高中生物《構(gòu)建DNA模型》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)第二課時(shí) 構(gòu)建DNA模型的教學(xué)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路以新課程教學(xué)理念為指導(dǎo)，利用已有的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、物理模型與現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)手段相結(jié)合，通過(guò)探究性教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使學(xué)生能以多種方式、多種途徑主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，按照從小到大，從單體到多聚體，從平面到立體來(lái)構(gòu)建DNA分子結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維方法和探究方法的培養(yǎng)，從而提高學(xué)生生物科學(xué)素質(zhì)的目標(biāo)。二、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，它與前面所學(xué)的有關(guān)核酸和細(xì)胞的增殖的知識(shí)相聯(lián)系，同時(shí)

2、也是學(xué)習(xí)DNA的復(fù)制、基因的表達(dá)、基因突變等生物的遺傳和變異理論和選修教材中基因工程的基礎(chǔ)。通過(guò)科學(xué)的有效的學(xué)習(xí)，不但可以理解本節(jié)知識(shí)點(diǎn)還可以進(jìn)一步加深高二學(xué)生對(duì)后面各章節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解奠定了基礎(chǔ)。 本節(jié)內(nèi)容包含兩課時(shí)。第一課時(shí)，學(xué)生通過(guò)閱讀教材，搜集資料，交流討論等方式按照“空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)基本單位”初步認(rèn)識(shí)了DNA。本節(jié)課主要是制作模型以加深對(duì)DNA 分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解。在教學(xué)中，通過(guò)發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)大膽推理，假設(shè)，并且自己的假設(shè)轉(zhuǎn)化為物理模型，最后通過(guò)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(shí)體會(huì)科學(xué)發(fā)展史中蘊(yùn)含的科學(xué)方法和

3、科學(xué)思想，達(dá)到在探究活動(dòng)中獲得知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)。三、學(xué)情分析（1） 學(xué)生已經(jīng)掌握核酸的元素組成等相關(guān)知識(shí)，認(rèn)識(shí)了有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，掌握了生物的生殖過(guò)程、染色體的化學(xué)組成等相關(guān)知識(shí)，懂得DNA是主要的遺傳物質(zhì)，這為新知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。（2）學(xué)生對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有了一定了解，但對(duì)于細(xì)節(jié)知識(shí)的認(rèn)識(shí)不夠深刻，例如，DNA的兩條鏈為什么“反向平行”？ “堿基互補(bǔ)配對(duì)時(shí)為什么必須A-T，G-C配對(duì)”？另外，學(xué)生對(duì)于科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的科學(xué)思想和科學(xué)態(tài)度也不能感同身受、有感而發(fā)地領(lǐng)悟。四、     教學(xué)目標(biāo)（1）知識(shí)目標(biāo)：概述DNA

4、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(guān)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。五、     教學(xué)重點(diǎn)與難點(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。六、教學(xué)手段而教師利用多媒體課件精講點(diǎn)撥，以學(xué)生探究制作DNA模型為主，并可利用實(shí)物投影儀讓學(xué)生展示作品，分析討論DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。七、教學(xué)過(guò)程知識(shí)回顧：組成DNA的基本單位是什么？ 教師引導(dǎo)，學(xué)生根據(jù)資料信息利用材料嘗試構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)模型 （一）、組裝一個(gè)脫氧

5、核苷酸模型：（注意三種物質(zhì)的連接位置：堿基連在1碳原子上，磷酸連在5碳原子上）  讓兩位學(xué)生上黑板構(gòu)建，教師提示學(xué)生進(jìn)行自檢、組內(nèi)和組間互評(píng)。 （二）、組裝脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈： （注意上下兩個(gè)脫氧核苷酸之間的連接方式為3，5-磷酸二酯鍵） 讓學(xué)生分組配合，自由發(fā)揮自己的想象力，構(gòu)建長(zhǎng)鏈。構(gòu)建完成后，讓部分學(xué)生上臺(tái)來(lái)，用食物投影儀展示并且講解自己的作品，讓其他學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師進(jìn)行點(diǎn)撥。（三）、構(gòu)建脫氧核苷酸雙鏈： 1、先讓學(xué)生進(jìn)行雙鏈的大膽猜想推測(cè)： （1）雙鏈中堿基的排列位置：  A.堿基排列在外側(cè) B.堿基排列在內(nèi)側(cè)（引導(dǎo)學(xué)

