第一篇:DNA分子的結構教學設計
DNA分子的結構教學設計
設計本節課,我改變教材中對DNA結構介紹的順序,教材中是先介紹科學史中的研究成果,然后學生進行實驗,理解DNA的結構,我認為這樣容易造成科學知識和科學實驗的割裂,使學生產生科學知識比較枯燥,實驗只是對知識的驗證的錯誤認識。事實上,實驗是產生科學知識的源泉,因此,我把該實驗分解,并通過讓學生通過跟隨科學家的研究歷程制作DNA的結構模型,在學生的探究中發現科學家們曾遇到的問題,并積極思考如何解決問題,這樣通過實驗不僅促進對DNA結構的知識的學習和深入理解;同時能夠學習到科學家善于捕獲分析信息和嚴謹的思維品質及持之以恒的科研精神。在探究中學生也能準確地分析出現的問題并積極地涉及解決問題的辦法,并且有許多同學的想法與科學家的想法不謀而合,這樣縮短了科學研究與高中生之間的距離,借此激勵學生勇敢的走上科學研究之路。
因此在教學中我覺得把DNA結構模型的制作的實驗分解后,對學生理解脫氧核苷酸的結構和DNA的結構非常有益。學生在實踐中能準確理解脫氧核苷酸是如何構成DNA雙螺旋結構的,而且其中的堿基互補配對的原則,和數量關系以及DNA的排序等教學難點也能輕松的突破。課前準備:實驗器材DNA分子模型,教學課件 教學過程:
一、DNA的研究 教師:1869年德國生物化學家米歇爾最早發現DNA這種化合物的存在。在之后的近一個世紀里,許多科學家進行了大量的研究和探討,分析DNA的化學結構和組成,并努力探索這蘊涵生命奧秘的物質的結構,希望揭開DNA結構的神秘面紗。
請學生出示收集到的資料:1944年,發現的DNA(脫氧核糖核酸)可能攜帶遺傳信息。1953年英國科學家沃森和克里克推斷出DNA的雙螺旋結構模型。
二、跟隨科學家研究足跡,認識DNA的結構
教師:在沃森和克里克之前,人們已經認識了DNA的化學成分是由脫氧核苷酸組成,每分子的脫氧核苷酸又是由三個分子組成。
學生:是由一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基和一分子磷酸基組成。教師:看課件學習三個分子的化學結構,重點理解它們是如何形成脫氧核苷酸的。
脫氧核苷酸間通過脫水縮合連在一起成為多核苷酸鏈。
教師:人們雖然已經知了DNA的化學成分,但是脫氧核糖、磷酸和四種堿基是如何組成多核苷酸鏈的,卻一直未達成一致的意見。
學生活動:我們先試著把自己制作的四個脫氧核苷酸連成長鏈,找幾個同學說明他的四個核苷酸是怎樣排序的,并提示同學思考。你手邊的四個四種核苷酸能排成多少種順序?如果有足夠的四種核苷酸仍舊排成4個核苷酸構成的鏈,排列方式應有多少種?如果用足夠的四種脫氧核苷酸連成一條由4 000個脫氧核苷酸形成的一條脫氧核苷酸長鏈,那么,能形成多少種排序不同的脫氧核苷酸長鏈呢?
