陜西省南鄭縣2024年高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)A教學設(shè)計 新人教版必修2

陜西省南鄭縣2024年高中生物第三章基因的本質(zhì)3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)A教學設(shè)計新人教版必修2授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教學內(nèi)容新人教版必修2教材第三章“基因的本質(zhì)”中，3.1節(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的內(nèi)容。主要包括：1.描述DNA分子的結(jié)構(gòu)和功能；2.介紹DNA復(fù)制的原理和過程；3.講解DNA在遺傳信息傳遞中的作用；4.分析DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學生以下核心素養(yǎng)：1.科學思維，通過DNA結(jié)構(gòu)的探究，提升學生運用科學方法分析問題的能力；2.科學探究，引導學生通過實驗驗證DNA是遺傳物質(zhì)的假設(shè)，培養(yǎng)實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力；3.生命觀念，使學生理解DNA在生物遺傳中的重要地位，形成對生命現(xiàn)象的正確認識；4.審美情趣，在觀察DNA分子結(jié)構(gòu)的過程中，培養(yǎng)學生對科學現(xiàn)象的審美能力。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學生在此前已學習過細胞的基本結(jié)構(gòu)和功能，對遺傳信息的概念有所了解。然而，對于DNA分子的詳細結(jié)構(gòu)、復(fù)制機制以及其在遺傳信息傳遞中的作用，學生的知識基礎(chǔ)較為薄弱。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

學生對生物學科普遍感興趣，尤其是對生物技術(shù)的應(yīng)用和遺傳學原理。學生具備一定的觀察能力和實驗操作技能，但可能缺乏深入分析和推理的能力。學習風格上，部分學生偏好直觀的實驗操作，而另一部分學生則更傾向于理論學習和邏輯推理。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)時可能會感到抽象難懂，需要通過具體的模型或?qū)嶒瀬磔o助理解。在分析DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制原理時，學生可能會遇到邏輯上的困難，難以將理論應(yīng)用于實際。此外，學生在實驗操作中可能面臨實驗技巧和實驗誤差控制的問題。教學資源準備1.教材：確保每位學生都擁有新人教版必修2教材，并準備相關(guān)章節(jié)的學習資料。

2.輔助材料：準備DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的模型圖、DNA復(fù)制過程動畫視頻以及相關(guān)的圖表和圖片，以幫助學生直觀理解。

3.實驗器材：準備DNA提取實驗所需的器材，如離心機、移液器、DNA提取試劑盒等，確保實驗操作的安全性和有效性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實驗操作臺，確保學生能夠有序進行小組討論和實驗操作。教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示一張DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的圖片，提問學生關(guān)于遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)知識，如什么是遺傳物質(zhì)，它在生物體中的作用是什么。

-回顧舊知：簡要回顧細胞核、染色體、基因等概念，幫助學生將新知識與已有知識聯(lián)系起來。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：詳細講解DNA分子的化學組成、結(jié)構(gòu)特點（如堿基對、雙螺旋結(jié)構(gòu)）、功能（如攜帶遺傳信息、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄）。

-舉例說明：通過人類遺傳病的實例，如鐮刀型細胞貧血癥，展示DNA突變?nèi)绾螌е逻z傳性疾病。

-互動探究：分組討論DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機制，每個小組提出假設(shè)，并通過模型展示來驗證。

3.實驗演示（約20分鐘）

-展示DNA提取實驗的整個過程，包括細胞破碎、鹽析、乙醇沉淀等步驟。

-講解實驗原理，強調(diào)實驗中的關(guān)鍵點和注意事項。

4.實踐操作（約20分鐘）

-學生分組進行DNA提取實驗，每組由教師指導，確保實驗步驟的正確性。

-教師巡視指導，解答學生在實驗過程中遇到的問題。

5.小組討論（約15分鐘）

-學生分組討論DNA復(fù)制過程中的酶和蛋白質(zhì)的作用，以及它們?nèi)绾斡绊憦?fù)制過程。

-每組選派代表進行分享，教師引導學生深入思考并解答疑問。

6.鞏固練習（約20分鐘）

-學生活動：完成教材中的練習題，包括選擇題、填空題和簡答題，以檢驗對知識點的掌握程度。

-教師指導：對學生的答案進行講解，糾正錯誤，強化重點。

7.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)DNA作為遺傳物質(zhì)的重要性。

-鼓勵學生對DNA的發(fā)現(xiàn)歷史和現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用進行反思，提出自己的觀點。

