不同）引導(dǎo)學(xué)生理解千變?nèi)f化的堿基排列順序構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而特定的堿基排列順序又構(gòu)成了DNA分子的特異性，DNA分子多樣性和特異性是生物多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

教學(xué)反思

本節(jié)課內(nèi)容比較抽象，所以抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是關(guān)鍵。教學(xué)過(guò)程以基本單位“單鏈——雙鏈——立體結(jié)構(gòu)”為主線逐步展開(kāi)，學(xué)生緊隨教師的引導(dǎo)，主動(dòng)探究，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用。課堂上教師讓學(xué)生親自動(dòng)手體驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建的過(guò)程，使抽象的知識(shí)變得生動(dòng)形象。在動(dòng)手操作過(guò)程中，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)展示，共同討論，最終得出結(jié)論，科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究能力得到了發(fā)展和提高。學(xué)生在充滿情感的、和諧的課堂氛圍中體驗(yàn)到了成功的樂(lè)趣，樹(shù)立起學(xué)好生物的信心。在今后的教學(xué)中，應(yīng)留給學(xué)生更多的動(dòng)手操作和展示的機(jī)會(huì)，努力提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（責(zé)任編輯 趙永玲）