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视频标签：DNA,分子的结构
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视频课题：高中生物人教版必修2遗传与进化第2节《DNA分子的结构》天津
教学设计、课堂实录及教案：高中生物人教版必修2遗传与进化第2节DNA分子的结构-天津
《DNA分子的结构》教学设计
一、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）生物必修二第三章第二节的内容，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。
与原教材相比，本节教材没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是以科学家沃森和克里克的研究历程为主线，并尝试让学生通过自主探究建构DNA分子模型，加深对DNA分子结构特点的理解。
从知识结构的角度看，本节内容是在学生学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”以后，从分子水平上进一步阐明遗传的本质。关于DNA双螺旋结构的特点和碱基互补配对原则又是学习“DNA分子的复制”以及“基因的表达”等内容的重要基础。 二、教学目标 1.知识目标
概述DNA分子的结构特点 2.能力目标：
（1）培养观察能力和分析理解能力:利用交互式电子白板多媒体课件建构DNA分子结构模型，提高观察能力、分析和理解能力。
（2）培养创造性思维的能力:以问题为导向激发独立思考，主动获取新知识的能力。
3.情感、态度与价值观：
（1） 通过“DNA分子的结构”学习，探索生物界丰富多彩的奥秘，从而激发学生学科学，用科学，爱科学的求知欲望。
（2）体验科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的科学精神。 三、教学重难点
DNA分子结构的主要特点及碱基互补配对原则是本节课的教学重点。 突出重点的方法拟采用：①设计问题串的形式：如“碱基排列在螺旋内侧还是外侧？”、“碱基对如何连接起来？”，进行不断地质疑和解疑；②在“建构DNA分子双螺旋结构模型”的探究活动中，通过讨论和交流，构建以“基本单位—脱氧核苷酸长链—平面脱氧核苷酸双链—立体双螺旋结构”的知识链，完成对DNA分子双螺旋结构的初步认识。
如何有效地组织开展模型建构的活动是本节课的教学难点。突破该难点的方法拟采用多媒体课件的动态演示（尤其是交互式电子白板的使用）、教师恰当的示范、启发和引导，帮助学生顺利完成DNA分子模型的建构。 四、教学用具
多媒体教学课件，交互式电子白板 五、教学设计思路
新课标理念下的高中生物教学要在“面向全体学生”的基础上“提高学生的生物科学素养”，采取多种教学形式，重视“探究性学习”，“注重与现实生活
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的联系”，使学生达成知识、能力、情感态度与价值观的协调一致。
基于这个理念，在设计这节课时，我并没有按照教材中的顺序：先介绍沃森和克里克构建DNA双螺旋结构的研究历程，再概述DNA分子结构的特点，最后让学生动手尝试建构DNA双螺旋结构，加深对DNA分子结构特点的理解。而是先让学生回忆复习以前必修一中学过的关于核酸DNA那一部分的知识，依据所学，逐步探究如何构建脱氧核苷酸、单链、平面双链、立体空间结构，从而一步一步地构建出DNA双螺旋结构模型。通过探究构建模型的过程，学生就会自然地了解DNA双螺旋结构的基本内容，同时还体验了科学家的研究历程，能够学习到科学家善于捕获分析信息和严谨的思维品质及持之以恒的科研精神。然后以构建好的DNA模型为依托，让学生根据老师提出的问题分析模型、主动探究得出DNA结构的有关知识，再由学生总结出DNA双螺旋结构的主要特点。由于考虑到这个模型可以很好的解答遗传信息多样性，所以最后让学生比较不同的DNA分子结构，分析探究得出DNA分子多样性的原因。 六、教学方案及实施过程 教师的组织和引导 学生活动 创设情景 导入新课 【复习提问、温故知新】 通过上节课的学习，我们已经知道DNA是主要的遗传物质，那么请同学们回忆一下我们以前学过的知识，想一想DNA位于细胞的哪个结构部分呢？ 利用电子白板的“放大镜”功能展示细胞内部的微观结构 DNA分子是怎样储存遗传信息的呢？这就需要从认识DNA的结构开始。 【展示图片并简介】北京中关村的DNA的雕塑 这是矗立在我国著名的高科技园区——中关村的独特雕塑──DNA分子的结构模型。 【展示沃森和克里克的图片】