教師:這樣可以蘊藏無窮信息的脫氧核苷酸長鏈到底是怎樣組成DNA分子的呢?近百年來科學家沒有找到能被人們公認的答案,當時有的知名科學家曾提出DNA的三鏈、四鏈模型,沃森和克里克也曾試圖著做了三鏈結構,但都被科學界否定了。
直到富蘭克林拍攝了一張DNA纖維B型照片,當沃森看到這張片子時激動得話也說不出來了,他的心怦怦直跳,因為從這張片子上完全可以斷定DNA的結構是一個螺旋體。當沃森騎著自行車回到學校,進門的時候,他已打定了主意要親自制作一個DNA雙鏈模型。沃森認為,自然界中的事物,如機體內部的各種器官和細胞內的染色體都是成雙成對的,DNA分子可能是一種雙鏈結構。他的這種想法得到了克里克認可。于是他們兩人便想盡辦法用紙和鐵絲制作模型。
教師:許多現代化的建筑為了節省空間都有一個螺旋形的樓梯。樓梯的支撐能否看作脫氧核糖和磷酸形成的鏈,即糖—磷酸—糖—磷酸—糖—磷酸??好像一節一節的鏈一樣。我們不妨大膽想象一下,怎樣搭建這個雙鏈DNA模型呢? 學生動手并討論:我們兩個人一組把你們的兩段DNA鏈連成雙鏈。同學們馬上發現提出異議,在大多數同學之間的兩條鏈無法連成合理的穩定的結構。
教師:在制作模型的過程中,沃森和克里克當時也遇到同樣的問題,他們無法把堿基放到模型中他們任意選擇的位置上,這些堿基不得不用一種特殊的方式連在一起。每一個梯級必須由兩個堿基組成。問題在于嘌呤是長的,而嘧啶是短的。如果把這兩個“長”的連接起來,那么做出來的梯級就太寬,不適合這個樓梯扶手的兩個鏈之間的空間。在另一頭,如果把兩個“短”的連接在一起,其結果是梯級又太狹窄,同樣無法布滿兩個扶手之間的空間。可是天然形成的結構總是十分合理而完善的。
學生朗讀教材內容:1952年春天,奧地利的著名生物化學家查哥夫訪問了劍橋大學,沃森和克里克從他那里得到了一個重要的信息:A的量等于T的量,G的量等于C的量。于是沃森和克里克又興奮起來,讓A(“長”的)必須和T(“短”的)連接,G(“長”的)必須和C(“短”的)連接,這樣便能做成一個結構很牢固很平衡的螺旋體。內部的堿基間嚴格遵循堿基互補配對原則:一條鏈上有堿基A,另一條鏈必有堿基T與其配對,一條鏈上有堿基C,另一條鏈上必有堿基G與其配對;堿基間通過氫鍵連在一起。之后的研究中我們了解到A與T有兩個氫鍵,G與C有三個氫鍵。學生活動:下面我們八人一組,要求一些組之間互換一些種類脫氧核苷酸對,然后把你們的核苷酸重新按著堿基互補配對的原則組合在一起形成雙鏈,制作成DNA的平面結構。展示一下各組制作的DNA平面結構,檢查有無連接錯誤并給與正確的評價。教師:在制作過程中同學們有沒有發現堿基數量或脫氧核苷酸的數量有什么規律?
學生思考后作答:在雙鏈DNA分子中,因為堿基互補配對,有A=T,C=G;同時使嘧啶堿基的總數與嘌呤堿基的總數相等即A+G=C+T。這可作為判斷單、雙鏈DNA的基本依據。
教師:我們每組計算本組制作的DNA分子片段的(A+T)/(G+C)的比值是多少,比較不同小組該比值,不同小組所得的DNA中的該比值有差異。由此我們可以得出什么結論呢?
學生總結:不同的DNA分子中AT對和GC對的比例不同。
教師:如果某段DNA分子由4 000個脫氧核苷酸對組成,其DNA分子的排列順序有多少種?
學生總結:44000種(有學生會問)為什么不是48000種?
學生總結:因為堿基互補配對,所以一條鏈的堿基排序決定另一條鏈的排序,因而只要計算其中一側鏈的種類即可。
三、建立DNA的空間模型 教師:我們知道化學原子的化學建是向空間延展的,不是平面的。那么DNA的空間結構是什么樣的呢?沃森和克里克在將DNA模型與拍攝的X射線照片比較時,發現兩者完全相符。
