1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)背景分析【教材分析】本實(shí)驗(yàn)既可加深學(xué)生對(duì)“DNA結(jié)構(gòu)”的感性認(rèn)識(shí)和理解，也可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。 教材首先介紹了該實(shí)驗(yàn)的“實(shí)驗(yàn)原理”。從制作DNA模型前應(yīng)該考慮的問(wèn)題、制作過(guò)程做 了詳細(xì)闡述。 教材接著說(shuō)明了制作的“目的要求”。要求通過(guò)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型, 加深對(duì)DNA分子結(jié)理解和認(rèn)識(shí)。教材第三部分清楚地列出了該實(shí)驗(yàn)所需要的“材料用具”。特別應(yīng)明白用什么代表磷酸、什 么代表糖、什么代表含氮堿基。以及用什么對(duì)它們進(jìn)行連接。教材第四部分更為詳細(xì)地介紹該實(shí)驗(yàn)的“方法步驟”。從制作“基本單位一脫氧核甘酸長(zhǎng) 鏈一 DNA結(jié)構(gòu)一 DNA的空間結(jié)

2、構(gòu)”這一步驟詳細(xì)地作了說(shuō)明。因此，我們從如下幾方面對(duì)該實(shí)驗(yàn)做本質(zhì)性的準(zhǔn)備：1 .知識(shí)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系：要明確 DNA的化學(xué)元素是C、H、O、N、P,由它們組成磷酸、脫 氧核糖和含氮堿基，再由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子的含氮堿基組成基本單位 一一脫氧核甘酸；再由脫通過(guò)聚合作用形成 DNA分子。2 .掌握該實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)：對(duì)理解和掌握“DNA分子的功能(復(fù)制和表達(dá))”、“遺傳和變異” 以及“基因工程”打下了較好的理論基礎(chǔ)。3 .實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵：該實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是連接。【學(xué)情分析】學(xué)生在學(xué)習(xí)了相關(guān)的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能之后，對(duì)DNA有了初步的了解，但是對(duì)于雙螺旋結(jié)構(gòu)的巧妙之處還是不能很好的掌握和理解

3、，因此通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，怎樣引導(dǎo)才能 使學(xué)生對(duì)DNA知識(shí)有更深的理解是本課的關(guān)鍵所在。二、教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】(1) .初步學(xué)會(huì)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，掌握制作技術(shù)。(2) .進(jìn)一步理解和掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)。(3) .理解堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。【能力目標(biāo)】文案大全（ 1 ） 通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，培養(yǎng)學(xué)生投身科學(xué)實(shí)驗(yàn)的參與精神；（ 2） 通過(guò)組織學(xué)生活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；【情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)】（ 3） ） 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；（ 4） 培養(yǎng)學(xué)生用微觀和宏觀的不同角度來(lái)看待生物中的一些現(xiàn)象。三、教學(xué)重難點(diǎn)1 、加深學(xué)生對(duì)堿基互補(bǔ)配

4、對(duì)原則的理解2 、理解 DNA 的多樣性和特異性3 、掌握制作“DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的技術(shù)。實(shí)施方案：對(duì)每小組進(jìn)行關(guān)鍵步驟指導(dǎo)；對(duì)連接方式進(jìn)行講解；板書說(shuō)明制作的程序和重要環(huán)節(jié)；誘導(dǎo)學(xué)生理解各步驟的連接及原理。為了加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用，在學(xué)生動(dòng)手操作的過(guò)程中，不能讓他們按照模型里的說(shuō)明書進(jìn)行組裝和操作，而是應(yīng)該由教師給出一定的要求，讓學(xué)生按照教師的相應(yīng)的要求進(jìn)行操作。比如組裝的順序可以設(shè)計(jì)如下：脫氧核糖核甘酸-脫氧核糖核甘酸鏈-雙螺旋結(jié)構(gòu)。另外，不同的小組分別組裝不同堿基對(duì)排列順序的DNA 模型。四、實(shí)驗(yàn)實(shí)施準(zhǔn)備【教師準(zhǔn)備】硬塑方框2個(gè)（長(zhǎng)約10cm）,細(xì)鐵絲2根（長(zhǎng)約0.5 m）,

5、球形塑料片（代表磷酸）若干，雙層五邊形塑料片（代表脫氧核糖）若干，4 種不同顏色的長(zhǎng)方形塑料片（代表4 種不同堿基）若干，粗鐵絲2 根 （長(zhǎng)約10 cm） ，訂書釘。【學(xué)生準(zhǔn)備】1 . 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)“制作 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”，了解 DNA 結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息。2 .進(jìn)行分組。3 .以組為單位展開交流學(xué)習(xí)，總結(jié)DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)的組成、特點(diǎn)等知識(shí)。通過(guò)課前準(zhǔn)備，學(xué)生進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)興趣，再次激發(fā)實(shí)驗(yàn)探究的熱情；較大程度上節(jié)省了課堂時(shí)間；為探究實(shí)驗(yàn)的成功打基礎(chǔ)。五、教學(xué)方法【教法】分析評(píng)價(jià)法、直觀演示法【學(xué)法】自主學(xué)習(xí)法、合作交流法六、教學(xué)媒體黑板、多媒體計(jì)算機(jī)七、課時(shí)安排由于該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，無(wú)需

