DNA分子的结构

一、教学目标

① 知识方面：概述DNA分子结构的主要特点

② 能力方面：制作DNA双螺旋结构模型；进行遗传信息多样性原因的探究

③ 情感态度和价值观方面：认同与人合作在科学研究中的重要性；体验科学探索不是一帆风顺的，需要锲而不舍的精神

二、教学重点

① DNA分子结构的主要特点

② 制作DNA双螺旋结构模型

三、教学难点

DNA分子结构的主要特点

四、教学过程

1、创设情境，导入新知

教师展示沃森和克里克的图片，提出问题：同学们，你们知道这两位科学家吗？

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模型并探究DNA分子的结构。

2、模型建构

教师展示【资料1】：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的单位是         ，且每个脱氧核苷酸是由             、           、           构成的。（空白处请同学们回忆已学知识回答）

提出问题：依据这则资料，你能试着构建出脱氧核苷酸的结构模型吗？

①、【模型建构1】：脱氧核苷酸

请一位同学到黑板上画出你所构建的脱氧核苷酸模型的示意图，教师纠正。

教师展示【资料2】：DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链构成的。

提出问题：从这则资料中可以获取一个信息，一个个脱氧核苷酸要连接成长链，怎么连呢？

②、【模型建构2】:脱氧核苷酸链

学生代表回答脱水缩合，教师点评，课件展示正确的连接方法。

教师展示【资料3】：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：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）的量这一碱基之间的数量关系。

提出问题：分析刚才所建构的模型是否符合这一科学事实，讨论应构建怎样的模型才能在任何情况下都符合这样的科学事实？

③、【模型建构3】:DNA双链

请一位学生说明如此构建的原因，教师点评。

提出问题：模型构建地正确与否关键要看是否与DNA原型一致。DNA原型是怎样的呢？

教师展示【资料4】：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，应如何体现DNA的双螺旋结构呢？（在平面双链的基础上旋转即可）

④、【模型建构4】:DNA双螺旋结构

教师请完成得好的同学展示他们的模型，给予肯定和鼓励。让学生体会成功的快乐，激发学生自主探究的主动性，增强成功信心。

3、模型分析

分析：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？

问题（1）中很容易出现一个错误，从模型中同学们很容易认为排列在外侧的是磷酸，教师应给予引导：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，教师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。

通过上述分析，学生不难归纳出DNA分子结构主要特点：

（1）DNA分子是有    条链组成，        盘旋成         结构。

（2）          交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；     排列在内侧。

（3）碱基通过      连接成碱基对，并遵循              原则。

4、小结新知

    师生一起总结DNA双螺旋结构的发现历程，以及DNA结构的特点。

五、作业布置

以本节课构建的模型为基础，探究DNA是如何完成复制，形成2个基本完全相同的DNA分子的。

六、教学反思

1、在教学中将DNA结构模型的建构分解，以“基本单位—单链—平面双链—立体空间结构”逐步深入，由简单到复杂，符合学生的认知规律，有利于学生理解脱氧核苷酸的结构和DNA的结构。

2、本节课将DNA分子双螺旋结构模型的建构这个验证型实验大胆地改为探究型学习，学生能跟随教师提供的资料，主动参与探究过程，由被动的接受知识变为主动的探究知识、获取知识。在探究中学生能自己发现问题，分析问题，解决问题，培养学生的生物学素养和分析解决问题的能力。

3、DNA分子双螺旋结构模型的建构完成后，有关DNA 分子结构的相关知识都由学生分析讨论得出，这使学生观察图形、分析资料得出理性认识的能力得到了很好的锻炼。最后，本节课将后面的碱基对序列的探究整合提到了这里，由于更直观，所以教学效果更好。

4、在整节课中，充分体现了学生的主体地位，尽量留给学生更多的空间，更多的展示自己的机会，让学生在充满情感的、和谐的课堂氛围中，在老师和同学的鼓励和欣赏中认识自我、找到自信，体验成功的乐趣，树立学好生物和进行探究学习的信心。

5、本节课不足之处，对学生所提问题停留时间较短，学生思考讨论比较仓促；另外如果本节课最后几分钟能加入当堂小卡测，相信效果更佳。