教師:下面我們用我們制作的DNA分子的平面結構,表現一下DNA分子的立體結構是有規則的雙螺旋結構。(出示課件中DNA雙螺旋立體結構結構模型)
學生總結:請同學概括DNA雙螺旋結構的特點:外側是磷酸和脫氧核糖交替排列,內部是以堿基互補配對原則形成的堿基對。
老師補充:在DNA分子的雙鏈螺旋結構中:①共有四種堿基對:AT對、TA對、GC對、CG對。②一般DNA每螺旋一周要繞過10對堿基,在一對脫氧核苷酸之間的長度為2 nm,相鄰兩對堿基之間的距離為0.34 nm,一個螺旋為3.4 nm。這些都體現出DNA結構的穩定性。這樣的螺旋結構對鏈上的脫氧核苷酸順序無任何限制。因此,DNA分子中的脫氧核苷酸的排列順序千變萬化。這樣千變萬化的順序決定了生物界的多樣性。人類中找不到兩個人的指紋完全相同就在于此。
教師:這樣嚴謹的結構,使DNA分子的結構具有相對的穩定性,種類上具有特異性和多樣性,從而使生命能種族延續、代代相傳──遺傳,并表現出豐富多彩的自然世界。
第二篇:DNA分子結構和特點-教學設計
DNA的分子結構和特點(1課時)
一、教學理念
本節內容的知識較為基礎,又是分析講解結構及特點,因此運用數學中常用的“點、線、面、體”的方法來逐步進入,層層遞進地引導學生認識DNA的分子結構和特點。通過小組合作探究的方式,使學生能在此過程中體驗科學探究的過程,最后在小組間的交流、比較和歸納中水到渠成地得出DNA分子結構的主要特點。再輔以物理模型的展示,給學生一個感性認識,使學生對知識有了更深的理解。
二、學習者分析
本節課的教授對象是高二年級的學生,他們已經學習了核酸的元素組成等基礎知識,掌握了生物的生殖過程、染色體的化學組成等相關知識,在上節課中也懂得了DNA是生物主要的遺傳物質,這些都為本節課新知識的學習提供了必要的知識儲備。學生在上節課學習了DNA是主要遺傳物質之后,自然會產生類似“DNA憑什么可以成為遺傳物質?”的疑問,這就激發了學生學習本節內容甚至學習生物的興趣。
然而高二的學生盡管具備了一定的認知能力,但其思維的目的性、連續性和邏輯性還不完善,因此需要教師正確適時地加以引導;其次,學生更容易接受形象直觀的知識,其空間想象力不足,所以在學習本節內容是有必要通過直觀的模型構建或輔以動畫、視頻來幫助學生理解。
群體特征:異質程度高,規模為一個班級,整體印象積極好表現。
三、教材分析
本節課選自浙科版高二《生物學》必修二第三章第二節,內容包括DNA的分子結構、DNA分子的結構特點以及DNA的特性。本節課在學生學習了DNA是主要的遺傳物質之后,進一步闡述DNA分子作為主要的遺傳物質到底如何攜帶遺傳信息,引發學生對科學本質的探究。雖然學生對這一方面的知識沒有過多接觸,但知識結構較為清晰,具有一定邏輯性。同時,本節課的學習也為接下去了解DNA分子的復制、遺傳信息的表達打下基礎,因此,本節課對于學生的知識框架而言具有承上啟下的作用。
四、教學目標
1、知識目標:簡述DNA的分子組成;概述DNA分子結構及其特點;舉例說出DNA的特性在生活中的運用;
2、能力目標:通過對DNA雙螺旋模型建立科學研究方法的學習能夠獨立自主地建立模型,提高觀察、探索以及動手操作能力;養成看圖分析問題的能力;
3、情感目標:認識到多學科合作探究的重要性,體會科學探索的艱辛,樹立科學的價值觀。
五、重點與難點分析
1、教與學重點:概述DNA分子的結構及其特點;理解DNA雙螺旋結構;
2、教與學難點:DNA分子結構特點的分析;嘗試解釋DNA分子的特性。
六、教與學的方法 以講授法為主,多媒體與物理模型輔助,小組討論,獨立思考,真題復習加深理解。
七、教學準備
