高一生物人教版必修二教案:3.2+《DNA分子的结构》B
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3.2《DNA分子的结构》的教学设计
一、教学目标的确定
【教学目标】
(1)知识目标:学生通过阅读、分析和制作过程能概述DNA分子结构的主要特点。
(2)能力目标:学生尝试制作DNA分子双螺旋结构的模型。
(3)情感态度与价值观目标:学生体验DNA双螺旋结构模型的构建,感悟科学研究中蕴含的科学思想和科学态度。
【教学重点】
(1) DNA分子结构的主要特点。
(2)制作DNA分子双螺旋结构模型。
【教学难点】
学生通过模型制作归纳DNA分子结构的主要特点。
二、设计思路
1.课前
预习课本,导学案完成预习内容。
2.课上
第一步回顾DNA分子的基本单位,讲解磷酸二酯键,构建脱氧核苷酸链。
第二步用同学演示DNA的反向平行。
第三步小组运用材料制作DNA分子双螺旋结构模型,通过动手制作,调动学生主动学习的积极性。
认同与人合作在科学研究中的重要性。
第四步比较不同的DNA分子双螺旋结构模型认同DNA分子多样性、特异性。
分析探究得出DNA分子多样性、特异性的原因。
第五步碱基互补配对方式的应用,推导几个推论。
3.课后
完成课后练习
三、教学过程
四、板书设计
第二节 DNA分子的结构
一、DNA双螺旋结构模型的构建
二、DNA的分子结构特点。
《DNA的分子结构》教案一、教学目标:1、说出科学家沃森和克里克对DNA的探索历程;2、概述DNA结构的主要特征,默写出DNA的平面结构图。
二、教学重点:1、概述DNA分子结构的主要特点;2、掌握DNA的分子结构特点和相关数量关系。
三、教学难点:1、掌握DNA的分子结构特点。
五、教学过程:【新授】:活动一:复习脱氧核苷酸,拼脱氧核苷酸。
师:打开学案,首先我们一起来回顾必修一教材有关DNA知识:师:下面我们看看这位同学的学案,现在我重点强调第3小题脱氧核苷酸的结构特点——1、那个同学知道这部分是什么结构?(学生五碳糖)2、糖的4个碳原子和1个氧原子形成一个五元环,磷酸集团连接在5号碳原子上,碱基连接在1号碳上,因碱基有4种,所以就有腺嘌呤脱氧核苷酸、、、、、这4种脱氧核苷酸;师:下面我们进行一个活动,在活动之前我先介绍DNA的相关组件,我们可以用这五个组件连接一个脱氧核苷酸,........先在请同学们完成探究活动一的第1个任务:每个人试将手中的DNA结构组件拼接成3个单个脱氧核苷酸。
学生:拼模型师:现在请同学们停下来,举起你连接的DNA的基本单位脱氧核苷酸,大家相互看看是否都一样。
嗯,很好。
活动二:复习脱氧核苷酸长链,拼长链。
师:现在我们来继续看看这位同学的第4小题,和你完成的连接图是否有差异。
(点一名学生回答。
)师:(强调)1、上一个脱氧核苷酸的3’羟基与下一个脱氧核苷酸的5’磷酸集团之间脱水缩合而形成一个磷酸二脂键;2、这样DNA长链的一端必有一个5’磷酸集团,另一端必有一个3’羟基,因此它可以再与其它磷酸集团和羟基相连,这样千万个核苷酸聚合为长链大分子。
也因此DNA分子具有方向性。
师:既然我们都能画出它们的结构,那么你能否用手中的DNA结构组件继续完成【探究活动2】:再2人或3人一组将若干个脱氧核苷酸拼接成一条或多条脱氧核苷酸长链。
学生:完成任务。
(4分钟)师:巡回指导和发现(共性)问题。
《DNA分子的结构》教学设计教学目标:知识目标:①认识DNA分子的结构;②总结DNA分子结构的主要特点。
能力目标:①通过制作DNA分子的平面结构模型,培养学生的动手能力②通过观察DNA分子双螺旋结构模型,提高学生的观察、分析能力情感态度与价值观目标①通过制作DNA分子的平面结构模型,培养学生合作学习的精神②通过联系生活实际,探索生物界的奥秘,从而激发学生学习生物学的兴趣。
教学重点:DNA分子结构的特点(平面、立体)落实方案:使用多媒体课件的图片、模型进行直观教学教学难点:DNA分子结构的主要特点突破策略:指导学生制作DNA分子平面结构模型,让学生自然而然理解结构特点教法:多媒体教学法,实验探究法学法:合作学习探究学习模型构建教学过程:一:课堂引入:1.由上一节内容可知,绝大多数生物的遗传物质是DNA,在通过实验DNA是遗传物质以后那么DNA为什么能起遗传作用?1.DNA在社会中的作用(中国科技管,北京大学),引出DNA的结构。
