“DNA分子的结构”的教学设计

杨月平

摘要：本节教学中，教师通过对"DNA分子的结构"教学的精心设计，引导学生根据层层递进的问题进行讨论与探究，通过学生动手制作DNA模型与黑板彩色卡纸贴图拼接的方式，较好地掌握相关的学习内容。

关键词：DNA结构；学生动手；合作学习； 教学设计

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-5962（2013）07-0034-02

1教材分析

人教版高中生物教材《遗传和进化》第三章第二节"DNA分子的结构"一节，教学安排1课时。教学内容包括DNA分子的结构、DNA双螺旋结构模型的构建、碱基互补配对原则等知识。通过前面的学习，学生了解到DNA是主要的遗传物质，但不能理解DNA作为遗传物质的内在原因，即DNA应具有作为遗传物质所应有的结构和功能上的特点。通过本节的学习，学生可以对此有更深的理解。

2教学目标

2.1知识目标。

了解DNA结构发现的过程；概述DNA分子的结构及特点；探讨碱基互补配对原则。

2.2能力目标。

通过学生制作DNA双螺旋模型和彩色卡纸贴图拼接，培养学生观察、分析、总结归纳的能力；通过小组合作、组内讨论、学生展示，培养学生自主学习、合作学习的能力；通过生物发展史过程的再现，培养学生科学性思维的能力。

2.3情感态度与价值观目标。

体会生物科技发展历程的艰辛，培养坚持不懈的毅力；通过揭示DNA结构和功能的相互统一，对学生进行辩证唯物主义世界观教育；通过学生动手制作，培养学生的合作意识和科学态度。

3教学重点与难点

DNA分子的结构；学生动手自制DNA双螺旋结构模型；碱基互补配对原则。

4教学准备

教师编制学案，准备课件；学生分组；每组准备40对脱氧核苷酸塑料模型；每组准备一样大小的（18cm×10cm）红、橙、黄、绿四色卡纸（红色代表A，橙色代表G，黄色代表T，绿色代表C），磁铁或双面胶。

5教学过程

5.1利用旧知，导入新课。

通过"DNA是主要的遗传物质"的复习，提出为什么DNA能作为生物的遗传物质？DNA具有怎样的结构特点决定了它的这一功能？激发学生探究欲望，导入新课。

5.2问题创设，层层推进。

5.2.1问题1：组成DNA分子的元素及单位是什么？

【任务1】认识脱氧核苷酸的结构。了解五碳糖结构中1'端连接碱基，5'端连接磷酸的特点，为脱氧核苷酸相连形成长链做好铺垫。

5.2.2问题2：4种脱氧核苷酸是如何相连形成一条脱氧核苷酸长链的？

【任务2】每组学生组装一条含有20个脱氧核苷酸的长链。老师提及磷酸二酯键帮助学生拓展知识，加深对脱氧核苷酸相连形成长链的理解。

5.2.3问题3：DNA分子含有几条脱氧核苷酸长链？

【任务3】每组学生组装另一条脱氧核苷酸长链。

5.2.4问题4：DNA分子两条链之间的关系是什么？

【任务4】请3个同学前后站立，左手搭左肩；另外3个同学前后站立，左手搭左肩，两组同学无法握手。若一组同学回头前后站立，两组同学可以顺利的将右手相握。从而形象地模拟出DNA分子两条链是反向平行的。

5.2.5问题5：DNA分子的平面结构。

在前面的推导下，学生顺利的掌握了DNA分子的平面结构。

5.2.6问题6：DNA分子的立体结构。

（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。

（2）DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架；碱基排列在内侧。

（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A与T配对，G与C配对，遵循碱基互补配对原则。

5.3小组合作，继续探究。

5.3.1各组卡纸相同，任意拼接DNA分子模型。

每组发一样大小的（18cm×10cm）四色卡纸16张。红色代表A，橙色代表G，黄色代表T，绿色代表C。其中每种颜色各4张。每张卡纸代表一个脱氧核苷酸。

【任务5】每组派第一位同学上黑板，拿组内任意8张卡纸在黑板中上下拼接，用磁铁或双面胶粘住。

【任务6】每组派第二位同学上黑板，拿笔画出磷酸二酯键，将8个脱氧核苷酸相连并形成一条长链。

【任务7】每组派第三位同学上黑板，将另外剩余的8张卡纸在黑板中进行配对，用磁铁或双面胶粘住。

【任务8】每组派第四位同学上黑板，拿笔画出磷酸二酯键和氢键，形成完整的DNA分子的平面结构模型。

5.3.2各组色彩迥异，总结DNA分子结构特点。

黑板上形成了各组色彩迥异的碱基配对方式，由此引发学生思考：为什么每组拿着一样的脱氧核苷酸，却可以组合出颜色迥异连接方式不同的DNA分子？学生由感官的认知上升到理性的思考，可以顺利推出DNA分子的结构特点：

（1）多样性：碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。

（2）特异性：碱基的特定排列顺序，构成每一个DNA分子的特异性。

（3）稳定性：DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架不变；两条链之间碱基互补配对的方式不变。共同决定了DNA分子的稳定性。

5.4知识拓展，能力提升。

在碱基互补配对原则中，A配T，G配C。而且A与T之间是两个氢键，G与C之间是三个氢键。由此可推出：

（1）G与C含量越多，DNA分子越稳定。

（2）在DNA分子中：

A=T，G=C；A+G=T+C；A+G/T+C=1；

任意两个不互补碱基之和相等，并为碱基总数的50%；

嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数。

5.5归纳总结，梳理体系。

为了进一步巩固本节课的知识体系，引导学生进行总结，采用小组合作的方式梳理本节课主要的知识体系：（1）DNA分子的结构（是反向平行的双螺旋；脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧构成基本骨架；含氮碱基在内侧靠氢键相连并遵循碱基互补配对原则）；（2）DNA分子的特点（多样性、特异性、稳定性）。

5.6适当留白，留下思考。 关于DNA结构的发现过程，涉及到哪些学科？生物学发展的历程，给予我们什么样的启示？

6教学反思

本节课在教学设计上，通过设计问题层层推进，学生很顺利的掌握了DNA分子的结构；通过学生动手制作DNA模型，学生列队模拟DNA连接方式，通过在黑板上拼接四色卡纸，学生很好地掌握了DNA分子结构的特点。教师在整个教学设计中，注重引导学生思考，强调小组合作与探究，充分体现了学生的主体性，注重全面提高学生的科学素养，形成了一个非常流畅的生成性课堂。

参考文献

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[2]刘晓彩，王兴明，王任童，戴亚堂，丁立生。荧光光谱法研究偶氮胂Ⅲ与DNA的作用 [J]《西南科技大学学报》2010、4 .