收集與DNA相關的時事資料或生活實事,DNA雙螺旋結構的物理模型,制作與課題相關的多媒體課件。
八、教學過程
1、創設情境,導入新課
利用生活實事創設情境:李某向哺乳期妻子張某提出離婚,按照法律,丈夫不能向哺乳期妻子提出離婚,可是法院竟判張某賠償李某14.5萬元,因為李某發現孩子不是他親生的。教師提出問題:李某是怎樣發現的呢?(預設答案:DNA鑒定),我們之前學習到DNA是主要的遺傳物質,因此DNA鑒定是一種好辦法,教師進一步提問:DNA為什么能作為主要遺傳物質呢?要解決這個問題,就要學習本節課內容:DNA的分子結構和特點。
2、明確DNA的分子組成
請學生獨立自主地閱讀教材內容,簡單認識DNA的分子組成,提問:①DNA的基本組成元素有哪些?(預設答案:C、H、O、N、P)②DNA分子的基本組成單位是什么?有哪些部分物質組成?(預設答案:脫氧核苷酸。由磷酸、脫氧核糖、堿基組成)③脫氧核苷酸有幾種?分別是?(預設答案:4種,A、T、G、C)。學生根據自身基礎以及自學的知識很容易能回答上述問題,在教師的引導下,請全班學生大聲讀出每一種脫氧核苷酸的名稱,并請同學們嘗試畫出DNA的基本單位,教師在黑板上畫出脫氧核苷酸的結構。
3、探索DNA分子的結構特點
給學生分組后,教師引導學生從“點、線、面、體”學習DNA分子的結構特點: ② 點:請學生再次說出DNA的基本組成單位,及時強化知識點,加深記憶; ②線:請小組合作探究剛才畫出的一個脫氧核苷酸如何連成一條?在學生討論的過程中請幾個畫得具有代表性的小組去黑板上展示討論結果,教師請全班同學檢查是否有錯誤并作出正確圖形與解釋;
③面:請小組合作探究怎樣把兩條DNA單鏈連起來并嘗試歸納其特點。請小組代表回答后教師解釋說明,使學生體驗科學探究的過程,并在過程中養成合作探究、積極思考、勇于嘗試的科學習慣;
④體:我們知道生物界很有名的沃森和克里克提出了DNA的雙螺旋結構,那DNA是怎樣從我們剛才說的兩條鏈組成的平面圖形變成立體的雙螺旋結構的呢?教師展示DNA雙螺旋結構的物理模型:先與學生一起認識物理模型的各個組成部分,然后在此基礎上引導學生自行總結歸納DNA雙螺旋結構的內容,并與學生一起分析模型歸納出DNA的3個特性。通過展示物理模型,增加學生的感性認識,同時也鍛煉的學生的觀察力和總結歸納的能力。
4、新知鞏固,聯系反饋
通過ppt上展示的一道關于DNA分子結構及其特點的練習題,請學生們一起回答,指出DNA分子的3個特點與3個特性。再通過3道真題加以鞏固新知,從學生的回答中及時進行修正和彌補知識上的不足,完善整體知識體系的建構。
5、課堂小結
在時間許可的條件下,請學生總結本節內容體系。
6、課后練習反饋
布置與本節內容相關的練習,獲取反饋信息,及時做好補救教學。
九、教學設計反思
本節課由于較為基礎,因此使用了講授法進行教學,知識點的講解過程可能會有一些枯燥,因此需要教師及時地調動課堂氣氛,在學生分組討論的過程中,教師也要在教師中游走,注意觀察或參與各小組的討論中。最后使用的DNA雙螺旋結構的物理模型帶給學生感性認識,體現了直觀性的教學原則。
附:板書設計
第三篇:DNA分子結構說課稿
《DNA分子的結構》
說課稿
安陽縣二中分校 學科組:生物組 說課人:蘇淑敏
各位評委、老師,大家下午好!我是安陽縣二中分校生物組的蘇淑敏。今天我要說課的內容是《DNA分子的結構》
在我校實行的“三·五·三”學導型課堂教學模式下,我將從以下四個方面進行我的說課,一說教材,二說教法,三說學法,四說教學過程。
一、說教材
