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

梁彥紅

一、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。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：體驗(yàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程，認(rèn)同合作與實(shí)踐探究在科學(xué)中的重要性。

二、教學(xué)重點(diǎn)

1.制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

2.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。

三、教學(xué)難點(diǎn)

DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。

四、教學(xué)用具

DNA分子結(jié)構(gòu)模型組件、DNA分子的空間結(jié)構(gòu)模型。

五、教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)探究制作模型、發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、多媒體教學(xué)。

六、教學(xué)過(guò)程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

（多媒體展示海嘯和地震的圖片）

提出問(wèn)題：在這兩次巨大的自然災(zāi)害中，遇難者眾多，你若是醫(yī)護(hù)人員，如何識(shí)別遇難者的身份？（學(xué)生：DNA）

教師引導(dǎo)：鑒別身份依靠的是DNA的結(jié)構(gòu)還是功能？借此引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容：DNA的結(jié)構(gòu)是怎樣的，有什么特點(diǎn)？

（二）模型建構(gòu)，探究DNA的結(jié)構(gòu)

1.基本單位

教師展示【資料1】：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到：組成DNA分子的單位是? ? ? ? ? ? ，且每個(gè)脫氧核苷酸由? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? 構(gòu)成的。（空白處請(qǐng)同學(xué)們回憶已學(xué)知識(shí)回答）

【模型建構(gòu)1】：?jiǎn)蝹€(gè)脫氧核苷酸

教師展示【資料2】：DNA是由4種脫氧核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈構(gòu)成的。

【模型建構(gòu)2】：脫氧核苷酸鏈

學(xué)生代表展示成果，教師點(diǎn)評(píng)，課件展示正確的連接方法。

2.雙鏈（平面結(jié)構(gòu)）

教師展示【資料3】：奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量，鳥(niǎo)嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量這一堿基之間的數(shù)量關(guān)系。

提出問(wèn)題：分析剛才所建構(gòu)的模型是否符合這一科學(xué)事實(shí)，討論應(yīng)構(gòu)建怎樣的模型才能在任何情況下都符合這樣的科學(xué)事實(shí)？

【模型建構(gòu)3】：DNA雙鏈

請(qǐng)一位學(xué)生展示并說(shuō)明如此構(gòu)建的原因，教師點(diǎn)評(píng)。

3.立體結(jié)構(gòu)

教師展示【資料4】：1951年，英國(guó)科學(xué)家威爾金斯和富蘭克林拍攝了的DNA的X射線衍射圖譜。

提出問(wèn)題：科學(xué)家從圖譜中推算出DNA應(yīng)呈螺旋結(jié)構(gòu)，你們的模型符合嗎？應(yīng)如何修改體現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)呢？（在平面雙鏈的基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)即可）

【模型建構(gòu)4】：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

教師請(qǐng)完成得好的同學(xué)展示他們的模型，給予肯定和鼓勵(lì)。讓學(xué)生體會(huì)成功的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)生自主探究的主動(dòng)性，增強(qiáng)成功信心。教師隨后展示現(xiàn)成的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)模型，讓學(xué)生對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)形成更加感性的認(rèn)識(shí)。

（三）模型分析

分析1：請(qǐng)同學(xué)們觀察DNA分子結(jié)構(gòu)模型，討論以下問(wèn)題：（投影顯示下列問(wèn)題）

（1）構(gòu)成DNA的兩條鏈有怎樣的關(guān)系？

反向這個(gè)關(guān)系學(xué)生不容易得出，教師可以讓學(xué)生通過(guò)游戲來(lái)尋找答案：請(qǐng)兩列同學(xué)起立擺出左手握拳，右手平伸的姿勢(shì)（左手握拳代表磷酸，右手代表堿基，軀干代表脫氧核糖），一個(gè)人可以代表一個(gè)脫氧核苷酸，一列同學(xué)就一條脫氧核苷酸鏈，請(qǐng)一列同學(xué)不動(dòng)，另一列同學(xué)與之進(jìn)行堿基配對(duì)（這列同學(xué)只能轉(zhuǎn)身完成配對(duì)）。這個(gè)角色扮演更直觀地反映了兩條鏈反向的關(guān)系，學(xué)生印象會(huì)更深刻，效果更好。

（2）DNA分子中，外側(cè)由什么連接而成？?jī)?nèi)側(cè)是什么？

從模型中同學(xué)們很容易認(rèn)為排列在外側(cè)的是磷酸，教師應(yīng)給予引導(dǎo)：磷酸是和磷酸直接相連的嗎？學(xué)生觀察后就會(huì)得出：磷酸和脫氧核糖相連。從而得出正確答案。

通過(guò)分析，學(xué)生不難歸納出DNA分子結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)：（學(xué)生回答）

DNA分子有兩條鏈組成，______________交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架;_______________排列在內(nèi)側(cè)。

分析2：請(qǐng)同學(xué)們比較不同組學(xué)生構(gòu)建的DNA模型，分析不同組的DNA模型有什么不同？（學(xué)生回答：堿基對(duì)排列順序不同）教師總結(jié)補(bǔ)充。

請(qǐng)幾位同學(xué)將各自組的堿基對(duì)排列順序?qū)懺诤诎迳希渌M同學(xué)寫(xiě)在紙上。學(xué)生通過(guò)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)堿基對(duì)排列順序確實(shí)不同。

教師總結(jié)：堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的，堿基對(duì)排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性。

引導(dǎo)學(xué)生思考：DNA作為主要的遺傳物質(zhì)，其遺傳信息蘊(yùn)藏在哪兒？

（答：堿基對(duì)的排列順序中）引出生物的多樣性的原因是遺傳信息多樣性，根本原因是堿基對(duì)的排列順序是千變?nèi)f化的。

分析3：聯(lián)系生活實(shí)際，不同的人長(zhǎng)相各異是為什么？

教師總結(jié)：同種生物不同個(gè)體堿基對(duì)的排列方式有差異，這是DNA分子的個(gè)體差異性。同時(shí)請(qǐng)同學(xué)回答前面所提出的：如何鑒別災(zāi)難中遇難者身份的問(wèn)題，首尾呼應(yīng)。

（四）課堂小結(jié)

與學(xué)生共同回憶我們的探索之路;并幫助學(xué)生搭建有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的知識(shí)體系：即構(gòu)成DNA分子有五種化學(xué)元素、四種基本單位、三種物質(zhì)、兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈和一種雙螺旋結(jié)構(gòu)，以便于學(xué)生理解和記憶。

（五）作業(yè)布置

思考如何以本節(jié)課構(gòu)建的模型為基礎(chǔ)，形成2個(gè)完全相同的DNA分子（即DNA分子是如何完成復(fù)制的）。