6、提前進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，故時(shí)長(zhǎng)為一課時(shí)( 40min )八、教學(xué)過(guò)程程序 及時(shí) 問(wèn)安 排教師行為預(yù)設(shè)學(xué)生 活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖提出 問(wèn)題 引入 課題 5min提出問(wèn)題：什么是生物主要的遺傳物質(zhì)？科學(xué)家通 過(guò)什么實(shí)驗(yàn)得以證明？ 2.這種物質(zhì)具有什么樣的結(jié)構(gòu)？ 是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？具有什么劃時(shí)代意義？想要解決以上的問(wèn)題，同學(xué)們先完成課件上的【基 礎(chǔ)知識(shí)】。幻燈片出示。【基礎(chǔ)知識(shí)】1 .組成DNA的基本單位是它是由 抱成，這幾 種物質(zhì)之間的連接方式可用圖表示如下：答案：脫氧核甘酸一分子含氮堿基一分子 脫氧核糖一分子磷酸2 .在DNA分子中，每個(gè)脫氧核甘酸之間是在 部位連接成長(zhǎng)鏈。思考思考、回答問(wèn) 題激發(fā)學(xué)生學(xué) 習(xí)的興趣及

7、探究熱情， 主動(dòng)思考回顧基礎(chǔ)知 識(shí)答案：脫氧核糖和磷酸3 . DNA 分子兩條長(zhǎng)鏈的方向是它們之間的堿基按即A ( 一定與( (1 f與(DNA分子的立體構(gòu)型是0 答案：反向平行 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 腺喋吟T （胸腺喀噬）G （鳥喋吟） C （胞喀呢）氫 規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn) 探究20min現(xiàn)在我們大家共同來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)一個(gè)課題”制作 DNA雙螺旋模型”。1 .實(shí)驗(yàn)原理首先請(qǐng)同學(xué)說(shuō)出本實(shí)驗(yàn)的原理。教師對(duì)學(xué)生的回答 做出表?yè)P(yáng)并完善答案：（1） DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)組成成分含有磷酸、堿基、核甘酸；（2） DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)以4種堿基，按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則（3） 堿基與磷酸基團(tuán)之間以3,5磷酸二酯鍵進(jìn)行連接

8、；而堿 基與堿基之間以氫鍵進(jìn)行連接。2 .引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的思考（1）自主設(shè)計(jì)。讓學(xué)生設(shè)計(jì)模型的樣式，并根據(jù) 學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。學(xué)生回答（2）提出問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中需要注意哪些問(wèn)題？讓學(xué)生小組討論，形成小組的實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)出實(shí) 驗(yàn)圖。學(xué)生回答問(wèn)題，然后由興趣小組成員展示實(shí)驗(yàn)圖， 并解釋此設(shè)計(jì)的構(gòu)思。（3）實(shí)施實(shí)驗(yàn)。注意事項(xiàng)：按照實(shí)驗(yàn)方案分工合 作，教師實(shí)驗(yàn)進(jìn)行引導(dǎo)建議，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意安全。討論、思考激發(fā)學(xué)生的 探究思維對(duì)模學(xué)生們相互之間進(jìn)行點(diǎn)評(píng)打分：打分的原則如下：思考、討論認(rèn)同生物學(xué)知識(shí)在實(shí)型制1 .科學(xué)性：要能夠體現(xiàn) DNA的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。包括踐，并作進(jìn) 行點(diǎn)DNA分子各個(gè)組件的比例

9、是否科學(xué)，能否其在多方面 綜合考慮問(wèn)評(píng)打 分10min體現(xiàn)出堿基配對(duì)的情況，能否靈活轉(zhuǎn)動(dòng)成 雙螺旋，以及每個(gè)螺旋中的堿基數(shù)目是否 止確等等。2 .藝術(shù)性：要美觀大方。3 .創(chuàng)造性：要能夠突破老師或課本上提供的材料和制題的習(xí)慣。作方法。4 .實(shí)用性：便于拆卸，便于保存，能夠反復(fù)使用。5 .超前性：利用該模型還可以作為 DNA分子復(fù)制的 適宜模型。課堂訓(xùn)練：如下圖所示，下列制作的DNA雙螺旋模型 中，連接正確的是（）14結(jié)束討論：作為遺傳物質(zhì)，應(yīng)該儲(chǔ)存有大量的遺傳信思考引起學(xué)生min息。DNA分子只含有4種脫氧核甘酸，它是怎樣儲(chǔ)存 足夠量的遺傳信息的？討論：作為遺傳物質(zhì)，應(yīng)該能夠精確地復(fù)制自己。