8.布置作業(yè)（約5分鐘）

-布置相關(guān)練習題和閱讀材料，要求學生預(yù)習下一節(jié)課的內(nèi)容。

-強調(diào)作業(yè)的重要性，鼓勵學生課后復(fù)習鞏固。教學資源拓展1.拓展資源：

-DNA結(jié)構(gòu)模型：介紹不同類型的DNA結(jié)構(gòu)模型，如沃森-克里克的雙螺旋模型、費爾南德斯-諾瓦羅的DNA折紙模型等，這些模型有助于學生直觀理解DNA的結(jié)構(gòu)。

-遺傳工程案例：收集一些遺傳工程在醫(yī)學、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物等，展示DNA技術(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。

-DNA復(fù)制過程動畫：提供一些高質(zhì)量的DNA復(fù)制過程動畫，幫助學生理解DNA復(fù)制的過程和機制。

-人類基因組計劃：介紹人類基因組計劃的背景、目標、成果及其對醫(yī)學和生物學的意義。

2.拓展建議：

-學生可以通過網(wǎng)絡(luò)或圖書館查閱關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的最新研究進展，了解DNA結(jié)構(gòu)的研究動態(tài)。

-組織學生進行小組項目，研究DNA在不同生物體中的作用，如細菌、植物、動物等。

-鼓勵學生參與學?；蛏鐓^(qū)的科學展覽，展示他們關(guān)于DNA的知識和研究成果。

-安排學生參觀科研機構(gòu)或生物實驗室，親身感受DNA研究的實際操作過程。

-鼓勵學生閱讀有關(guān)DNA和遺傳學的科普書籍，如《基因傳》、《自私的基因》等，以拓寬知識面。

-利用在線課程或MOOC平臺，學習DNA相關(guān)的高階課程，如分子生物學、遺傳學等。

-組織學生觀看與DNA相關(guān)的紀錄片或科普視頻，如《生命的奧秘》、《解碼生命》等，激發(fā)學生的學習興趣。

-鼓勵學生參與科學競賽，如青少年科技創(chuàng)新大賽、生物奧林匹克競賽等，將所學知識應(yīng)用于實際問題的解決。

-安排學生進行模擬實驗，如DNA提取實驗、PCR擴增實驗等，提高學生的實驗技能和科研能力。

-引導學生關(guān)注DNA技術(shù)在法律、倫理和社會問題上的討論，如基因編輯、基因隱私等，培養(yǎng)學生的批判性思維和社會責任感。內(nèi)容邏輯關(guān)系①DNA分子的化學組成：

-堿基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）、鳥嘌呤（G）

-五碳糖：脫氧核糖

-磷酸

②DNA分子的結(jié)構(gòu)特點：

-雙螺旋結(jié)構(gòu)：兩條反向平行的鏈圍繞一個共同的軸旋轉(zhuǎn)

-堿基配對規(guī)則：A-T、C-G

-手性：DNA分子具有手性，即存在鏡像異構(gòu)體

③DNA的功能：

-攜帶遺傳信息：DNA編碼生物體的遺傳特征

-復(fù)制：DNA通過半保留復(fù)制傳遞遺傳信息

-轉(zhuǎn)錄：DNA作為模板合成RNA

-翻譯：RNA指導蛋白質(zhì)的合成

④DNA復(fù)制過程：

-解旋：DNA雙鏈解開

-合成：新的互補鏈形成

-凝聚：新合成的DNA鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)

