高一高二大教研公开课——DNA的结构 2025-10-09
网站类目:教学设计 活动级别:市级 活动类别: 执教姓名:刘云 所在单位:江阴市教育局 执教时间:2025-10-09 执教地点:江阴二中 执教内容:DNA的结构 参加对象:高一高二大教研

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23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31952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4DNA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135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。

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。

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。


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