2024-2025學(xué)年新教材高中生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第一節(jié) 核酸是遺傳物質(zhì)教案（2）浙科版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中生物第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第一節(jié)核酸是遺傳物質(zhì)教案（2）浙科版必修2主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容來自2024-2025學(xué)年新教材高中生物第三章《遺傳的分子基礎(chǔ)》第一節(jié)《核酸是遺傳物質(zhì)》，浙科版必修2。教學(xué)內(nèi)容圍繞核酸的結(jié)構(gòu)、功能及其作為遺傳物質(zhì)的重要性展開。具體包括核酸的分類、組成、堿基配對原則以及DNA和RNA在遺傳信息傳遞中的作用。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系在于，學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，對生物的遺傳特性有了初步的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將幫助學(xué)生建立核酸與遺傳信息的關(guān)聯(lián)，理解核酸在生物體內(nèi)如何存儲和傳遞遺傳信息，從而深入認(rèn)識遺傳的分子基礎(chǔ)。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以將新的知識點(diǎn)與已有知識體系相融合，形成更為完整的生物學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。通過學(xué)習(xí)核酸是遺傳物質(zhì)這一核心內(nèi)容，使學(xué)生能夠形成以下核心素養(yǎng)：

1.生命觀念：理解核酸在生物體內(nèi)的作用，認(rèn)識到遺傳信息的傳遞是生命活動的基礎(chǔ)，形成對生命現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法，分析核酸結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，提高邏輯思維和分析能力。

3.科學(xué)探究能力：通過課堂討論、實(shí)驗(yàn)演示和課后探究，激發(fā)學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)他們主動探索生命科學(xué)問題的能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、生物的遺傳特性等基礎(chǔ)知識，對生物學(xué)的學(xué)習(xí)有一定的認(rèn)識。此外，學(xué)生在之前的課程中學(xué)習(xí)了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，為理解核酸的組成和功能奠定了基礎(chǔ)。

2.在學(xué)習(xí)興趣方面，學(xué)生對生物科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)和前沿技術(shù)具有好奇心，對遺傳學(xué)方面的知識表現(xiàn)出較高的興趣。在學(xué)習(xí)能力上，學(xué)生具備一定的觀察、分析和解決問題的能力，但在抽象思維能力方面仍有待提高。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生更傾向于通過直觀、生動的教學(xué)方式，如實(shí)驗(yàn)演示、案例分析和小組討論等，來理解和掌握知識。

3.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：核酸的分類、組成和功能等方面知識的抽象性，對堿基配對原則的理解，以及DNA與RNA在遺傳信息傳遞過程中的作用機(jī)制。此外，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作過程中可能存在的誤差和問題解決能力方面也可能遇到挑戰(zhàn)。針對這些困難和挑戰(zhàn)，教師應(yīng)采取相應(yīng)的教學(xué)策略，如提供豐富的教學(xué)資源、設(shè)計(jì)互動性強(qiáng)的課堂活動，以及給予個別輔導(dǎo)等，幫助學(xué)生克服困難，提高學(xué)習(xí)效果。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與策略為了實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)，針對學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)，選擇以下教學(xué)方法和策略：

1.講授法：教師通過PPT展示，配合生動的語言講解，向?qū)W生闡述核酸的分類、組成、功能以及堿基配對原則等基礎(chǔ)知識，為學(xué)生搭建知識框架。

2.討論法：針對核酸在遺傳信息傳遞中的作用、DNA與RNA的區(qū)別與聯(lián)系等主題，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和批判性思維。

3.案例研究：通過分析具體生物現(xiàn)象，如病毒感染、基因突變等，讓學(xué)生深入了解核酸在生命過程中的作用，提高學(xué)生的實(shí)際問題解決能力。

4.項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：設(shè)計(jì)一個關(guān)于“探究DNA的提取與鑒定”的項(xiàng)目，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而加深對核酸知識的理解。

具體教學(xué)活動設(shè)計(jì)如下：

（1）導(dǎo)入：通過播放一段關(guān)于DNA的科普視頻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引出本節(jié)課的主題。

（2）課堂講授：使用PPT展示核酸的結(jié)構(gòu)、分類、組成和功能，結(jié)合講授法，讓學(xué)生了解核酸的基本知識。

（3）小組討論：將學(xué)生分成若干小組，針對DNA與RNA的異同、堿基配對原則等問題進(jìn)行討論，促進(jìn)學(xué)生的互動與思考。

（4）實(shí)驗(yàn)演示：現(xiàn)場演示DNA提取和鑒定實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地了解實(shí)驗(yàn)操作過程，為后續(xù)的項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)打下基礎(chǔ)。

（5）項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：學(xué)生以小組為單位，自主設(shè)計(jì)并實(shí)施“探究DNA的提取與鑒定”項(xiàng)目，教師在旁給予指導(dǎo)。