10、設(shè)想一下，DNA分子是如何復(fù)制自己的？思考，激發(fā) 興趣板書設(shè)計(jì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)與討論DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作九、教學(xué)設(shè)計(jì)反思本實(shí)驗(yàn)課，經(jīng)過(guò)以上這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)之后，我覺(jué)得可以達(dá)到以下幾個(gè)目的：I、可以 排除學(xué)生簡(jiǎn)單的按照模型說(shuō)明書上的圖示進(jìn)行模仿，使他們能動(dòng)手動(dòng)腦相結(jié)合，符合新課 程對(duì)教學(xué)行為的要求，教師真正起到了主導(dǎo)的作用，也真正體現(xiàn)出了學(xué)生的主體性；n> 經(jīng)過(guò)幾個(gè)小組組裝出的不同的 DNA的比較。田、通過(guò)教師給出具體的要求，比如一條脫 氧核糖核甘酸鏈上的堿基排列順序，這樣不僅可以加深學(xué)生對(duì)DNA多樣性的理解，對(duì)于今后解決“某DNA含有100個(gè)堿基，這樣的DN

11、A可以有多少種？”會(huì)有更多的體會(huì)。 同時(shí)，通過(guò)講練結(jié)合，使知識(shí)落實(shí)的更加到位。因此，這節(jié)實(shí)驗(yàn)課經(jīng)過(guò)這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)之后，更加符合新形勢(shì)下新課改的要求，也更能體現(xiàn)新課標(biāo)的精神。十、本實(shí)驗(yàn)近十年參考文獻(xiàn)1 . 向義和 .“ DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)是怎樣發(fā)現(xiàn)的”.物理與工程2005 年 02 期2 .吳圣潘.制作DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)材料的篩選.生物學(xué)教學(xué)2009 年第 05 期十一、近十年相關(guān)考題（ 2012 山東） 5.假設(shè)一個(gè)雙鏈均被32P 標(biāo)記的噬菌體DNA 由 5000 個(gè)堿基對(duì)組成，其中腺嘌呤占全部堿基的20% 。用這個(gè)噬菌體侵染只含31P 的大腸桿菌，共釋放出100 個(gè)子代噬菌體。下列敘

12、述正確的是A.該過(guò)程至少需要3X105個(gè)鳥喋吟脫氧核甘酸B.噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等C.含32P與只含31P的子代噬菌體的比例為1 : 49D.該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變【答案】 C（ 2012 四川） 2.將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長(zhǎng)激素的基因后，重新置入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)發(fā)酵就能大量生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素。下列敘述正確的是（）A.發(fā)酵產(chǎn)生的生長(zhǎng)激素屬于大腸桿菌的初級(jí)代謝產(chǎn)物B.大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的變異可以遺傳C.大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺喋吟與尿喀呢含量相等D 生長(zhǎng)激素基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)需要解旋酶和DNA 連接酶【答案】B。（ 2012 江蘇）2.人類對(duì)遺傳物質(zhì)

13、本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程，下列有關(guān)敘述正確的是（）A. 孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實(shí)了其傳遞規(guī)律和化學(xué)本質(zhì)B. 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)更具說(shuō)服力“漢水丑生的生物同行”超級(jí)群公益作品C. 沃森和克里克提出在DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)D. 煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)說(shuō)明所有病毒的遺傳物質(zhì)是RNA【答案】B（ 2012 福建） 5.雙脫氧核苷酸常用于DNA 測(cè)序， 其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與 DNA的合成，且遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。DNA 合成時(shí)，在DNA 聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適

14、量的GTACATACATC的單鏈模板.胸腺喀噬雙脫氧核甘酸和4種脫氧核甘酸，則以該單鏈為模板合成出的不同長(zhǎng)度的子鏈最多有（）A.2種 B.3種 C.4種 D.5種【答案】D（2011上海）27.某雙鏈DNA分子含有400個(gè)堿基，其中一條鏈上 A: T: G: C= 1 : 2： 3： 4。下列表述錯(cuò)誤的是A .該DNA分子的一個(gè)堿基改變，不一定會(huì)引起子代性狀的改變B.該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次，需要游離的腺喋吟脫氧核甘酸120個(gè)C.該DNA分子中4種堿基的比例為 A: T: G: C = 3: 3:7:7D 該 DNA 分子中的堿基排列方式共有4200 種（2010上海）4.細(xì)胞內(nèi)某一 DNA片

15、段中有30%的堿基為A,則該片段中A G 的含量為30B U 的含量為30C .喋吟含量為50%D .喀噬含量為40%（ 2010 江蘇）1.下列關(guān)于核酸的敘述中，正確的是A.DNA 和 RNA 中的五碳糖相同B.組成DNA與ATP的元素種類不同C. T2 噬苗體的遺傳信息貯存在RNA 中D.雙鏈DNA分子中喋吟數(shù)等于喀呢?cái)?shù)【答案】D（ 2009 廣東） 24. 有關(guān) DNA 分子結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是A. DNA 分子由 4 種脫氧核苷酸組成B. DNA 單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接“漢水丑生的生物同行”超級(jí)群公益作品（漢水丑生2012-7-13 標(biāo)記）C. 堿基與磷酸基相連接D. 磷酸與脫氧核糖

16、交替連接構(gòu)成DNA 鏈的基本骨架（ 2008 上海） 26 某個(gè) DNA 片段由 500 對(duì)堿基組成，A T 占?jí)A基總數(shù)的34% ，若該DNA 片段復(fù)制2 次，共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個(gè)數(shù)為A 330B 660C 990D 1320答案： C（2007山東）7.DNA分子經(jīng)過(guò)誘變，某位點(diǎn)上的一個(gè)正常堿基（高為 P）變成了尿喀呢，該 DNA 連續(xù)復(fù)制兩次，得到的 4 個(gè)子代 DNA 分子相應(yīng)位點(diǎn)上的堿基對(duì)分別為U-A 、 A-T、G-C、C-G,推測(cè)“ P”可能是A .胸腺喀呢B.腺喋吟C .胸腺喀呢或腺喋吟D.胞喀呢【答案】D（2007上海）24.已知某DNA分子含有1 000個(gè)堿基對(duì)，

17、其中一條鏈上 A ： G ： T ： C=1 :2 ：3 ：4。該DNA分子連續(xù)復(fù)制2次，共需要鳥喋吟脫氧核甘酸分子數(shù)是A.600 個(gè)B.900 個(gè)C.1200 個(gè)D.1800 個(gè)【答案】D 。附：DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)生命科學(xué)學(xué)院2011 級(jí)生物技術(shù)201111001086 張媛夢(mèng)1、 實(shí)驗(yàn)原理依據(jù)沃森和克里克提出的DNA 分子雙螺旋結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)如下：（ 1 ） 每個(gè) DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤旋而成的規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈的兩端是不同的，一端是脫氧核糖上羥基，另一端是磷酸基，而DNA 分子兩條長(zhǎng)鏈的同一端，一個(gè)是磷酸基，另一個(gè)則是羥基，因而兩條長(zhǎng)鏈

18、的方向是相反的。（2）DNA分子的外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連結(jié)構(gòu)成的基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基對(duì)。（3）DNA 分子兩條鏈上的內(nèi)側(cè)堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 （A配G配C）兩兩配對(duì)，通過(guò)氫鍵互相連結(jié)。2、 實(shí)驗(yàn)材料硬塑方框2 個(gè) （長(zhǎng)約 10 cm 或視兩個(gè)通過(guò)氫鍵連接的脫氧核苷酸模型寬度而定，方框也可用其他硬質(zhì)材料代替），細(xì)鐵絲兩根（長(zhǎng)約0.5 m 或視制作的長(zhǎng)鏈長(zhǎng)度而定），圓形塑料片（代表磷酸）若干、雙層五邊形塑料片（代表脫氧核糖）若干、4 種不同顏色的長(zhǎng)方形塑料片（代表四種不同堿基）若干，這些塑料材料也可用其他材料如硬紙板、泡沫板、卡紙等代替。粗鐵絲兩根（長(zhǎng)約10 cm 或視兩個(gè)通過(guò)氫鍵連接的脫氧核苷酸模型寬度而定）、訂書器、訂書釘。三、實(shí)驗(yàn)方法與步驟（1） 預(yù)習(xí) DNA 分子結(jié)構(gòu)DNA 分子的基本組成單位是脫氧核苷酸。一分子脫氧核苷酸由一分子含氮堿基、一分子脫氧核糖和一分子磷酸基組成。脫氧核糖上的羥基與含氮堿基結(jié)合生成脫氧核苷，脫氧核苷另一位置上羥基與磷酸酯化生成脫氧核苷酸，它們的連接部位如圖6 4 1 所示。在 DNA 分子中，脫氧核苷酸分子之間通過(guò)磷酸與脫氧核糖之間的氫鍵相互連接而成長(zhǎng)鏈，鏈的方向是從磷酸基到脫氧核糖，但兩條鏈走向相反，兩條鏈內(nèi)側(cè)的堿基通過(guò)氫鍵配對(duì)連接，這樣方向相反的兩條平行長(zhǎng)鏈盤旋而