第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)

蘇保龍

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0172-01

一、教材分析

“DNA分子的結(jié)構(gòu)”一節(jié)是新課標(biāo)教材人教版必修二《遺傳與進(jìn)化》第3章第2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(diǎn)及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型三部分內(nèi)容構(gòu)成。DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)是學(xué)生學(xué)習(xí)和理解遺傳學(xué)的基礎(chǔ)知識；是學(xué)生理解生物的多樣性、特異性、物種穩(wěn)定性本質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

本節(jié)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上體現(xiàn)了科學(xué)家對科學(xué)理論的認(rèn)識過程和方法，是進(jìn)行誘思探究教學(xué)的極好素材。在教學(xué)中，通過發(fā)揮學(xué)生的主體作用，整合教材資源，把知識的傳授過程優(yōu)化成一個科學(xué)的探究過程，讓學(xué)生在動手探究中學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，從而滲透科學(xué)方法教育。

二、學(xué)情分析

授課班級學(xué)生三個層次都有，基礎(chǔ)知識掌握程度不一樣，思考，歸納總結(jié)，語言表達(dá)能力也有差異。因此，在教學(xué)實(shí)施過程中，導(dǎo)向性信息的設(shè)計(jì)應(yīng)該有所區(qū)別，比如：復(fù)習(xí)核苷酸的類型和結(jié)構(gòu)式意圖，競賽班學(xué)生以自己回憶為主，而重點(diǎn)班學(xué)生則應(yīng)以閱讀，組內(nèi)成員相互考查為主。但在動手制作模型上，班級之間的差別性可以不予考慮。

三、學(xué)習(xí)目標(biāo)

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

2.能力目標(biāo)：制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。（獨(dú)立操作水平）

3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：體驗(yàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程，感悟科學(xué)研究中蘊(yùn)含的科學(xué)思想和科學(xué)態(tài)度。（經(jīng)歷感受水平）

四、教學(xué)重點(diǎn)，難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)：（1）DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。

（2）制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

2.教學(xué)難點(diǎn)：DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。

五、教學(xué)設(shè)計(jì)的基本理念

本節(jié)課以陜西師范大學(xué)張熊飛教授的“誘思探究教學(xué)論”為依托，學(xué)生在分析相關(guān)資料的基礎(chǔ)上動手構(gòu)建物理模型，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(diǎn)，同時體會科學(xué)發(fā)展史中蘊(yùn)含的科學(xué)方法和科學(xué)思想，達(dá)到在探究活動中獲得知識的教學(xué)目標(biāo)。

六、教學(xué)過程

（一）重溫構(gòu)建過程，初步體會特點(diǎn)

請認(rèn)真閱讀教材P47-48“構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的故事”，獨(dú)立思考下面的問題，如果有需要，可以同桌之間相互交流，形成統(tǒng)一認(rèn)識后舉手發(fā)言（發(fā)言時用自己的語言進(jìn)行概述）

1.沃森、克里克是采用什么方法研究DNA結(jié)構(gòu)的？

2.沃森和克里在構(gòu)建模型的過程中利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)成果？涉及到哪些學(xué)科的知識？這對你理解生物科學(xué)的發(fā)展有什么啟示？

3.沃森和克里克先后分別構(gòu)建了怎樣的模型？

4.他們構(gòu)建的模型為什么最終被認(rèn)可？

（二）動手合作建模，探究結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.動手合作建模

請同學(xué)們按照下面的操作構(gòu)建DNA的模型（4個脫氧核苷酸對）

（1）仔細(xì)觀察學(xué)案預(yù)習(xí)部分的脫氧核糖（注意示意圖中的氧），堿基，磷酸的結(jié)構(gòu)式意圖，以及脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)式意圖（注意三種組成成分的連接位置），然后迅速認(rèn)識所給材料（注意：使用前不要材料相互混合）

（2）根據(jù)以上識別，利用材料迅速組裝一個脫氧核苷酸模型（注意三種組成成分的連接位置）

（3）根據(jù)學(xué)案中的脫氧核苷酸長鏈?zhǔn)疽鈭D，組裝一條脫氧核苷酸長鏈（四個脫氧核苷酸長度）（注意：脫氧核苷酸間是怎樣鏈接的）

（4）構(gòu)建脫氧核苷酸雙鏈，從上至下記錄本組的堿基對順序（制作提示：在已組裝出的脫氧核苷酸長鏈基礎(chǔ)上，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則逐個添加脫氧核苷酸，從而形成雙螺旋長鏈）

2.學(xué)生對制作的模型進(jìn)行自評、組內(nèi)和組間評價，展示成果。

（1）根據(jù)自己構(gòu)建的“DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”，描述DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，舉手發(fā)言。

（2）6個小組匯報(bào)自己的所制作的模型的堿基對順序，思考后舉手回答以下問題：DNA分子差異表現(xiàn)在哪方面？全班同學(xué)的模型的堿基對順序比較后，你可以得出何種結(jié)論？

3.觀察較完整的“DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”，再次體會其主要特點(diǎn)。

（三）觀察統(tǒng)計(jì)，歸納數(shù)量規(guī)律

認(rèn)真觀察模型，統(tǒng)計(jì)10個堿基對的一段DNA片段，如實(shí)記錄以下數(shù)據(jù)：每條脫氧核苷酸鏈中的各種堿基數(shù)量，然后比較數(shù)據(jù)，歸納數(shù)量規(guī)律，舉手回答。

1.A1= G1= ，C1= ， T1= .

A2= ， G2= ， C2= ，T2= .

由上可知，A1= ，A2= ，從而推出，整個DNA分子中 = .

G1= ，G2= ，從而推出，整個DNA分子中 = .

2.根據(jù)以上推導(dǎo)，在雙鏈DNA分子中，所有的嘌呤堿之和 所有的嘧啶堿之和，即A+G/C+T= 。

3.根據(jù)不同的堿基比例進(jìn)行計(jì)算。（要求書寫推導(dǎo)過程）

例1：在一個DNA分子中，若1鏈A1+G1/C1+T1=1/2，則在互補(bǔ)的2鏈中，A2+G2/C2+T2= ，在整個DNA分子中，A+G/C+T= 。

例2：在一個DNA分子中，若1鏈A1+T1/C1+G1=1/2，則在互補(bǔ)的2鏈中，A2+T2/C2+G2= ，在整個DNA分子中A+T/C+G= 。

七、教學(xué)反思

授課過程中，問題主要發(fā)生在制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的模型過程中，很多小組能迅速準(zhǔn)確制作，而有的小組制作速度慢，究其原因是沒有對制作步驟的導(dǎo)向性信息認(rèn)真閱讀以及小組成員缺乏配合，這要求在今后的教學(xué)中要注重引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真閱讀導(dǎo)向性信息的習(xí)慣，以及合理分配學(xué)習(xí)小組，加強(qiáng)小組合作探究的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。