《DNA分子的結構》是人教版高中生物必修二《遺傳與進化》第3章第2節的內容。本節內容是以DNA是主要的遺傳物質以及選修一中的有關核酸的相關知識為基礎,同時為學習《DNA的復制》、《基因的表達》、《基因突變》等生物的遺傳和變異理論,以及選修教材中《基因工程》的學習奠定了基礎。
教學目標 1.知識目標
①了解DNA雙螺旋結構的探究歷程,②理解DNA分子的結構特點。2.能力目標:
①通過跟隨科學家的研究歷程,發現科學家們曾遇到的問題,學會科學的探究方法,②通過自己制作DNA的結構模型,培養學生的動手能力和空間思維能力。3.情感目標:
認同與人合作在科學研究中的重要性;體驗科學探索不是一帆風順的,需要鍥而不舍的精神。教學重點和難點
重點:DNA分子的結構特點,制作DNA分子雙螺旋結構模型 難點:DNA分子的結構特點 課時安排 兩課時 教具
多媒體課件,DNA雙螺旋結構模型,DNA分子結構模型組件
二、說教法(1)學生已經掌握核酸的元素組成等相關知識,認識了有絲分裂、減數分裂和受精作用等細胞學基礎,掌握了生物的生殖過程、染色體的化學組成等相關知識,懂得DNA是主要的遺傳物質,這為新知識的學習奠定了認知基礎。
(2)高中學生具備了一定的認知能力,對事物的探究有激情,但往往對探究的目的性及過程,結論的形成缺乏理性的思考,所以教師在學生探究的過程中要進行適當的引導。
因此,在教學過程中,我主要采用了以下的教學方法:直觀演示法、實驗法、討論法。
1、直觀演示法:
DNA雙螺旋結構屬于分子水平且為三維立體結構,對于學生的空間思維能力要求較高,比較抽象。因此,在教學過程中模型展示DNA的空間結構,化抽象為直觀。激發學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,促進學生對知識的掌握。
2、實驗法
制作的DNA雙螺旋結構模型,以加深學生對DNA雙螺旋結構特點的理解,同時提高學生的動手能力。
3、討論法
針對學生提出的問題,組織學生進行分組討論,促使學生在討論中中解決問題,培養學生的團結協作的精神。
對于DNA分子結構模型的構建,在老師的指導下進行討論,然后進行歸納總結,得出正確的結論DNA分子結構的特點。這樣有利于調動學生的積極性,發揮學生的主體作用,讓學生對本節知識的認知更清晰、更深刻。
三、說學法
我們常說:“授人以魚,不如授之以漁”,因而,我在教學過程中特別重視學法的指導。讓學生從“學會”向“會學”轉變,由“要我學”變為“我要學”真正成為學習的主人。這節課以“三·五·三”學導型課堂教學模式為基礎,通過三,問題導讀----評價單,問題解決-----評價單,問題拓展----評價單的內容的完成來未完成本節課的教學目標和教學重難點。在指導學生的學習方法和培養學生的學習能力方面主要采取以下方法:分析歸納法、自主探究法、總結反思法。
四、說教學過程
(一)導入新課:據報道基地組織首領本拉登被美軍擊斃,美國軍方通過DNA檢測結果,以確認是否是本拉登本人,他的DNA和其他人的DNA存在什么差別?通過什么方式體現?(激發學生的興趣)對于DNA 我們又知道些什么?
【復習舊知識】通過提問的方式復習選修一中學過的有關核酸的知識。
(二)講授新課
在“三·五·三”學導型課堂的教學模式下,以建構主義理論等教育理論為基礎,按照讓學生主動建構自己的知識體系的要求,展開學習。
【幻燈片展示】威爾金斯、沃森、克里克等人獲得諾貝爾講獎的圖片,指出是這些科學家的共同努力,構建出了DNA的結構模型。
1.1學生活動一
讓學生自己閱讀教材上的故事 1.2小組討論
讓學生討論以下三個問題
1.2.1沃森和克里克在構建模型的過程中,利用了他人的哪些經驗和成果? 1.2.2沃森和克里克在構建模型的過程中,出現過那些錯誤?他們是如何對待和糾正這些錯誤的?