他们就是因研究DNA而获得诺贝尔奖的沃森和克里克，今天就让我们一起来重温他们的研究过程，构建DNA分子模型并探究DNA分子的结构。
学生思考并回答问题
学生学习热情开始高涨，并表现强烈求知欲 模型建构 探究新知 1、模型建构 探究一： DNA的基本单位是什么？ 【模型建构1】：脱氧核苷酸 【引导学生有序回忆】 1、组成DNA的基本单位是什么？（脱氧核苷酸） 2、每个脱氧核苷酸的结构组成是什么？ 利用电子白板的“聚光灯”功能引导学生“回忆旧知、引入新知” 【利用电子白板进行师生互动】 请一位同学到电子白板上画出你所构建的脱氧核苷酸模型的示意图 利用电子白板对学生书写的答案进行点评，实现师生和生生间的实时互动 【提出问题】组成DNA的碱基有几种？分别是什么？脱氧核苷酸呢？
学生思考，同桌简单交流，回答问题 学生思考，在学案上完成DNA的基本单位——脱氧核苷酸的模型构建。 学生思考回答
【课件展示】
利用电子白板展示4中脱氧核苷酸的结构图
探究二： 四种脱氧核苷酸如何形成长链？ 【模型建构2】：脱氧核苷酸链 【温故知新】DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链。 【提出问题】 一个个脱氧核苷酸怎么连接成长链呢？请同学们思考一下，利用四种脱氧核苷酸在学案上试着构建一条脱氧核苷酸链。
利用电子白板的交互功能，让学生代表在白板上演示脱氧核苷酸的连接方式 【演示引导】 利用电子白板的“书写”功能进行点评，展示正确的连接方法
学生代表在电子白板上动手连接脱氧核苷酸长链。其他同学在学案上构建脱氧核苷酸长链
学生根据教师演示的脱氧核苷酸长链结构，对自己的学案进行纠正修改
探究三： 两条脱氧核苷酸长链怎样组成双链 DNA分子？
【模型建构3】：DNA双链
【温故知新】DNA是由两条脱氧核苷酸长链组成的。 【提出问题】那么这两条长链是如何组成DNA的呢？ 要想解决这个问题，沃森和克里克首先要面对的问题就是“两条链中的碱基是排在外侧，还是在内侧？” 【电子白板演示讲解】
利用电子白板的“资源库”功能，将课前准备好的图片导入到电子白板上，教师通过对图片的拖动演示DNA双链的位置关系，边演示边讲解，使学生能够更直观的了解DNA双链的构建过程。 【教师讲解】沃森和克里克尝试了很多种不同的DNA双链结构模型。经过多次失败，他们并没有气馁，而是重新构建了一个将磷酸—脱氧核糖安排在外侧，碱基安排在内侧的双链结构。
然而，紧接着模型构建中最重要的问题出现了—— 【提出问题】碱基是如何配对的呢？
利用电子白板的“书写”和“图画”功能，边演示边讲解：开始时，沃森和克里克安排了相同的碱基进行配对，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，于是，DNA分子结构的研究陷入了“僵局”，而恰在此时，一位著名的生物化学家，为沃森和克里克的研究带来了希望„„ 【资料分析】
奥地利著名生物化学家查哥夫对碱基对组成的研究： 腺嘌呤（A）的量等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量等于胞嘧啶（C）的量。 【引导提问】
沃森和克里克根据查哥夫研究成果重新修改碱基的配
学生通过思考和交流，提出构建双链DNA模型的过程中需要解决的问题
电子白板的动态演示极大的调动了学生的求知欲，激发了学生的学习热情
学生进行小组讨论
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对方式，如果你是他们的话，你会如何修改呢？
【电子白板演示讲解】
利用电子白板的“回放”功能，重新回到原来构建的那个双链DNA模型，利用“板擦”“书写”等功能对原来的双链DNA模型进行修改。
修改碱基配对的方式，让A与T配对，C与G配对，构建出新的DNA模型。
而碱基的这种一一对应的关系叫做碱基互补配对原则。
分析思考后，由学
生代表回答问题
探究四： 分析讨论，总结出DNA分子的双螺旋结构
【模型建构4】:DNA双螺旋结构
【提出问题】模型构建得正确与否关键要看是否与DNA原型一致。DNA原型是怎样的呢？
【资料展示】1951年，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。
