陜西省南鄭縣2024年高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 3.2 DNA分子的結(jié)構(gòu)B教學(xué)實錄 新人教版必修2

陜西省南鄭縣2024年高中生物第三章基因的本質(zhì)3.2DNA分子的結(jié)構(gòu)B教學(xué)實錄新人教版必修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容教材：新人教版必修2

章節(jié)：第三章基因的本質(zhì)3.2DNA分子的結(jié)構(gòu)

內(nèi)容：介紹DNA分子的基本結(jié)構(gòu)，包括脫氧核糖核苷酸的基本組成、DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、堿基配對原則、DNA分子的復(fù)制過程等。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，通過分析DNA分子的結(jié)構(gòu)，理解生物大分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；提升科學(xué)探究能力，通過實驗探究DNA復(fù)制過程，培養(yǎng)實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力；增強社會責(zé)任感，認(rèn)識到基因技術(shù)在現(xiàn)代生物科技中的重要性，激發(fā)學(xué)生對生命科學(xué)的興趣和探索精神。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①理解DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性；

②掌握DNA分子的堿基配對原則和遺傳信息傳遞的規(guī)律；

③認(rèn)識DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制。

2.教學(xué)難點，

①深入理解DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成原理和穩(wěn)定性維持機(jī)制；

②理解DNA復(fù)制過程中酶的作用和能量變化；

③將DNA分子的結(jié)構(gòu)與其功能相聯(lián)系，理解基因表達(dá)和調(diào)控的分子基礎(chǔ)。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合多媒體教學(xué)，通過PPT展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的動畫，幫助學(xué)生直觀理解其結(jié)構(gòu)特征。

2.組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析DNA復(fù)制過程中的關(guān)鍵步驟和酶的作用，提高學(xué)生的批判性思維和合作能力。

3.實施實驗?zāi)M活動，讓學(xué)生通過動手操作，體驗DNA分子的半保留復(fù)制過程，加深對理論知識的理解。

4.利用在線資源，如虛擬實驗平臺，提供互動式學(xué)習(xí)體驗，增強學(xué)生對DNA分子結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細(xì)內(nèi)容：首先，通過展示生活中常見的生物圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考生物多樣性的背后是由什么決定的。接著，提出問題：“生物體的遺傳信息是如何傳遞和表達(dá)的？”以此引出本節(jié)課的主題——DNA分子的結(jié)構(gòu)。用時5分鐘。

2.新課講授

①DNA分子的基本結(jié)構(gòu)

詳細(xì)內(nèi)容：展示DNA分子的基本組成單元——脫氧核糖核苷酸，解釋其包含的堿基、磷酸和脫氧核糖。接著，展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的模型或動畫，講解其形成原理和穩(wěn)定性維持機(jī)制。用時10分鐘。

②DNA分子的堿基配對原則

詳細(xì)內(nèi)容：介紹DNA分子中的四種堿基及其配對關(guān)系（A-T、C-G），通過配對游戲活動，讓學(xué)生鞏固堿基配對原則。用時5分鐘。

③DNA分子的復(fù)制過程

詳細(xì)內(nèi)容：講解DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制，結(jié)合模型或動畫演示，讓學(xué)生理解復(fù)制過程的關(guān)鍵步驟和酶的作用。用時10分鐘。

3.實踐活動

①DNA雙螺旋模型構(gòu)建

詳細(xì)內(nèi)容：分組進(jìn)行DNA雙螺旋模型的構(gòu)建，讓學(xué)生通過動手操作，加深對DNA結(jié)構(gòu)特征的理解。用時15分鐘。

②DNA復(fù)制實驗?zāi)M

詳細(xì)內(nèi)容：模擬DNA復(fù)制過程，讓學(xué)生觀察并記錄復(fù)制過程中的變化，培養(yǎng)實驗操作和數(shù)據(jù)分析能力。用時10分鐘。

③DNA序列分析

詳細(xì)內(nèi)容：提供一段DNA序列，讓學(xué)生分析其遺傳信息，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和邏輯思維能力。用時10分鐘。

4.學(xué)生小組討論

舉例回答：

①如何解釋DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)？

學(xué)生可能回答：DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)是由兩條反向平行的鏈通過堿基配對形成的，這種結(jié)構(gòu)使得DNA分子具有較高的穩(wěn)定性和抗腐蝕性。

②DNA復(fù)制過程中有哪些酶參與？

學(xué)生可能回答：DNA復(fù)制過程中涉及DNA聚合酶、解旋酶和連接酶等，這些酶分別負(fù)責(zé)合成新鏈、解開雙鏈和連接斷鏈。

③DNA分子結(jié)構(gòu)與其功能有何關(guān)系？

學(xué)生可能回答：DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)使得其能夠存儲大量的遺傳信息，而堿基配對原則保證了遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。

5.總結(jié)回顧

詳細(xì)內(nèi)容：首先，對本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強調(diào)DNA分子的結(jié)構(gòu)、堿基配對原則和復(fù)制過程的重要性。接著，提出問題：“DNA分子結(jié)構(gòu)的研究對我們有什么意義？”引導(dǎo)學(xué)生思考基因技術(shù)在現(xiàn)代生物科技中的應(yīng)用。最后，布置課后作業(yè)，要求學(xué)生查閱資料，了解DNA分子結(jié)構(gòu)在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。用時5分鐘。

總用時：45分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-人類基因組計劃：介紹人類基因組計劃的背景、目標(biāo)和意義，以及它對醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究的深遠(yuǎn)影響。

-基因編輯技術(shù)：講解CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)的基本原理和應(yīng)用，以及它們在基因治療和基因驅(qū)動研究中的潛在價值。

-DNA指紋技術(shù)：解釋DNA指紋技術(shù)的原理和在實際應(yīng)用中的重要性，如法醫(yī)學(xué)鑒定、親子鑒定等。

-DNA序列數(shù)據(jù)庫：介紹DNA序列數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成和使用方法，如NCBI的GenBank數(shù)據(jù)庫，以及如何查找和分析DNA序列。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以閱讀關(guān)于人類基因組計劃的科普文章或書籍，了解人類基因組計劃的歷史、進(jìn)展和未來展望。

-探索基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如提高作物的抗病蟲害能力和改良作物品種。

-通過網(wǎng)絡(luò)資源或圖書館資料，了解DNA指紋技術(shù)在刑事偵查中的應(yīng)用案例。

-利用DNA序列數(shù)據(jù)庫，查找特定基因或基因組的信息，分析其結(jié)構(gòu)和功能。

-參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的科學(xué)講座，聆聽專業(yè)人士對基因技術(shù)和DNA研究的講解。

-通過在線課程或視頻教程，學(xué)習(xí)基因測序的基本原理和實驗技術(shù)。

-參加科學(xué)實驗室的開放日，親身體驗DNA提取、PCR擴(kuò)增等實驗操作。

-閱讀有關(guān)生物信息學(xué)的書籍或論文，了解如何解析和分析生物大數(shù)據(jù)。

-參與基因工程相關(guān)的科學(xué)競賽或項目，如基因改造模型競賽，提高實踐操作能力。

-關(guān)注基因技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，思考其對人類健康和疾病治療的潛在影響。重點題型整理1.題型：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析

答案示例：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要來源于以下幾個方面：

①堿基對之間的氫鍵連接，A-T之間形成兩個氫鍵，C-G之間形成三個氫鍵，這種配對方式使得DNA雙鏈之間具有較強的吸引力。

②磷酸基團(tuán)和脫氧核糖交替排列，形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)。

③雙螺旋的右手螺旋結(jié)構(gòu)，使得DNA分子在空間上具有一定的剛性。

2.題型：DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制

答案示例：DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制是指每個DNA分子在復(fù)制時，其原有的兩條鏈分別作為模板，各自復(fù)制出一條新鏈。具體過程如下：

①DNA解旋酶解開DNA雙鏈，形成單鏈模板。

②DNA聚合酶在模板鏈上合成新的互補鏈。

③DNA連接酶連接新合成的DNA片段，形成完整的DNA分子。

3.題型：DNA分子結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系

答案示例：DNA分子結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

①DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)使得其能夠存儲大量的遺傳信息。

②堿基配對原則保證了遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。

③DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制保證了遺傳信息的穩(wěn)定性。

4.題型：DNA復(fù)制過程中的酶的作用

答案示例：DNA復(fù)制過程中的酶主要有以下幾種作用：

①DNA解旋酶：解開DNA雙鏈，形成單鏈模板。

②DNA聚合酶：在模板鏈上合成新的互補鏈。

③DNA連接酶：連接新合成的DNA片段，形成完整的DNA分子。

5.題型：DNA序列分析

答案示例：DNA序列分析主要包括以下步驟：

①提取DNA樣本。

②進(jìn)行PCR擴(kuò)增，獲得目的DNA片段。

③對擴(kuò)增后的DNA片段進(jìn)行測序。

④分析測序結(jié)果，獲取基因序列信息。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們深入探討了DNA分子的結(jié)構(gòu)及其在生物遺傳中的重要角色。以下是本節(jié)課的主要內(nèi)容回顧：

1.DNA分子的基本結(jié)構(gòu)：我們學(xué)習(xí)了DNA分子的組成單元——脫氧核糖核苷酸，包括堿基、磷酸和脫氧核糖，以及它們?nèi)绾闻帕谐呻p螺旋結(jié)構(gòu)。

2.DNA分子的穩(wěn)定性：通過分析堿基配對、磷酸骨架和雙螺旋結(jié)構(gòu)，我們理解了DNA分子的穩(wěn)定性及其在細(xì)胞內(nèi)的持久性。

3.DNA復(fù)制過程：我們了解了DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制，包括解旋、合成新鏈和連接等步驟。

4.DNA復(fù)制過程中的酶：我們學(xué)習(xí)了DNA復(fù)制過程中涉及的關(guān)鍵酶，如DNA聚合酶、解旋酶和DNA連接酶，以及它們在復(fù)制過程中的作用。

5.DNA分子結(jié)構(gòu)與其功能的關(guān)系：我們認(rèn)識到DNA分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的緊密聯(lián)系，包括信息存儲、傳遞和表達(dá)。

當(dāng)堂檢測：

為了檢測學(xué)生對本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況，以下是一些檢測題目：

1.簡述DNA分子的基本組成單位及其功能。

2.解釋DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的堿基配對原則，并說明其重要性。

3.描述DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制，并舉例說明。

4.列舉DNA復(fù)制過程中涉及的酶及其功能。

5.分析DNA分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系，并舉例說明。

檢測題目答案示例：

1.DNA分子的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸，包括堿基（A、T、C、G）、磷酸和脫氧核糖。堿基負(fù)責(zé)攜帶遺傳信息，磷酸和脫氧核糖則構(gòu)成DNA分子的骨架。

2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的堿基配對原則是A-T之間形成兩個氫鍵，C-G之間形成三個氫鍵。這種配對方式保證了DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性和遺傳信息的穩(wěn)定性。

3.DNA復(fù)制過程中的半保留復(fù)制機(jī)制是指每個DNA分子在復(fù)制時，其原有的兩條鏈分別作為模板，各自復(fù)制出一條新鏈。例如，在