1.2.3有關DNA結構方面的幾個問題
1.2.3.1 DNA是由幾條鏈構成的?它具有怎樣的立體結構? 1.2.3.2 DNA的基本骨架是由那些物質組成的?他們分別位于DNA的什么部位?
1.2.3.3 DNA中的堿基是如何配對的?他們位于DNA的什么部位? 學生以小組為單位,合作討論,在學生討論時,逐組巡查,并參與進去,引導學生進行討論,使討論具有實效性和深刻性。
1.3學生展示
從班里抽出其中三個小組代表展示其討論成果,在展示過程中其他各小組認真傾聽、質疑、追問、爭辯,展示各自的不同觀點和見解。
1.4教師點評
根據小組展示的情況,及時點撥提升,給予評價。通過這個故事讓學生知道要善于利用他人的研究成果和經驗;善于與人他人交流和溝通,閃光的思想是在交流與撞擊中獲得的,認識到合作精神的重要性。2.1學生活動二 在對DNA模型構建認識的基礎上,組織學生制作DNA雙螺旋結構模型。
2.2小組討論
根據大家所制作的模型,總結出的DNA雙螺旋結構的特點,有什么共同觀點和不同點。
2.3學生展示
展示DNA結構模型,總結出DNA分子的結構特點
⑴DNA分子是由兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。⑵DNA分子中的脫氧核苷酸和磷酸交替連接,排列在外側,構成基本骨架;堿基排列在內側。
⑶兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,堿基配對的規律是A與T配對,G與C配對。堿基A與T、G與C之間的一一對應關系,叫堿基互補配對原則。
通過對比各小組制作的DNA模型,發現DNA分子結構特性:穩定性(①DNA都是由磷酸連結著脫氧核糖;②堿基互補配對),但是也有不同的地方,差異表現在DNA雙鏈堿基對的排列順序不同,堿基排列順序的千變萬化構成DNA分子的多樣性,因為其多樣性才可以貯存大量的遺傳信息。而特定的堿基排列順序構成每一個DNA分子的特異性。
2.4教師點評
指出大家都做得非常好,給與鼓勵和肯定,讓學生體會到成功的快樂,激發學生自主探究的主動性。
【幻燈片展示】展示多媒體課件中的圖片和DNA雙螺旋結構模型,進一步鞏固知識。
(三)課堂小結,強化知識
引導學生總結DNA分子的結構的知識要點,再通過幻燈片的形式展示出本節課要點并作進一步總結使學生構建知識體系。
(四)課堂練習,鞏固知識
做問題解決----評價單中課堂及時鞏固中習題的,進一步鞏固知識
在這節課的教學過程中,遵循以“教師為主導,學生為主體”的教學理念,教師的“導”立足于學生的“學”。根據高一年級學生的心理特征及其認知規律,在整個教學過程中根據“三·五·三”學導型課堂教學模式指導思想,鼓勵每個學生積極參與,放手讓學生自主探索的學習,主動地參與到知識形成的整個思維過程,構建自己的知識體系,求使學生在積極、愉快的課堂氛圍中提高自己的認識水平,從而達到預期的教學效果。
各位評委老師們,我的說課完畢,謝謝大家!
板書設計:
DNA的分子結構
一、DNA分子的化學組成
二、DNA分子雙螺旋結構模型的構建
三、DNA分子的特點
(1)兩條鏈:反相平行的雙螺旋結構(2)外側:磷酸+脫氧核糖---基本骨架
內側:堿基對,堿基通過氫鍵相連(3)堿基互補配對
第四篇:如何使DNA分子結構的教學設計與學生生活相聯系
如何使DNA分子結構的教學設計與學生生活相聯系
作者: 李正楊(高中生物
重慶市長壽區生物一班)評論數/瀏覽數: 5 / 18 發表日期:
2011-06-23 11:06:56
《生物課程標準》基本理念之一是“注重與現實生活的聯系”,使學生在現實生活的背景中學習生物學,倡導學生在解決實際問題的過程中深入理解生物學的核心概念.教師在設置教學情境,突破教學重難點以及引導學生在知識的運用等各個環節上,都應該緊密結合學生的生活實際和社會實踐,結合生物學科特點,做到有機結合,達到最好的教學效果。“講授——演示”的教學方法可以在很大程度上幫助這一理念的實施。教學中運用問題式講授,結合演示方法,使學生對抽象難懂的生物學概念進行深入理解掌握。
一、引入新課
教師:“同學們經常聽到:他,和他爹脾氣一樣暴躁,真是老虎養的豹子兒”或說到:“她和她媽媽一樣漂亮”,提問,這是什么現象?它與什么有關?學生自然回答出遺傳現象,與DNA有關。然后又問:那么DNA位于細胞的哪個結構部分?在什么地方?通過學習過的知識,學生答:在細胞核的染色體上。