（6）成果展示與評價(jià)：各小組展示項(xiàng)目成果，進(jìn)行自評、互評和教師評價(jià)，提高學(xué)生的表達(dá)能力和自我反思能力。

教學(xué)媒體和資源使用：

1.PPT：用于展示教學(xué)內(nèi)容、案例圖片、實(shí)驗(yàn)步驟等，幫助學(xué)生直觀地理解知識。

2.視頻：用于導(dǎo)入新課、展示實(shí)驗(yàn)操作過程等，豐富教學(xué)形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.在線工具：利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程、學(xué)術(shù)文章等，為學(xué)生提供更多學(xué)習(xí)資料，拓展知識視野。

4.實(shí)驗(yàn)器材與試劑：為學(xué)生提供必要的實(shí)驗(yàn)器材和試劑，保證項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)的順利進(jìn)行。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解核酸的結(jié)構(gòu)、分類和功能，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，如“核酸在生物體內(nèi)有哪些作用？”和“DNA和RNA有哪些區(qū)別和聯(lián)系？”，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)核酸知識做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，如PPT、視頻、實(shí)驗(yàn)器材等，確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動環(huán)節(jié)，如小組討論、實(shí)驗(yàn)演示等，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題：“為什么說核酸是遺傳物質(zhì)？”引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的掌握情況，為學(xué)習(xí)核酸打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解核酸的分類、組成、功能和堿基配對原則，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出重點(diǎn)，如DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、RNA的多樣性等，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞“DNA與RNA在遺傳信息傳遞中的作用”問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)“探究DNA的提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)核酸知識的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對核酸的分類、功能、堿基配對原則等知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

發(fā)放隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對核酸知識的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯誤，進(jìn)行及時訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時：3分鐘）

知識拓展：

介紹關(guān)于基因編輯技術(shù)、核酸檢測等與核酸相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合核酸在醫(yī)學(xué)、科研等方面的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的核酸知識，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識點(diǎn)梳理一、核酸的分類與組成

1.核酸的分類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

2.核酸的組成：由核苷酸組成，核苷酸包括磷酸、五碳糖和含氮堿基。

-磷酸：連接核苷酸，形成核酸鏈。

-五碳糖：DNA中的五碳糖為脫氧核糖，RNA中的五碳糖為核糖。

-含氮堿基：DNA的含氮堿基有腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）；RNA的含氮堿基有腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。

二、核酸的結(jié)構(gòu)與功能

1.DNA的結(jié)構(gòu)：

-雙螺旋結(jié)構(gòu)：由兩條反向平行的鏈組成，鏈與鏈之間通過堿基對（A-T、G-C）相連。

-堿基配對原則：A與T之間通過兩個氫鍵連接，G與C之間通過三個氫鍵連接。

2.RNA的結(jié)構(gòu)：一般為單鏈結(jié)構(gòu)，存在局部雙鏈結(jié)構(gòu)，如tRNA的三葉草結(jié)構(gòu)。

3.核酸的功能：

-DNA：存儲遺傳信息，傳遞遺傳信息。

-RNA：參與蛋白質(zhì)的合成，包括mRNA（信使RNA）、tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）和rRNA（核糖體RNA）。

三、核酸在遺傳信息傳遞中的作用

1.DNA復(fù)制：通過堿基配對原則，DNA在細(xì)胞分裂時進(jìn)行半保留復(fù)制，確保遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。

2.轉(zhuǎn)錄：DNA作為模板，通過RNA聚合酶合成mRNA，將遺傳信息從DNA傳遞到mRNA。

3.翻譯：mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，與核糖體結(jié)合，通過tRNA的適配，將遺傳信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。

四、DNA與RNA的異同

1.相同點(diǎn)：都由核苷酸組成，具有堿基配對原則，參與遺傳信息的傳遞。

2.不同點(diǎn)：

-五碳糖：DNA為脫氧核糖，RNA為核糖。

-含氮堿基：DNA有T，RNA有U。

-結(jié)構(gòu)：DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)，RNA一般為單鏈結(jié)構(gòu)。

-功能：DNA主要存儲遺傳信息，RNA參與蛋白質(zhì)的合成。

五、核酸的提取與鑒定

1.提取方法：酚-氯仿法、鹽析法、磁珠法等。

2.鑒定方法：瓊脂糖凝膠電泳、紫外吸收光譜、熒光染色等。

六、核酸在醫(yī)學(xué)和科研中的應(yīng)用

1.基因診斷：利用核酸雜交原理，檢測基因突變和病原體感染。

2.基因治療：通過修復(fù)或替換異常基因，治療遺傳性疾病。

3.基因編輯：利用CRISPR/Cas9等技術(shù)，對基因進(jìn)行定點(diǎn)修飾。

4.核酸疫苗：基于mRNA或DNA疫苗，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。板書設(shè)計(jì)1.條理清楚、重點(diǎn)突出