6、生思考，DNA的特異性就體現(xiàn)在堿基的排列順序中，所以要保重堿基對(duì)的穩(wěn)定，要將其排在內(nèi)側(cè)）（2）雙鏈及堿基配對(duì)的關(guān)系： A. 堿基對(duì)距離不等 B.堿基對(duì)距離相等雙鏈不平行 雙鏈平行教師可以梯子做比喻，扶手平行的梯子更加穩(wěn)定。讓學(xué)生根據(jù)所給材料進(jìn)行構(gòu)建，得出堿基配對(duì)原則中A配T,C配G。教師可進(jìn)一步深化，對(duì)堿基對(duì)之間形成的氫鍵進(jìn)行講解。2、讓學(xué)生構(gòu)建雙鏈：在構(gòu)建過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)忽視雙鏈之間的反向平行。構(gòu)建出如下模型：引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提示學(xué)生應(yīng)該堿基連在1碳原子上，磷酸連在5碳原子。學(xué)生提出解決方案：互補(bǔ)鏈的脫氧核糖旋轉(zhuǎn)180度。改進(jìn)后的模型如下： （四）、學(xué)生構(gòu)建DNA的立體結(jié)構(gòu)：雙螺旋結(jié)構(gòu)模

7、型： （五）、 DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：  學(xué)生對(duì)制作的模型進(jìn)行自評(píng)、組內(nèi)和組間評(píng)價(jià)后，觀(guān)察不同DNA 雙螺旋模型的共同點(diǎn)，總結(jié)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)： （1）兩條鏈反向平行盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)； （2）外側(cè)為脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架； （3）內(nèi)側(cè)為氫鍵連接形成的堿基對(duì)，以堿基互補(bǔ)配對(duì)原則配對(duì)。 （六）、 DNA分子結(jié)構(gòu)具有特異性和多樣性 通過(guò)對(duì)比各小組制作的DNA模型，發(fā)現(xiàn)不同DNA 分子的結(jié)構(gòu)并不盡相同，差異表現(xiàn)在DNA雙鏈堿基對(duì)的排列順序不同，堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成DNA分子的多

8、樣性，而特定的堿基排列順序構(gòu)成每一個(gè)DNA分子的特異性。 （七） 課后延伸記錄本小組制作的DNA模型中四種堿基的數(shù)量，并將幾個(gè)小組的結(jié)果進(jìn)行合并，統(tǒng)計(jì)、歸納雙鏈DNA分子中四種堿基數(shù)量的比例關(guān)系。八、教學(xué)反思 互動(dòng)的教學(xué)模式比較生動(dòng)形象，學(xué)生也很感興趣，但要注意：課堂調(diào)控引導(dǎo)能力對(duì)教師是一大考驗(yàn)。在活動(dòng)過(guò)程中，教師要注意捕捉細(xì)節(jié)，如學(xué)生拼接時(shí)碳原子的位置接錯(cuò)，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)展示、共同討論、及時(shí)糾正。在討論中擦出火花，在理論和實(shí)踐的思維碰撞中獲得知識(shí)，得到結(jié)論。模型在本節(jié)課中不但是教具，也是提供學(xué)生分析和思考的素材。但是，在準(zhǔn)備過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)新教材配套的模型都存在一些問(wèn)題：原來(lái)的立體模型中的脫氧核糖連接位置不對(duì)；新配套的模型中脫氧核糖用圓球來(lái)表示的，體現(xiàn)不出碳原子的位置。因?yàn)檫@兩個(gè)模型都不能很好地體現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu)，所以我們這節(jié)課是自己制作的模型。但是這樣一來(lái)，課前準(zhǔn)備就要花費(fèi)很多時(shí)間。課程標(biāo)準(zhǔn)已將模型納入基礎(chǔ)知識(shí)范疇，并且將模型方法規(guī)定為高中學(xué)習(xí)必須掌握的科學(xué)方法之一，所以希望在我們實(shí)施新教材