既然如此,我们今天就来了解一下DNA分子的结构。
就这样进行新课的导入。
“为什么这样教”:(由学生比较熟悉的的事例入手,吸引住学生的注意力。
使学生一上课就融入学习和探究的氛围中。
并为课堂教学奠定了一个轻松、和谐的基调。
)紧接着介绍DNA分子双螺旋结构的提出….(2)教学内容1. DNA分子的基本单位(脱氧核苷酸)首先复习细胞的化学成分,总结DNA分子的基本单位及组成,利用多媒体课件引导学生观察三个分子的连接方式,并且指出脱氧核苷酸的命名原则是依据它所含有的碱基而定。
由于碱基是新的知识点,所以应该留出一些时间给学生强化记忆。
学生互动、生生合作:每5-6人一组,发一个圆、一个五边形、一个长方形的纸片和一个纸板,组织学生动手拼脱氧核苷酸,用订书机或透明胶将它们连接,并要求学生给自己的脱氧核苷酸命名。
("为什么这样教"):在教学中把制作DNA分子的基本单位的实验穿插在教学过程中,这对学生理解脱氧核苷酸的结构非常有益,通过这些操作,学生自然而然牢固地掌握了DNA分子的基本单位,为后续的学习打下了坚实的基础,也使得课堂生动活泼起来,更好的吸引住了学生。
【学习目标】1、概述DNA分子结构的主要特点。
2、制作DNA分子双螺旋结构模型。
3、讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
【学习重难点】1、DNA分子结构的主要特点。
2、制作DNA分子双螺旋结构模型。
【自主学习】一、复习回顾DNA的基本单位组成,请在右面画出DNA的基本组成单位的结构:二、双螺旋结构模型的构建阅读资料:1、思考沃森和克里克在构建模型的过程中,利用了他人的哪些经验和成果?(1)(2)(3)(4)2、找出沃森和克里克先后分别提出了怎样的模型?(1)(2)(3)3、最后得到什么重要信息后,才成功了?4、思考他们如何对待和纠正过程中的错误呢?5、讨论“思考与讨论”中的问题并回答?6、资料中涉及到那些的知识和方法?这对理解生物科学的发展有什么启示?①知识:____________、____________、____________、____________②方法:_____________________,_____________③启示:④沃森和克里克的默契配合,这种工作方式给于你哪些启示?三、DNA分子的结构阅读教材,观察图3-11,思考并理解DNA分子双螺旋结构的主要特点。
DNA分子双螺旋结构的主要特点:(1)DNA分子是由_______ 条链组成的,________ 方式盘旋成结构。
(2)DNA分子中的_______和________交替连接,排列在_______ 侧,构成基本骨架;碱基排列在________侧。
(3)两条链上的碱基通过连接成_______,且按________原则配对。
________和________,________和________配对。
【合作探究】1.根据以上特点尝试画出DNA的平面结构,要包含4种碱基:2、什么是碱基互补配对原则?3.规律总结:在双链DNA分子中,根据碱基互补配对原则(即A=T,G=C)可推出以下比例关系:①常数关系:(A+G)双链=50﹪,(T+C)双链=50﹪;A+T+G+C=1;(A+G)/(T+C)=1②倒数关系:如某单链中(A+G)/(T+C)= k,则其互补链中(A+G)/(T+C)=1/k。
DNA分子的结构知识目标:1、概述DNA分子的结构的主要特点2、制作DNA分子的双螺旋结构模型3、讨论DNA双螺旋结构模型构建历程能力目标:1、制作DNA双螺旋结构模型,锻炼学生的动手、动脑以及空间思维能力2、对科学探索基因的本质的过程进行分析和讨论,领悟假说——演绎和模型方法在这些研究中的应用情感目标:1、认同与人合作在科学研究中的重要性,讨论技术进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用2、认同人类对遗传物质的认识过程是不断深化不断完善的过程教学重点:1、DNA分子结构的主要特点2、制作DNA分子双螺旋结构模型教学难点:DNA分子结构的主要特点【学前预习】请详细阅读教材,独立完成下列知识填空,并努力记住下列知识。
