一、课标分析
本节内容属于大概念3的重要概念3.1“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA上”下的次位概念3.1.2“概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成,通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构,碱基的排列顺序编码了遗传信息”。为达成概念的理解,课标要求开展制作DNA分子双螺旋结构模型。
二、教材分析
1、本章是人教版必修2第3章。是在学习遗传规律和证明基因在染色体之后,揭示了基因的物质基础。
2、本节是在学习DNA是主要的遗传物质之后进一步通过科学史和模型构建学习DNA的结构,为接下来学习DNA作为遗传物质如何传递信息以及表达遗传信息打下结构基础。
三、学请分析
1、学生在必修1已经学过核酸,了解DNA是由脱氧核苷酸组成的长链,但是对DNA双螺旋结构的规律和其为何能够作为遗传物质并不了解。
2、学生在已经有了一定的构建模型的经验并有合作构建模型的热情,可以小组合作利用模型加深对DNA结构的理解。
四、学习目标
1、通过DNA双螺旋结构模型构建的科学史为资料,小组内以及小组间合作逐步构建DNA分子双螺旋结构模型。
2、通过比较不同小组构建的模型异同点,总结出DNA中碱基排列顺序编码了遗传信息,认同结构与功能相适应。
3、通过组内和组间合作构建模型与体验科学家研究的过程,认同合作交流、学科交叉的重要性。
五、教学重点
1、DNA双螺旋结构的特点
2、制作DNA双螺旋结构模型
3、教学难点
DNA双螺旋结构主要特点
七、教学过程
教学环节 |
教师活动 |
学生活动 |
设计意图 |
情景导入 |
展示真实案件改编的电影片段《真凶密码》 什么是找到凶手的密码? 为什么DNA可以作为遗传物质? |
观看视频 根据DNA指纹图谱推测凶手 说出DNA是遗传物质,推测结构决定功能。 |
通过紧张的真实案件,激发学生探究的热情。 |
模型构建 |
沃森和克里克如何构建DNA模型的呢? 【资料1】当时科学界已经认识到:DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。
【活动一】根据资料构建四种基本单位。
【活动二】将四个基本单位连接成长链
【资料2】英国物理学家威尔金斯和他的同事富兰克林利用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱。 展示视频:用弹簧模拟DNA衍射的图像 思考:DNA可能是什么样的结构?
【资料3】1952年,奥地利生物化学家查哥夫(E.Chargaff)发现在DNA中四种碱基的数量关系。 【资料4】DNA的直径是恒定的。 展示表格信息和碱基与嘌呤的分子结构。 思考:DNA中的碱基可能存在怎样的数量关系?
展示碱基互补配对的结构,提醒观察氢键的数量。 思考:氢键和DNA结构的稳定有关,如果想要DNA结构更稳定,哪种碱基对要更多一些? 【活动三】请1、3、5排的同学向后转,前后两组同学尝试将两条单链连接成DNA双链。如果不能,观察模型并思考是什么原因。 展示不同小组合作完成的DNA双链模型。 【资料5】富兰克林和威尔金斯给DNA拍了多张X射线衍射图谱,他们发现DNA翻转180°后的图谱与未翻转的一模一样。 根据资料信息修改模型。
展示沃森和克里克构建的金属模型和发表的论文,提问:如果你是他们,你会在论文中重点讲什么呢?
看书上DNA结构特点的内容,和自己总结的内容对比,查漏补缺。 |
跟随沃森和克里克构建DNA模型的步伐,一步步寻找证据,构建模型。 根据资料1的信息,利用学过的知识构建四种脱氧核苷酸模型。 结合给出的模型各个部件名称,利用已有知识,连接成一条脱氧核苷酸单链。
观察比较弹簧模拟的类衍射图形,结合富兰克林的衍射图谱,推理出DNA是螺旋结构。
根据数据和分子结构信息,分析出DNA的碱基中存在A=T, C=G的数量关系。
说出不同碱基对间的氢键数量特点。
小组间合作构建DNA双链模型,发现两条单链可以有不同的方式连接成双链,分别是同向连接和反向连接。
继续利用资料信息,分析推理得出DNA的两条链应该是反向平行关系。
学生以科学家的角度思考,提出要写DNA的基本单位,DNA的碱基特点,DNA的结构有哪些特点。 |
培养学生根据资料,获取信息能力,并复习已有知识。
锻炼学生动手能力,小组分工与合作能力。
培养学生分析比较能力和逻辑推理能力。
培养学生小组间合作能力,在不断的纠错中发现问题,再利用资料推理出合理结果,解决问题。
让学生转换角度,提高学生的参与感和责任感,自发的总结DNA的结构特点。
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模型优化 |
请问大家现在构建的是DNA双螺旋模型吗? 还需要做什么? 请继续扩大小组合作范围构建一个较长的DNA双螺旋。
选出两个比较长的模型,请学生回答是如何连接小组间的DNA双链的,这两个长链有什么异同? 进一步思考: 1、为什么DNA虽然只含有4种脱氧核苷酸却可以储存大量遗传信息? 2、碱基互补配对原则对遗传信息的传递具有什么意义? |
学生指出现在仅仅是DNA双链,还不是双螺旋结构。 继续加深小组间合作,构建更长的DNA双螺旋。 观察和比较,发现不同的DNA模型区别主要在碱基对的排列顺序不同,所以能够储存遗传信息。
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强化对DNA结构的理解,观察比较发现DNA中碱基对排列的多样性。 认同DNA的结构特点决定了功能。 |
本堂小结 |
1、完成课后练习,巩固本堂内容 2、回答为什么DNA指纹技术可以作为“真凶密码”。 |
完成练习,巩固知识。 说出是因为每个人DNA的碱基排列顺序不同,蕴含了遗传信息。 |
巩固知识加深理解,利用所学内容解决现实问题。 |
附件: