還原教學設計《DNA分子的結構》的教學設計一、教材分析《DNA分子的結構》是高中生物（人教版）必修模塊Ⅱ第三章第二節的內容，它由DNA雙螺旋結構模型的構建過程、DNA分子的結構特點以及制作DNA雙螺旋結構模型三部分內容構成。學生以學習了DNA是主要的遺傳物質為基礎來學習本節內容，為學習下一節DNA的復制做準備。二、教學目標知識目標：1、闡述DNA分子作為遺傳物質需要具備的特點。2、簡述四種堿基的名稱與簡寫。3、表述堿基互補配對的中心內容。4、闡述DNA分子的結構特征。能力目標1、嘗試搭建DNA的結構模型。2、初步知曉科學探究的基本過程與基本方法。情感態度與價值觀目標1、體驗科學家鍥而不舍、執著追求、合作交流的科學精神。2、認同人類對DNA的研究與應用是不斷深化、不斷完善的。3、增加對生命科學研究的興趣與積極性。三、重點、難點重點DNA結構模型的搭建過程DNA的結構特點難點DNA的結構特點DNA結構模型的搭建四、方法和策略通過講授科學家搭建DNA結構模型的過程，讓學生體驗發現一個完整科學成果的過程；通過學生與老師的討論，學生與學生的討論來解答學習DNA結構中所遇到的問題；通過小組討論，來搭建DNA的結構模型，體驗沃森和克里克搭建模型的過程。五、媒體的使用PPT課件、立體模型六、教學過程教學環節教師的組織和引導學生活動設計意圖導入新課【引導學生回憶】上節課，我們已經討論了構成染色體的兩種成分哪一種是遺傳物質的問題。通過對幾個經典實驗的分析，我們得到了什么樣的結論？【提出問題】DNA是主要的遺傳物質是實驗證明的，那么請同學們思考這樣一個問題，從理論上講，DNA作為遺傳物質要行使它的功能需要怎樣的結構與理化性質呢？DNA應該具備哪些特征才可以成為遺傳物質？【簡述】DNA具有強大的功能，這樣的功能是不可替代的，它具有這樣的功能，那么到底有什么樣的結構呢？我們知道結構與功能是相適應的，而DNA的結構又是怎么被發現的呢？這就是我們這節課所要討論的中心話題學生參與老師的互動，共同回答老師在復習過程中提出的問題。學生積極思考，舉手發言。復習上節課內容，集中學生的注意力，讓學生了解這節課的內容DNA結構的發現過程【簡述】在DNA結構的發現過程中有許多的科學家做出了卓越的貢獻，下面先向大家介紹一位。發動生物學革命的物理學家——薛定諤，是量子力學理論的創定人之一，曾經發表了一本書《生命是什么——活細胞的物理學說》，在書中他提到，生命科學的理論和方法將出現重大突破，而且他建議將物理學，化學的理論和方法引入到生命科學的研究中去。因此當時很多人從物理學的研究轉向了生物學的研究，包括了很多諾貝爾獎獲得者。接下來我們來步入DNA結構的發現之旅，看看為什么有這么多的科學家來投身于DNA的研究之中，他們又做出了哪些貢獻。【展示資料與簡述】DNA與蛋白質都是大分子物質，研究蛋白質的時候是先研究它的基本組成單位-氨基酸，同樣，研究DNA也應該先從比較簡單的結構開始。1991年美國生物化學學家萊文和瓊斯確定：DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸。并且經過化學分析，了解了脫氧核苷酸的結構如圖所示：而構成脫氧核苷酸的含氮堿基有四種，分別是A-腺嘌呤，G-鳥嘌呤，C-胞嘧啶，T-胸腺嘧啶。因此根據含氮堿基的不同，可以將脫氧核苷酸分為以下四種：基本組成單位找到之后，DNA的研究還在繼續進行。1951年科學家在實驗室里得到了DNA結晶，DNA具有結晶結構的發現，加速了DNA結構的研究進程。同年，鮑林證實了DNA具有螺旋結構。（介紹鮑林）1952年威爾金斯和富蘭克林確定：DNA具有雙鏈結構。（簡介富蘭克林和威爾金斯）這兩位曾經是合作者，在DNA的研究中做出了巨大的貢獻。他們使用了X射線衍射的物理技術，對DNA進行拍照并且計算，獲得了很多的數據。