教師,“我們知道細胞核是細胞重要部分,他是細胞的“大腦”,所以說,今天的內容是在一個微乎其微的世界里悄然發生的。” 多媒體資料展示,學生生活中與DNA息息相關的實際的例子。“5.12汶川大地震、海地大地震、客機失事事故”的圖片,小議:死者尸體被高度破壞,要如何才能辨認出親屬的尸體呢?學生大概能說出“DNA鑒定”。教師大致講解,DNA鑒定技術就是比對死者和直系親屬DNA結構的相似度,從而引出下面關于DNA結構的學習。
二、、認識DNA的分子結構
1、多媒體展示DNA結構發現的自然科學史,包括科學家,相關支持的技術等。通過上述鋪墊,擴展了學生們的知識面,補充了許多生物學認知材料,喚起學生學習欲望。了解自然科學史,有助于潛移默化地培養學生的探索意識。
2、教具演示DNA模型,教師帶領學生初步認識其結構特點
(1)平面結構:(教具演示)(請全體同學對該模型進行觀察,回答以下問題:)① 豎直方向上看,有什么特點?兩條豎線方向上的分子排布一致嗎?② 橫向來看,有什么特點?不考慮豎線上的分子的話,剩下的分子有什么特點?請根據教材內容說明,他們的不同顏色、連接方式代表什么?③ 對上述問題進行思考,學生分組討論,發表觀點。教師小結:DNA分子的平面構成。(2)立體結構:(教師講解,啟發學生思考:該模型如果看做一根稻索,請兩位同學上來為我們表演一下擰稻索。)鼓勵學生積極上臺參與,現場演示。教師給予提醒:其實這樣就是一個DNA分子的三維結構,將它立起來的時候注意方向,50多年前它誕生的時候是呈逆時針旋轉上升。教師小結:DNA分子立體結構的特點。
3、學生自己動手搭建DNA結構模型,切身體會DNA結構特點
教師提供搭建模型的材料,搭建順序,規定時間,確定分組原則和小組組長和組員。由于DNA與蛋白質結構形成非常相似,所以教師先回憶聯系蛋白質的結構,引導學生由蛋白質結構層次推測DNA的結構層次:脫氧核苷酸→兩個脫氧核苷酸連接→多核苷酸鏈→DNA平面結構→DNA空間結構。這樣就對搭建DNA結構模型有了大致的方向。然后學生按上述的順序動手搭建。在搭建的過程中,學生可能會遇到與科學家們類似的問題。如兩個脫氧核苷酸之間在哪個部位連?DNA有幾條鏈?兩條鏈怎么放置?兩條鏈靠什么方式相連?怎么螺旋?當學生出現疑問感到困惑時,教師就提供科學家們研究DNA結構的相關信息,引導學生利用這些信息不斷地糾正自己搭錯的模型。模型搭建好后,讓各小組展示模型,進行比較。通過比較教師引導學生得出DNA分子結構的多樣性、特異性、穩定性的特點。最后讓學生小結歸納DNA分子的結構及其特點。
4、形象生動的體會DNA分子的多樣性和特異性: 提問思考:模型中什么是不變的,什么是變化的?變化的部分有什么特點?學生小議后,教師講解:不變的是脫氧核糖和磷酸組成的骨架鏈,不變的是堿基對,變化的是堿基對的排列方式和排列順序。設置趣味小游戲,讓學生切實體會這一抽象的知識點。將學生分成四個組,讓二組、四組的同學手拉手,一組、三組的同學手拉手,然后再兩兩一列進行排隊,能有多少組合的可能? 教師小結:堿基對排序的千變萬化,使得DNA分子體現出多樣性和特異性,最終反映為生命形式的多樣性和特異性。也就是說,地球上有許許多多的生物,而這些生物彼此之間又存在或大或小的差異,構成一定的親緣關系。
通過上述教師形象的講授,多媒體和學生活動直觀的演示,穿插比喻的教學形式,對于DNA的分子結構,同學們就可以從感性認識出發,由淺入深,最終理解核心知識內容。
第五篇:DNA教學設計
《DNA分子的結構》教學設計
●教材分析
本節內容是新課標人教版必修二《遺傳與進化》第3章第2節的內容,主要包括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。其中堿基互補配對原則是DNA結構、DNA復制以及DNA控制蛋白質合成過程中遵循的重要原則。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;DNA獨特的雙螺旋結構保證了DNA具有多樣性、特異性、穩定性的特征,它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。●設計思路
以科學家的探究過程為主線,用提問、講授并結合多媒體演示的方法再現科學家如何一步步通過不懈的努力總結出DNA分子的結構。教學中通過科學家相關事跡的學習,使學生認識到科學探索的艱辛,樹立起勇于挑戰、不怕失敗、團結協作的科學態度。●教學目標 1.知識方面