1.DNA分子的基本单位——脱氧核苷酸。
(1)脱氧核苷酸的组成成分:。
(2)脱氧核苷酸的种类:___________________________。
2.DNA分子结构的特点:DNA分子双螺旋结构的主要特点:(1)整体:由脱氧核苷酸链________平行盘旋而成的__________结构。
(2)外侧——基本骨架:由排在外侧的________和________交替连接而成。
(3)内侧——碱基对:在内侧由两条链上的碱基通过_________连接而成。
3.碱基互补配对①,叫做碱基互补配对原则。
即:DNA分子中A(腺嘌呤)一定与___________配对,G(鸟嘌呤) 一定与___________配对。
②A与T之间形成个氢键,C与G之间形成个氢键。
4.DNA分子的特性:(1)稳定性:DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的。
原因:①内侧通过形成碱基对。
②碱基间纵向的堆积力加固了稳定性。
③平行的双链结构。
(2)多样性:DNA分子的碱基对的排序千变万化。
原因:碱基对的数量不同。
例如:一个具有300个碱基对的DNA分子所携带的遗传信息时_____种。
(3)特异性:不同DNA分子碱基对的排序不同。
【教学过程】一、D NA双螺旋模型的构建1.科学家:最大贡献的三位科学家是:、、。
《DNA 分子的结构》《DNA 分子的结构》是人教版高中生物必修二第三章的第二节,主要包括DNA 双螺旋结构模型的构建、DNA 分子的结构以及制作DNA 双螺旋结构模型三部分内容。
以沃森和克里克的模型建构过程入手,通过学生自主建构模型,加深对DNA 分子结构特点的理解。
本节内容是在学习“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”之后,从分子水平上进一步学习遗传的本质。
在此之前,必修一中已详细介绍DNA 的中文名称、组成元素、基本单位及核苷酸的种类,为本节课的学习打下基础。
同时,通过这一节,为后面将要学习的“DNA 复制”以及“基因表达”等相关内容做铺垫。
【知识与能力目标】1、概述DNA 分子结构的主要特点;2、讨论DNA 双螺旋结构模型的构建历程。
【过程与方法目标】制作DNA 分子双螺旋结构模型。
【情感态度价值观目标】形成实事求是的科学态度和不断探究的科学精神。
【教学重点】 1、DNA 分子结构的主要特点;2、制作DNA 分子双螺旋结构模型。
【教学难点】DNA 分子结构的主要特点。
1、多媒体课件;2、学生完成相应预习内容;3、学生课前查阅相关背景资料,搜集有关资料。
【导入新课】课件展示:拐卖儿童的一些新闻。
引发学生思考:我们怎么检测被盗儿童的身份呢?介绍DNA数据库在打拐行动中的应用。
带领学生回顾DNA的相关知识点。
DNA的中文全称:脱氧核糖核酸组成元素:C H O N P组成单位:脱氧核糖核苷酸通过快问快答方式回顾4种碱基和核苷酸。
教师:那DNA究竟长什么样子呢?它有怎样的分子结构?【讲授新知】一、DNA双螺旋结构模型建构通过课前的预习,目前最经典的模型是什么?组织学生阅读教材47-48页的内容,并在阅读过程中思考这样一个问题:沃森和克里克在模型建构的过程中,利用了他人的哪些经验和成果?从三方面进行分析:①科学界已有认识②富兰克林和威尔金斯(X射线衍射图谱)③查哥夫这就是DNA双螺旋结构模型建构出来的整个科学史,那沃森和克里克的这种工作方式给与你哪些启示呢?【讲授新知】二、DNA分子的结构接下来就共同学习脱氧核苷酸是怎么一步一步的构成DNA分子的。
