3.2 DNA的结构 教案

《DNA 的结构》教学设计 一、教材分析 本节内容为人教版生物学必修二《遗传与进化》第 3 章“基因的本质 ”的第 2 节“DNA 的结构 ”。 本节的标题是“DNA 的结构 ”，意在让学生通过本节的学习，能够概述 DNA 结构的主要 特点。“问题探究 ”以坐落于北京中关村高科技园区的 DNA 雕塑为情境，意在启发学生思考： 为什么 DNA 可以作为高科技的标志？在“DNA 双螺旋结构模型的构建 ”部分，教材在“思 考 ·讨论 ”栏目中，通过讲故事的形式，以科学家沃森和克里克的研究历程为主线，还原了 几位科学家构建 DNA 双螺旋结构模型的过程。让学生能够了解 DNA 双螺旋结构模型的基本 结构的同时，也能从中领悟他们成功的原因。在“DNA 的结构 ”中，教材讲述了 DNA 结构 的主要特点，解释了碱基互补配对原则，并展示了 DNA 的结构模式图，有助于学生理解 DNA 的结构。此外，教材设置了“制作 DNA 双螺旋结构模型 ”的探究事件活动， 以帮助学生理 解较为抽象的 DNA 结构。 二、学情分析 学生在初中阶段已经学习了生物的遗传和变异，知道 DNA 是长链状的分子，呈螺旋形； 在高中阶段学习《分子与细胞》模块后，知道核酸组成，了解氢键、碱基、核糖、磷酸等内 容。虽然学生对 DNA 有所认识，但这种认识比较粗浅，仅停留在感性认识层面，对 DNA 的 结构、碱基互补配对原则等问题尚不清楚；而且，学生的头脑中可能还存在一些错误概念。 因此，学生对 DNA 的认识还是比较有限的。 三、教学目标 1. 概述 DNA 结构的主要特点。 2. 通过了解 DNA 双螺旋结构模型构建的过程，认同交流合作、多学科交叉在科学发展 中的作用。 3. 制作 DNA 双螺旋结构模型。 四、教学重点 1. DNA 结构的主要特点。 2. 制作 DNA 双螺旋结构模型。 五、教学难点 DNA 结构的主要特点。 六、教学流程 （一） 问题探讨 展示北京中关村高科技园区的 DNA 雕塑图，并回顾 DNA 是生物体的主要遗传物质，结 合结构与功能观，引出对 DNA 分子结构的探讨。 （二）DNA 模型的构建 1. 已有认识：①DNA 分子是以4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链；②4 种脱氧核 1 苷酸分别含有 A 、T 、C 、G 四种碱基。 2. 英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林应用X 射线衍射技术获得了 DNA 衍射图谱。 美国生物学家沃森和英国物理学家克里克利用图谱数据推算 DNA 分子呈螺旋结构，并尝试 搭建多种双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定。 3. 奥地利生物化学家查哥夫发现了碱基比例关系的规律———在 DNA 中，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。沃森和克里克由此推测， 腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对。 4. 沃森和克里克构建 DNA 双螺旋结构模型———��双螺旋内部是碱基，外部是脱氧核糖 —磷酸骨架；②A 与 T 配对，G 与 C 配对；③DNA 两条链的方向相反。并进行验证：①组成 的 DNA 分子具有恒定的制定；②能解释 A 、T 、G 、C 的数量关系；③模型与基于 X 射线衍 射照片推算出的 DNA 双螺旋结构相符。 5. 沃森和克里克撰写的《核酸的分子结构———脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文发 表在《自然》杂志上。沃森、克里克和威尔金斯三人共同获得 1962 年诺贝尔生理学或医学 奖。 让学生分析并总结 DNA 的结构特点。 （三）制作 DNA 双螺旋结构模型 1. 制作磷酸、脱氧核糖和碱基模型。分别用哪几种材料来代表这三种物质？ 2. 制作脱氧和碳酸模型。磷酸、脱氧核糖和碱基是在什么部位相互连接的？ 由此回顾 脱氧核苷酸的结构组成。 3. 制作脱氧核苷酸长链模型。脱氧核苷酸单链中，每个脱氧核苷酸之间是在什么部位 相互连接的？ 由此引出脱氧核苷酸是通过磷酸二酯键连接起来的。 4. 制作脱氧核苷酸双链平面结构模型。如何体 ... ...