【提出问题】科学家从图谱中推算出DNA应呈螺旋结构，你们的模型符合吗？应如何修改体现DNA的双螺旋结构呢？
（在平面双链的基础上旋转即可） 【电子白板动态展示】
利用电子白板的“资源库”功能展示动态的DNA分子的空间结构模型，让学生通过观察和对比，对DNA分子的结构形成更加感性的认识。
学生进行小组讨论
根据小组的讨论结果，交流发言
2、模型分析
探究五： 观察、交流，总结出DNA分子的双螺旋结构的要点
【提出问题】
利用电子白板的“资源库”功能展示动态的DNA分子的空间结构模型
分析讨论1：请同学们观察DNA分子结构模型，讨论以下问题：
（1）DNA分子中外侧由什么连接而成？内侧是什么？ （2）两条链之间碱基的连接有什么规律？ （3）构成DNA的两条链有怎样的关系？ 利用电子白板的“书写”功能对学生的回答进行点评、补充
问题（1）中很容易出现一个错误，从模型中学生很容易认为排列在外侧的是磷酸，此时应给予引导：磷酸是和磷酸直接相连的吗？学生观察后就会得出：磷酸和脱氧核糖相连。从而得出正确答案。
问题（3）中反向这个关系学生不容易得出，可以让学生通过“角色扮演”来寻找答案：请两列同学起立摆出左手握拳，右手平伸的姿势（左手握拳代表磷酸，右手代表碱基，躯干代表脱氧核糖），一个人可以代表
学生讨论并交流 学生分析模型，得出答案并说明如何从模型中得出答案的。
通过教师的引导和分析，学生更加深入的理解了DNA分子的双螺旋结构的要点，初步形成DNA分子结构的知识链
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一个脱氧核苷酸，一列同学就一条脱氧核苷酸链，请一列同学不动，另一列同学与之进行碱基配对（这列同学只能转身完成配对）。这个角色扮演更直观地反映了两条链反向的关系，学生印象会更深刻，效果更好。 利用电子白板的“回放”功能，回到原来构建的DNA双链结构模型图，根据上述分析讨论的结果，对原来的模型图进行修改
通过这样反复修改的过程，一方面使学生加深了对DNA分子结构的认识，另一方面，也使学生明白科学研究的过程不是一蹴而就、一帆风顺的，是要经历挫折和失败的，科学研究是需要反复实验，不断求证的一个过程，这需要锲而不舍、执着追求的精神。 师生共同回顾整理DNA分子结构的知识要点
学生纠正修改自己在学案上原先构建的DNA双链模式图
学生归纳总结出DNA分子结构主要特点，完成学案上的相关内容
探究六： 碱基对数量（n）和碱基对排列方式的关系
DNA分子的结构具有多样性
分析讨论2：
利用电子白板的“资源库”的功能，导入两个不同的DNA分子的图片
【提出问题】比较一下这两个DNA分子有什么不同？ 【分析讨论】
让学生试分析第一个碱基对的可能情况，进一步提出问题：第二个碱基对呢？若这两个碱基对连起来呢，共有几种排列方式呢？
从而让学生根据上述问题，探究碱基对数量（n）和碱基对排列方式的关系，建立数学模型。
利用电子白板的“书写”功能，边演示边讲解，引导学生对教师提出的问题逐层深入的思考与分析 【引导学生思考，提出问题】
DNA作为主要的遗传物质，其遗传信息蕴藏在哪儿? 【师生共同总结】通过以上分析可知，碱基对的排列顺序是千变万化的，碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。
学生通过观察、分析，回答：碱基对排列顺序不同
学生通过思考与分析，建立数学模型： 碱基对排列方式为 4n
学生思考讨论、分析回答
课堂小结
与学生共同回忆我们的探索之路，回顾本课知识。 利用电子白板的“录像”功能，将本节课的讲授过程全程录像，在进行“课堂小结”时进行播放，帮助学生更好的回顾本节课所学的知识 【完成拓展训练】
通过拓展训练，尝试进行规律概括：
在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和恒等，并为碱基总数的一半。
利用电子白板的“交互”功能，由学生在电子白板上完成相应的规律总结的内容
学生观看回放的录像，回忆了本节课教学的全过程，进一步加深了对所学新知识的理解
学生思考、分析，总结相应的规律，完成学案上的相关内容
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巩固练习
【布置习题】
教科书（P51）基础题2
利用电子白板的“交互”功能，由学生对例题进行讲解和分析
辅导与讨论，交流与评价
学生解答、相互评价
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