第三章基因的本质第2节DNA分子的结构一、设计介绍教学题目DNA分子的结构课程生物学时安排2课时授课对象高二年级所选教材人教版高中生物必修2《遗传与进化》课型新课二、教材分析《DNA分子的结构》是普通高中课程标准实验教科书(人教版)生物必修2《遗传与进化》第三章第2节的内容,它由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构特点以及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容构成。
教材以故事叙述形式介绍沃森和克里克构建DNA 双螺旋结构模型的研究过程,并通过学生动手体验构建模型,加深对DNA分子结构特点的理解。
三、学情分析学生在学习本节课内容之前,已经学习了“遗传信息的携带者——核酸”,清楚DNA的基本单位脱氧核苷酸的组成和结构;在孟德尔的相关遗传研究中,确定遗传因子的存在并按照一定规律从亲代传至子代;格里菲思等相关科学实验确立DNA是主要的遗传物质;已清楚“基因和染色体的关系”,而对于DNA怎样储存遗传信息的?它是怎样决定生物性状的?及其具体结构并不是很清楚?本节内容进一步从分子水平介绍遗传物质,有助于学生理解遗传的本质。
此外,DNA分子结构特点和碱基互补配对内容学习,为后续的DNA复制和转录翻译过程的学习作了铺垫。
四、教学目标知识目标:识记DNA分子的组成,概述DNA分子平面结构与空间结构,阐明碱基互补配对原则。
能力目标:通过小组合作构建DNA模型,培养学生讨论、合作探究能力。
情感态度与价值观方面:认识到科学无学界,科学研究中与人合作重要性,认同人类对遗传物质的认识是个不断深化、不断完善的过程。
五、教学重点、难点教学重点:①DNA分子结构的主要特点;②制作DNA分子双螺旋结构模型。
[解决方法]①利用现成的模型,使学生直观地认识到DNA分子结构的主要特点。
②在明确DNA分子双螺旋结构的三个特点后,指导学生完成模型的制作。
教学难点:DNA分子结构的主要特点。
[解决方法]三、相关计算在DNA分子中,其碱基的比例和数量之间的规律,再进行总结。
教案 B
教学目标
一、知识与技能
1.能说出DNA分子的化学组成。
2.DNA分子的结构。
课时安排
1课时。
教学设计
一、导入新课
前面我们通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”的学习,知道DNA分子是主要的遗传物质,它能使亲代的性状在子代表现出来。
那么DNA分子为什么能起遗传作用呢?这需要从它的结构谈起。
二、新课教学
(一)DNA双螺旋结构模型的构建
1.课件显示沃森和克里克在《自然》上发表的文章《核酸的分子结构》以及他们的DNA双螺旋结构模型。
1953年4月25日,美国的生物学家沃森和英国的物理学家克里克在英国的顶级杂志《NATURE》上发表了一篇短小而精悍的文章《核
酸的分子结构——DNA的一个结构模型》。
文章一发表,立即引起了极大的轰动。
因为这意味着生命科学史上一个新纪元的开始,促使生物学研究进入了分子水平。
沃森和克里克在文章中提出了DNA的双螺旋结构模型,而这一成果的发表却是几经波折,接下来就让我们来一起了解DNA双螺旋结构模型的构建过程。
2.学生阅读
请大家阅读课本P47~48两位科学家构建DNA双螺旋结构模型的故事(阅读3分钟),并思考:(1)DNA双螺旋结构模型的构建过程给你什么启示?(2)尝试总结DNA双螺旋结构模型的特点。
3.学生发言
阅读了科学家们构建DNA双螺旋结构模型的过程,同学们一定有许多启发,哪位同学主动来谈谈自己的感受或者想法?
①在当今社会专业化程度极高的情况下,不同学科之间的交叉和结合更体现了现代科技发展的特点。
沃森和克里克的合作就体现了不同学科之间的交叉和结合。
既具有精湛的专业技能,又具有广博的知识面,这对于一个人的成功非常重要。
②善于利用他人的科研成果对于自身的发展和成功是非常关键的。
沃森和克里克所利用的成果有:威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱;查哥夫关于碱基的信息。
③科研的过程是不断尝试不断修正的艰辛历程,是曲折而又充满挑战的过程。
4.学生总结
我们已经了解了DNA双螺旋结构模型构建所需的信息,我们请一位同学来尝试总结出DNA双螺旋结构模型的特点。
哪位同学来试一试?