⑤DNA復(fù)制的酶：

-解旋酶：解開DNA雙鏈

-聚合酶：合成新的DNA鏈

-連接酶：連接DNA片段

⑥D(zhuǎn)NA復(fù)制的重要性：

-維持生物體的遺傳穩(wěn)定性

-傳遞遺傳信息給后代

-為生物進化提供基礎(chǔ)課堂1.課堂評價：

-提問環(huán)節(jié)：通過設(shè)計開放式和封閉式問題，檢驗學生對DNA分子結(jié)構(gòu)和功能的理解。例如，提問“DNA分子由哪些基本組成單位構(gòu)成？”和“請解釋DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點及其意義。”

-觀察學生參與度：注意學生在課堂活動中的參與程度，如小組討論、實驗操作等，評估他們的積極參與和合作能力。

-實時反饋：在講解過程中，通過學生的表情、肢體語言和回答問題的情況，及時調(diào)整教學節(jié)奏和內(nèi)容，確保學生能夠跟上教學進度。

-小組展示：組織學生分組展示他們對DNA復(fù)制過程的理解，通過學生的表現(xiàn)評價他們的知識掌握情況和團隊協(xié)作能力。

-實驗操作評價：在DNA提取實驗中，觀察學生的實驗技能，如操作規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果分析等，以評估學生的實驗?zāi)芰Α?/p>

2.學生互動評價：

-課堂討論：鼓勵學生在課堂上積極提問和回答問題，評價他們的思維活躍度和對知識的深入理解。

-角色扮演：通過角色扮演活動，如模擬DNA復(fù)制過程，評價學生的參與度和對知識點的應(yīng)用能力。

-反思日記：課后要求學生撰寫反思日記，記錄他們在課堂學習中的收獲和困惑，以便教師了解學生的自我評價和學習需求。

3.作業(yè)評價：

-作業(yè)批改：對學生的作業(yè)進行詳細批改，關(guān)注他們在知識點的掌握程度和錯誤類型。

-個性化反饋：針對學生的作業(yè)，提供個性化的反饋，指出他們的優(yōu)點和需要改進的地方。

-定期回顧：定期回顧學生的作業(yè)，跟蹤他們的學習進步，確保他們能夠持續(xù)提升。

-家長溝通：與家長溝通學生的作業(yè)情況，共同關(guān)注學生的學習進展，形成家校共育的良好氛圍。

4.教學效果評估：

-定期測試：通過課堂小測驗或單元測試，評估學生對本章節(jié)知識的掌握程度。

-學生自我評價：引導學生進行自我評價，反思自己的學習方法和效果。

-教學反思：教師定期進行教學反思，總結(jié)教學經(jīng)驗，改進教學方法，提高教學質(zhì)量。

5.調(diào)整教學策略：

-根據(jù)課堂評價結(jié)果，及時調(diào)整教學策略，如改變教學節(jié)奏、增加互動環(huán)節(jié)、提供額外的輔導等。

-針對不同學生的學習需求，提供個性化的輔導和資源支持，確保每個學生都能達到學習目標。課后作業(yè)1.實驗報告：

-題目：DNA提取實驗報告

-說明：要求學生根據(jù)DNA提取實驗的過程，撰寫實驗報告，包括實驗?zāi)康摹⒃?、材料與試劑、操作步驟、實驗結(jié)果和討論等部分。

-答案示例：

實驗報告

實驗?zāi)康模簭闹参锛毎刑崛NA。

原理：利用鹽析法從細胞中提取DNA。

材料與試劑：新鮮的植物葉片、NaCl溶液、蒸餾水、玻璃棒等。

操作步驟：

1.將植物葉片剪碎，加入適量的NaCl溶液。

2.混勻后用玻璃棒攪拌，觀察DNA析出。

3.將析出的DNA溶解于蒸餾水中。

4.觀察溶液的顏色變化，確認DNA的存在。

實驗結(jié)果：溶液呈現(xiàn)淡黃色，證明DNA提取成功。

討論：通過實驗，我們了解到NaCl溶液的濃度對DNA的提取有重要影響。

2.解題練習：

-題目：解釋DNA復(fù)制過程中半保留復(fù)制的原理。

-說明：要求學生解釋半保留復(fù)制的概念和原理，并舉例說明其在生物體中的重要性。

-答案示例：

半保留復(fù)制是指在DNA復(fù)制過程中，每條DNA單鏈作為模板，合成一條新的互補鏈，形成兩個子代DNA分子，每個子代DNA分子都含有一條親代鏈和一條新合成的鏈。