①核酸的分類與組成

-DNA與RNA

-核苷酸：磷酸、五碳糖、含氮堿基

②核酸的結(jié)構(gòu)與功能

-DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

-堿基配對原則：A-T、G-C

-RNA功能：mRNA、tRNA、rRNA

③核酸在遺傳信息傳遞中的作用

-DNA復(fù)制

-轉(zhuǎn)錄：DNA→mRNA

-翻譯：mRNA→蛋白質(zhì)

2.簡潔明了

①核酸分類

-DNA：脫氧核糖核酸

-RNA：核糖核酸

②核酸組成

-核苷酸：磷酸、五碳糖、含氮堿基

③核酸功能

-DNA：存儲遺傳信息

-RNA：參與蛋白質(zhì)合成

3.藝術(shù)性和趣味性

①使用圖形和顏色突出重點(diǎn)

-使用不同顏色標(biāo)注DNA和RNA

-用圖形表示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

②設(shè)置趣味性的互動環(huán)節(jié)

-讓學(xué)生用肢體模擬堿基配對

-進(jìn)行“DNA復(fù)制接力賽”游戲教學(xué)反思在完成本節(jié)課的教學(xué)后，我對教學(xué)過程和效果進(jìn)行了反思。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對核酸的分類、組成和功能等基礎(chǔ)知識掌握得較好，但對堿基配對原則的理解還有待提高。在課堂討論和實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，學(xué)生積極參與，表現(xiàn)出較強(qiáng)的合作精神和動手能力。但在項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)過程中，部分學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和操作過程中遇到了困難，需要我在旁指導(dǎo)和鼓勵。

為了提高教學(xué)效果，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中做以下幾點(diǎn)改進(jìn)：

1.在講解堿基配對原則時，增加一些生動的實(shí)例和形象的比喻，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。

2.在實(shí)驗(yàn)操作前，加強(qiáng)對學(xué)生的指導(dǎo)和訓(xùn)練，確保他們掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能和安全知識。

3.在項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)中，提前為學(xué)生提供更多的參考資料和指導(dǎo)，幫助他們更好地完成任務(wù)。

4.針對學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和問題，及時給予個別輔導(dǎo)，幫助他們克服困難，提高學(xué)習(xí)效果。典型例題講解例題1：請簡述DNA復(fù)制的過程。

解答：DNA復(fù)制是DNA雙鏈分離后，每條鏈作為模板合成新的互補(bǔ)鏈的過程。這個過程包括以下幾個步驟：

1.解旋：DNA雙鏈在解旋酶的作用下分離成兩條單鏈。

2.引物合成：引物酶在單鏈DNA上合成一段短鏈RNA作為引物。

3.子鏈合成：DNA聚合酶沿著模板鏈合成新的互補(bǔ)鏈，從5'端向3'端延伸。

4.連接：DNA連接酶將新合成的DNA片段連接成完整的DNA雙鏈。

5.修飾：DNA復(fù)制后，新合成的DNA可能需要進(jìn)行甲基化等修飾。

例題2：請解釋轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。

解答：轉(zhuǎn)錄是指DNA作為模板合成mRNA的過程，翻譯是指mRNA上的遺傳信息轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的過程。

轉(zhuǎn)錄過程包括以下幾個步驟：

1.啟動：RNA聚合酶識別DNA上的啟動子，開始轉(zhuǎn)錄。

2.轉(zhuǎn)錄：RNA聚合酶沿著DNA模板鏈合成mRNA，從5'端向3'端延伸。

3.終止：RNA聚合酶到達(dá)終止子，釋放mRNA并脫離DNA模板。

翻譯過程包括以下幾個步驟：

1.核糖體結(jié)合：核糖體與mRNA結(jié)合，確定翻譯起始位點(diǎn)。

2.tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)：tRNA攜帶氨基酸進(jìn)入核糖體，根據(jù)mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子進(jìn)行堿基配對。

3.肽鏈延伸：tRNA上的氨基酸通過肽鍵連接形成肽鏈。

4.肽鏈釋放：當(dāng)核糖體到達(dá)終止子時，肽鏈從核糖體上釋放，形成蛋白質(zhì)。

例題3：請描述核酸在醫(yī)學(xué)和科研中的應(yīng)用。

解答：核酸在醫(yī)學(xué)和科研中有廣泛的應(yīng)用，包括以下幾個方面：

1.基因診斷：利用核酸雜交原理，檢測基因突變和病原體感染。

2.基因治療：通過修復(fù)或替換異?；?，治療遺傳性疾病。

3.基因編輯：利用CRISPR/Cas9等技術(shù)，對基因進(jìn)行定點(diǎn)修飾。

4.核酸疫苗：基于mRNA或DNA疫苗，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。

例題4：請簡述核酸提取和鑒定的方法。

解答：核酸提取是將核酸從細(xì)胞或組織中分離出來的過程，常用的提取方法包括酚-氯仿法、鹽析法、磁珠法等。核酸鑒定是對提取的