第2節 DNA分子的結構

蘇保龍

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

一、教材分析

“DNA分子的結構”一節是新課標教材人教版必修二《遺傳與進化》第3章第2節的內容，由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子結構的主要特點及制作DNA雙螺旋結構模型三部分內容構成。DNA分子的雙螺旋結構是學生學習和理解遺傳學的基礎知識；是學生理解生物的多樣性、特異性、物種穩定性本質的物質基礎。

本節內容在結構體系上體現了科學家對科學理論的認識過程和方法，是進行誘思探究教學的極好素材。在教學中，通過發揮學生的主體作用，整合教材資源，把知識的傳授過程優化成一個科學的探究過程，讓學生在動手探究中學習科學研究的方法，從而滲透科學方法教育。

二、學情分析

授課班級學生三個層次都有，基礎知識掌握程度不一樣，思考，歸納總結，語言表達能力也有差異。因此，在教學實施過程中，導向性信息的設計應該有所區別，比如：復習核苷酸的類型和結構式意圖，競賽班學生以自己回憶為主，而重點班學生則應以閱讀，組內成員相互考查為主。但在動手制作模型上，班級之間的差別性可以不予考慮。

三、學習目標

1.知識目標：概述DNA分子結構的主要特點。（理解水平）

2.能力目標：制作DNA分子雙螺旋結構模型。（獨立操作水平）

3.情感態度與價值觀目標：體驗DNA雙螺旋結構模型的構建歷程，感悟科學研究中蘊含的科學思想和科學態度。（經歷感受水平）

四、教學重點，難點

1.教學重點：（1）DNA分子結構的主要特點。

（2）制作DNA分子雙螺旋結構模型。

2.教學難點：DNA分子結構的主要特點。

五、教學設計的基本理念

本節課以陜西師范大學張熊飛教授的“誘思探究教學論”為依托，學生在分析相關資料的基礎上動手構建物理模型，最后通過小組間的交流、比較和歸納，水到渠成得出DNA分子結構的主要特點，同時體會科學發展史中蘊含的科學方法和科學思想，達到在探究活動中獲得知識的教學目標。

六、教學過程

（一）重溫構建過程，初步體會特點

請認真閱讀教材P47-48“構建DNA雙螺旋結構模型的故事”，獨立思考下面的問題，如果有需要，可以同桌之間相互交流，形成統一認識后舉手發言（發言時用自己的語言進行概述）

1.沃森、克里克是采用什么方法研究DNA結構的？

2.沃森和克里在構建模型的過程中利用了他人的哪些經驗和科學成果？涉及到哪些學科的知識？這對你理解生物科學的發展有什么啟示？

3.沃森和克里克先后分別構建了怎樣的模型？

4.他們構建的模型為什么最終被認可？

（二）動手合作建模，探究結構特點

1.動手合作建模

請同學們按照下面的操作構建DNA的模型（4個脫氧核苷酸對）

（1）仔細觀察學案預習部分的脫氧核糖（注意示意圖中的氧），堿基，磷酸的結構式意圖，以及脫氧核苷酸的結構式意圖（注意三種組成成分的連接位置），然后迅速認識所給材料（注意：使用前不要材料相互混合）

（2）根據以上識別，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）根據學案中的脫氧核苷酸長鏈示意圖，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上，根據堿基互補配對原則逐個添加脫氧核苷酸，從而形成雙螺旋長鏈）

2.學生對制作的模型進行自評、組內和組間評價，展示成果。

（1）根據自己構建的“DNA分子雙螺旋結構模型”，描述DNA分子雙螺旋結構的主要特點，舉手發言。

（2）6個小組匯報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分子差異表現在哪方面？全班同學的模型的堿基對順序比較后，你可以得出何種結論？

3.觀察較完整的“DNA分子雙螺旋結構模型”，再次體會其主要特點。

（三）觀察統計，歸納數量規律

認真觀察模型，統計10個堿基對的一段DNA片段，如實記錄以下數據：每條脫氧核苷酸鏈中的各種堿基數量，然后比較數據，歸納數量規律，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.根據以上推導，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.根據不同的堿基比例進行計算。（要求書寫推導過程）

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

七、教學反思

授課過程中，問題主要發生在制作DNA雙螺旋結構的模型過程中，很多小組能迅速準確制作，而有的小組制作速度慢，究其原因是沒有對制作步驟的導向性信息認真閱讀以及小組成員缺乏配合，這要求在今后的教學中要注重引導學生養成認真閱讀導向性信息的習慣，以及合理分配學習小組，加強小組合作探究的學習指導。