《DNA分子的结构》（第一课时）教学设计

姜焕焕

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必修2中《遗传与进化》第3章第2节的内容。本节课是在学生学习了“DNA是主要的遗传物质”之后，继续从分子水平上进一步阐明遗传的本质。DNA双螺旋结构的特点和碱基互补配对原则是学习“DNA分子的复制”和“基因表达”等内容的基础。本节课教材没有直接讲述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，通过学生动手尝试建构模型，加深对DNA分子结构特点的理解。在构建模型的探究活动中，教师要引导学生开展合作学习，积极参与讨论交流，不断发现问题和解决问题，让学生在“自我创造”中获取DNA分子结构的特点和DNA分子的特性等知识。本节教学需要2学时完成，本节课为第1课时。

教学目标

1.知识目标：概述DNA分子结构的主要特点。

2.能力目标：制作DNA分子双螺旋结构模型，探究遗传的多样性。

3.情感态度与价值观：学习科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的精神，感悟科学研究中蕴含的科学思想和科学态度。

教学重点和难点

重点：掌握DNA分子结构的主要特点;制作DNA分子双螺旋结构模型。

难点：掌握DNA分子结构的主要特点。

教师课前准备：PPT课件;DNA双螺旋结构模型组件：蓝色大球（代表脱氧核糖），白色小球（代表磷酸），绿色、蓝色、红色和黄色圆柱（分别代表A、T、G、C四种碱基），白色细柱（代表磷酸二酯键），白色粗柱（代表碱基与脱氧核糖之间的化学键）。

教学过程

一、创设情境，导入新课

播放PPT，展示北京中关村高科技园区的DNA雕塑，提出问题：大家知道为什么将它作为高科技的标志吗？我们已经知道DNA是遗传物质，那么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。

二、复习旧知，问题引导，构建核苷酸长链

提问：DNA的全称叫什么？它由哪些元素构成？基本单位是什么？由几部分构成？碱基有几种？

让学生在练习本上快速画出一个脱氧核苷酸，找出学生画错的例子给予纠正，指出碱基、脱氧核糖和磷酸正确的连接方式。在黑板上从上到下依次画出6个游离的脱氧核苷酸（涵盖4种），提问：黑板上画有6个游离的脱氧核苷酸，应怎样将它们连接成一条脱氧核苷酸链？请三位同学到黑板前连接。学生观察并指出错误，由学生自主归纳脱氧核苷酸之间正确的连接方式——磷酸与五碳糖通过磷酸二酯键交替连接。教师继续提问：观察三组单链的连接顺序是否相同？（不同，核苷酸的排列顺序有多种）

三、学生自主阅读教材，小组合作制作DNA分子结构模型

教师布置任务：同学们的桌子上，有已经分类整理好的制作DNA双螺旋结构模型的材料和用具。阅读教材P47-48资料，以小组为单位进行自主探究和讨论，并动手制作DNA的结构模型，时间为15分钟。制作过程中思考以下问题（PPT课件展示）：这几种材料分别代表DNA的什么成分？DNA分子由几条链构成？DNA的基本骨架由哪些物质组成？位于DNA的什么部位？DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？DNA具有怎样的立体结构？各小组阅读资料，模仿教材插图认真制作。教师巡视并参与小组制作，给予指导，并充分肯定学生的思维能力和动手能力。

四、小组展示，总结DNA分子双螺旋结构的特点

各小组代表上台展示制作的模型，请学生说出在制作过程中发现DNA分子有哪些结构特点？

学生总结：1.两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。2.外侧为磷酸和脱氧核糖交替排列构成的基本骨架。3.内侧为氢键连接的碱基对，以碱基互补配对原则配对。教师要引导学生认识到，外侧的基本骨架和内侧的碱基互不配对，因此DNA分子具有稳定性。

教师继续提问：观察各小组制作的模型是否完全一样？（长短和碱基对排列顺序不同）引导学生理解千变万化的碱基排列顺序构成了DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序又构成了DNA分子的特异性，DNA分子多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。

教学反思

本节课内容比较抽象，所以抓住学生的学习兴趣是关键。教学过程以基本单位“单链——双链——立体结构”为主线逐步展开，学生紧随教师的引导，主动探究，充分发挥了学生的主体作用。课堂上教师让学生亲自动手体验模型构建的过程，使抽象的知识变得生动形象。在动手操作过程中，学生现场展示，共同讨论，最终得出结论，科学素养和科学探究能力得到了发展和提高。学生在充满情感的、和谐的课堂氛围中体验到了成功的乐趣，树立起学好生物的信心。在今后的教学中，应留给学生更多的动手操作和展示的机会，努力提升学生的科学素养。

（责任编辑 赵永玲）