主体参与情景下的《DNA分子的结构》教学设计

一、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双螺旋结构模型，进行遗传信息多样性原因的探究。

3.情感目标：认同合作探究在科学研究中的重要性，体验科学探索要有锲而不舍的精神。

二、教学重难点

1.DNA分子结构的主要特点；

2.制作DNA双螺旋结构模型。

三、教学准备

DNA分子结构模型组件、多媒体课件。

四、教学过程

（一）创设情境，导入新课

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？让学生自主讨论，然后导入新课：“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分子的结构特点。”

（二）建构模型，探究新知

1.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分子的单位是脱氧核苷酸，且每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基构成的。

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？

【模型建构1】：脱氧核苷酸。

请一位同学展示所构建的脱氧核苷酸模型，教师点评。

教师展示资料2：DNA是由一个个脱氧核苷酸连接而成的长链构成的。

提出问题：一个个脱氧核苷酸怎么连接成长链呢？

【模型建构2】：脱氧核苷酸链。

让学生两人一组，利用刚才完成的脱氧核苷酸模型，分组试着构建脱氧核苷酸链模型。

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=胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量=胞嘧啶（C）的量。

提出问题：四种碱基之间的数量关系怎么解释呢？分析刚才所建构的模型，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？

【模型建构3】：DNA双链。

教师引导：模型的建构是否正确，需要通过科学的检验来确认。DNA原型是怎样的呢？

教师展示资料4：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，你们的模型符合吗？应如何修改才能体现DNA的双螺旋结构呢？

【模型建构4】：DNA双螺旋结构。

学生进一步完善构建的DNA双链结构，形成双螺旋结构。教师请完成得好的学生展示他们的模型，并给予肯定和鼓励，让学生体会成功的快乐，激发学生自主探究的主动性、积极性。

2.模型分析

【模型分析1】：教师展示PPT课件，请学生观察DNA分子的结构模型，讨论：（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？学生依据模型分析讨论，得出答案，教师点评、补充。

【模型分析2】：请四位学生将各组的碱基对排列顺序写在黑板上，请其他学生比较不同组学生构建的DNA模型，分析不同组的DNA模型有什么相同点和不同点，探究碱基对数量（n）和碱基对排列方式的关系，建立数学模型。

引导学生思考：DNA作为主要的遗传物质，其遗传信息蕴藏在哪？

教师总结：通过以上分析可知，碱基对的排列顺序是千变万化的，碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。

（三）小结新知（略）

（四）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，形成两个基本完全相同的DNA分子的。

五、教学反思

本节课将“DNA分子双螺旋结构模型的建构”这个验证性实验大胆地改为探究性实验，将建构DNA结构模型的过程以“基本单位——单链——平面双链——立体空间结构”的步骤逐步分解，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和DNA的结构。以DNA分子双螺旋结构模型为依托开展一系列探究活动，大大提高了学生的学习兴趣。

整节课中，学生跟随教师提供的资料，主动参与探究过程。教学时，教师应留给学生更多的空间展示自己，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，进而使学生的主体地位得到充分体现。

（责任编辑黄春香）

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