原理：在DNA復(fù)制過程中，DNA聚合酶在原有DNA鏈上添加互補的堿基，以保持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

重要性：半保留復(fù)制確保了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞，使生物體的遺傳特征得以保持。

3.論文摘要：

-題目：撰寫一篇關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的論文摘要。

-說明：要求學生概述DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程、主要結(jié)構(gòu)和功能，以及其研究意義。

-答案示例：

論文摘要

DNA結(jié)構(gòu)的研究始于20世紀50年代，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為遺傳信息的傳遞提供了重要依據(jù)。DNA分子由堿基對、脫氧核糖和磷酸構(gòu)成，雙螺旋結(jié)構(gòu)使其具有穩(wěn)定性，能夠攜帶大量遺傳信息。DNA結(jié)構(gòu)的研究對于理解遺傳機制、開發(fā)新型藥物和基因治療具有重要意義。

4.應(yīng)用題：

-題目：解釋以下遺傳病如何由DNA突變引起。

-說明：要求學生解釋鐮刀型細胞貧血癥和囊性纖維化等遺傳病的DNA突變類型和致病機理。

-答案示例：

鐮刀型細胞貧血癥：由于血紅蛋白基因中的一個堿基突變，導致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)異常，使紅細胞呈鐮刀狀，引起貧血。

囊性纖維化：由于CFTR基因突變，導致CFTR蛋白功能異常，引起胰腺分泌的消化酶無法正常排出，導致胰腺纖維化。

5.寫作題：

-題目：論述DNA技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用。

-說明：要求學生討論DNA技術(shù)在基因診斷、基因治療、疾病預(yù)防等方面的應(yīng)用。

-答案示例：

DNA技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用包括：

1.基因診斷：通過檢測DNA序列變異，診斷遺傳病和腫瘤等疾病。

2.基因治療：通過基因編輯技術(shù)，修復(fù)或替換受損基因，治療遺傳病和某些癌癥。

3.疾病預(yù)防：通過DNA檢測，發(fā)現(xiàn)潛在的遺傳風險，提前預(yù)防疾病的發(fā)生。

4.個性化醫(yī)療：根據(jù)患者的基因信息，制定個性化的治療方案，提高治療效果。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.案例教學法的運用：在講解DNA復(fù)制過程中，引入實際案例，如基因編輯技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，讓學生在具體案例中理解抽象概念，提高學習興趣。

2.多媒體教學資源的整合：結(jié)合教材內(nèi)容，制作多媒體課件，將DNA結(jié)構(gòu)、復(fù)制過程等知識點以圖片、動畫等形式呈現(xiàn)，增強課堂的直觀性和趣味性。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生對DNA結(jié)構(gòu)的理解不夠深入：在教學過程中，部分學生對DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基配對規(guī)則理解不夠，需要加強教學引導。

2.實驗操作技能有待提高：在DNA提取實驗中，部分學生的實驗操作不夠規(guī)范，需要加強對實驗技巧的培訓和指導。

3.作業(yè)反饋不夠及時：在批改作業(yè)時，反饋不夠及時，導致學生對知識的掌握程度不夠明確，需要改進作業(yè)批改和反饋方式。

反思改進措施（三）

1.深化學生對DNA結(jié)構(gòu)的理解：在講解DNA結(jié)構(gòu)時，通過實物模型、動畫演示等方式，幫助學生直觀理解DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基配對規(guī)則。

2.加強實驗操作技能培訓：在實驗課前，組織學生進行實驗操作技能的培