為其他的研究者提供了珍貴的材料。1953年沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構。（簡介沃森和克里克）克里克也是受到了薛定諤《生命是什么》的影響后，從物理學轉向生物學研究的。沃森在16歲時獲得了芝加哥大學的動物學理學學士，從小就展示了生命科學的天賦，22歲在英國劍橋大學結實了克里克，從此開始了兩位科學家的傳奇生涯。早在1951年就開始收集大量資料，開始搭積木的工作。搭積木我們都搭過吧？這兩位科學家擺脫了威爾金斯和富蘭克林純粹的計算過程，而開始了構建。這一步，是關鍵性的一步。學生認真聽老師對所展示資料的講述，學習當時科學家的過程。讓學生體驗科學家的研究過程，提高對生命科學的興趣。搭建模型【引導學生】注意每組的桌子上有模型，大家看下這是什么模型？對，是脫氧核苷酸。我想讓大家重溫一下沃森和克里克搭建DNA雙螺旋結構的過程。【提出問題】我們有的信息是DNA是雙鏈螺旋結構，那么你們認為在搭建過程中還有什么問題？【資料分析與解答問題】沃森和克里克是在很簡陋的條件下搭建的，也碰到了很多問題，這些問題需要一些信息來解決。1952年美國分析化學家查爾加夫提供了他早年研究的成果。如下我們可以找到什么樣的信息？對，各種含氮堿基數量不同，A與T含量相當，G與C含量相當。因此他提出了兩點；A+G=T+C;A=TG=C這是沃森和克里克后來提出的堿基互補配對原則的中心內容。1952年美國理論化學家古倫德向他們解釋了他自己的研究成果，他認為含氮堿基是以氫鍵相連的。非常重要的一條是1953年威爾金斯向沃森和克里克提供了富蘭克林的DNA衍射照片及數據。他們得出的結論是堿基在螺旋的內側，糖-磷酸在外側。而克里克根據這組照片得出DNA的兩條單鏈的走向是相反的。【提供信息指導構建模型】有了這么多的信息，請同學們分工合作，嘗試著搭建DNA結構。學生的積極性被激發，通過思考，提出自己的問題。積極思考老師在解答學生提出的問題時為了解決問題而提出的一些小問題，配合老師回答。解決一些基本問題之后，學生開始分小組搭建模型。讓學生嘗試搭建模型，從而能夠對DNA的結構特點有一個更好的把握與更深刻的印象。模型展示【組織學生展示作品】下面，請各小組將各自的作品向大家展示，并且適當解釋。（引導學生說出搭建過程中遇到的問題。）各小組學生展示各自小組的模型，并且在展示的過程中向大家解釋搭建的原因。激發學生的成就感，提高興趣，并且能夠更形象的解決一些知識點上的問題。總結DNA結構特點【提出問題】各小組所構建模型的相同之處？不同之處？【解答問題與總結】磷酸和五碳糖首尾相連，形成兩條鏈狀結構；含氮堿基滿足堿基互補配對原則通過氫鍵相連，形成了DNA比較穩定的雙鏈結構，體現了之前所說的DNA分子需要具有相對穩定的結構。遺傳信息儲存在DNA堿基對的排列順序當中，而堿基對的排列順序多種多樣，所以DNA分子儲存了無數的遺傳信息，這體現了之前所說的DNA分子需要具有多樣性。而DNA作為遺傳物質還需要能夠自我復制，這個內容會在之后的教學中來進行。【展示模型】通過展示DNA的立體模型，向同學們介紹DNA分子的螺旋方式（右手螺旋）以及具體數值（旋轉一周有10個脫氧核苷酸對，螺距3.4nm，螺旋的直徑2nm），像學生說明，這樣精確的數值就代表著生命科學。【展示圖片】課外擴展【簡述】DNA結構模型的發現標志著分子生物學的開端，從此人類開始進入了設計生命改造生命的階段。目前來講，DNA的研究與應用還在僅繼續進行當中。【提出問題并且引導學生回答】同學們對DNA的研究與應用有什么了解？請同學們展開想象力，思考你們希望DNA的研究與應用能再給人類帶來什么樣的好處？【簡述】DNA的研究還在不斷的進行，生命科學就是這樣的生生不息，而生命科學的發展一定是在其發展到一定階段的產物，也需要眾