⑴識記構成DNA分子的基本單位、核苷酸種類、堿基種類、元素種類。⑵DNA分子的平面結構和空間結構。⑶堿基互補配對原則。2.情感態度與價值觀方面
認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程 3.能力方面
構建DNA雙螺旋結構模型。●教學重點和難點
1.教學重點:DNA分子雙螺旋結構模型的建構 2.教學難點:DNA分子結構的主要特點 ●教學方法:討論法、多媒體演示法 ●教學準備:PPT ●課時安排:1課時 ●教學過程: 【新知探究】
師講述:2004年7月28日,“分子生物學之父”克里克在圣地亞哥加州大學醫院與世長辭,享年88歲。1953年4月25日,克里克和沃森在《自然》雜志上發表了DNA的雙螺旋結構,從而帶來了遺傳學的徹底變革,這一成就后來被譽為20世紀以來生物學方面最偉大的發現,更宣告了分子生物學的誕生。也正是因為這一研究成果,1962年他們共同獲得了諾貝爾學獎。那么,克里克與沃森提出了雙螺旋結構到底是怎樣的呢,下面我們一起跟隨科學家的研究足跡嘗試著構建出這個著名的雙螺旋結構。
一、DNA分子雙螺旋結構的構建 1.模型建構一:脫氧核苷酸
前面學過20世紀30年代,科學家認識到:組成DNA分子的基本單位是 1分子脫氧核苷酸 = + + 多媒體展示:
請學生回答堿基的種類和脫氧核苷酸的種類。2.模型建構二:脫氧核苷酸單鏈
基本單位找到了,科學家們進一步發現DNA就是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈。
教師指導學生如何將脫氧核苷酸連接成單鏈 3.模型建構三:脫氧核苷酸雙鏈 4.模型建構四:雙螺旋 多媒體展示:資料三和資料四
師講述:1951年春天,在意大利舉行了一次生物大分子結構的會議。會上,英國科學家富蘭克林和她同事威爾金斯展示了采用X射線衍射技術拍攝到的DNA晶體照片,而這張照片讓來參加會議的沃森激動地話也說不出來了,心怦怦直跳。為什么?因為從這張照片上完全可以斷定DNA的結構是一個螺旋體。所以,資料3為推算出DNA分子呈螺旋結構的結論,提供了決定性的實驗依據。但可惜的是沒等到分享研究成果的喜悅,7年之后,這位才華橫溢的女科學家因為癌癥而英年早逝。按照慣例,諾貝爾獎不授予已經去世的人。因而,在1962年是富蘭克林的同事威爾金斯和沃森、克里克共同分享了當年的諾貝爾獎。多媒體展示:衍射照片
師講述:那么到底是什么樣的螺旋結構呢?在1951年的秋天,沃森在英國劍橋大學碰到了對DNA結構同樣著迷的克里克。雖然克里克比沃森大12歲,卻有一見如故的感覺。物理學家出身的克里克對衍射圖譜的分析十分熟悉,而沃森可以幫助克里克理解生物學內容。他們嘗試了很多螺旋模型,但都以失敗告終。請學生閱讀課本48頁相關內容。
師講述:在失敗面前他們沒有氣餒。最終,根據各方面對DNA研究的信息和自己的研究和分析,沃森和克里克得出一個共識:DNA是一種雙鏈螺旋結構。于是沃森和克里克立即行動,馬上在實驗室中聯手開始搭建DNA雙螺旋模型。從1953年2月22日起開始奮戰,他們夜以繼日,廢寢忘食,終于在3月7日,將他們想像中的美麗無比的DNA模型搭建成功了。多媒體展示:DNA雙螺旋結構模型
二、DNA分子雙螺旋結構的分析
1.學生通過思考如下問題,與教師一同歸納DNA分子雙螺旋結構的特點。(1)DNA是由幾條鏈構成的?它具有怎樣的立體結構?
(2)DNA的基本骨架是由哪些物質組成的?它們分別位于DNA的什么部位呢?堿基位于DNA的什么部位?(3)DNA中的堿基是如何配對的? 2.學生活動:用教學器材制備雙螺旋結構 3.DNA分子雙螺旋結構的特點:
(1)DNA分子是由兩條鏈組成的,按反向平行方式盤繞成雙螺旋結構。
(2)DNA分子中的磷酸和脫氧核糖交替排列,排列在外側,構成基本骨架;堿基排列在內側。
(3)兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對,且A一定與T配對,C一定與G配對。4.課堂反饋: 課后練習1、3 【課堂小結】
5種化學元素,4種堿基,3種化學組成,2條鏈,1種獨特的雙螺旋結構 獨特表現在:反向平行,磷糖交替,堿基互補 【作業布置】《課時練》相關練習●板書設計
第二節 DNA分子的結構
一、DNA分子雙螺旋結構的構建
二、DNA分子雙螺旋結構的分析
結構特點:反向平行,磷糖交替,堿基互補