DNA双螺旋结构模型的特点:
①DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基;
②DNA分子是双链螺旋:磷酸-脱氧核糖骨架安排在螺旋外部,碱基安排在螺旋内部;
③A与T配对,C与G配对。
5.讨论旁栏思考题(P48上)
提示:(1)当时科学界已经发现的证据有:组成DNA分子的单位是脱氧核苷酸;DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的;(2)英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱;(3)美国生物化学家鲍林揭示生物大分子结构的方法(1950年),即按照X射线衍射分析的实验数据建立模型的方法(因为模型能使生物大分子非常复杂的空间结构,以完整的、简明扼要的形象表示出来),为此,沃森和克里克像摆积木一样,用自制的硬纸板构建DNA 结构模型;(4)奥地利著名生物化学家查哥夫的研究成果:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量这一碱基之间的数量关系。
6.讨论旁栏思考题(P48下)
提示:沃森和克里克根据当时掌握的资料,最初尝试了很多种不
同的双螺旋和三螺旋结构模型,在这些模型中,他们将碱基置于螺旋的外部。
在威尔金斯为首的一批科学家的帮助下,他们否定了最初建立的模型。
在失败面前,沃森和克里克没有气馁,他们又重新构建了一个将磷酸—脱氧核糖骨架安排在螺旋外部,碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。
沃森和克里克最初构建的模型,连接双链结构的碱基之间是以相同碱基进行配对的,即A与A、T与T配对。
但是,有化学家指出这种配对方式违反了化学规律。
1952年,沃森和克里克从奥地利生物化学家查哥夫那里得到了一个重要的信息:腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量,鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。
于是,沃森和克里克改变了碱基配对的方式,让A与T配对,G与C 配对,最终,构建出了正确的DNA模型。
(二)DNA的分子结构
1.DNA的分子结构的主要特点
①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构(简要解释“反向”,不宜过深)。
②脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在DNA分子的外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧。
③碱基互补配对原则:
设问二:为什么只能是A—T、G—C,不能是A—C,G—T呢?
这是由于A与T通过两个氢键相连,G与C通过三个氢键相连,这样使DNA的结构更加稳定,所以,A与T或G与C的摩尔数比例均为1:1。
随堂练习
某生物细胞DNA分子的碱基中,腺嘌呤的数量占18%,那么鸟嘌呤的数量占()
A.9% B.18%C.32% D.36%
答案:C
2.DNA的特性
师生共同活动,学生讨论和教师点拨相结合。
①稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳定性。
②多样性:DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变,而长链中的碱基对的排列顺序是千变万化的。
如一个最短的DNA分子大约有4000个碱基对,这些碱基对可能的排列方式就有44000=102408种。
实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的,其排列种类几乎是无限的,这就构成DNA分子的多样性。
③特异性:每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。
3.制作DNA双螺旋结构模型
(1)模型制作前准备
请大家首先仔细阅读课本49页“DNA分子的结构”然后尝试制作DNA双螺旋结构模型。
课件显示模型制作时要考虑的问题。
教师分配材料用具。
同学们在制作模型时应考虑以下问题:
①分别用哪几种材料来代表组成DNA分子的磷酸、脱氧核糖和碱基?这三种物质是在什么部位相互连接的?怎样将这几种材料正确地连接起来?
②在DNA分子中,每个脱氧核苷酸之间是在什么部位相互连接的?怎样将脱氧核苷酸正确地连接起来?
③在模型中,如何体现DNA分子的两条链是反向平行的?又怎样体现两条链的碱基之间互补配对?
(2)学生开始制作模型,教师给予适当指导(20分钟)。
(3)学生制作完成后,教师给予评价和纠正:大家看看这一个模型是否符合DNA分子的结构特点。
哪些地方需要进一步修改?
提醒学生注意:①磷酸与脱氧核糖的连接部位为C-3与C-5;
②代表碱基的长方形塑料块,嘌呤碱基为长,嘧啶碱基为短。
(4)教师按照修改后的模型总结DNA分子的结构特点(课件显示DNA分子的结构特点)。