陜西省南鄭縣2024年高中生物 第三章 基因的本質(zhì) 3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)A教學(xué)設(shè)計(jì) 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)3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)A教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版必修2授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容新人教版必修2教材第三章“基因的本質(zhì)”中，3.1節(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的內(nèi)容。主要包括：1.描述DNA分子的結(jié)構(gòu)和功能；2.介紹DNA復(fù)制的原理和過(guò)程；3.講解DNA在遺傳信息傳遞中的作用；4.分析DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：1.科學(xué)思維，通過(guò)DNA結(jié)構(gòu)的探究，提升學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法分析問(wèn)題的能力；2.科學(xué)探究，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證DNA是遺傳物質(zhì)的假設(shè)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力；3.生命觀念，使學(xué)生理解DNA在生物遺傳中的重要地位，形成對(duì)生命現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí)；4.審美情趣，在觀察DNA分子結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的審美能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在此前已學(xué)習(xí)過(guò)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)遺傳信息的概念有所了解。然而，對(duì)于DNA分子的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、復(fù)制機(jī)制以及其在遺傳信息傳遞中的作用，學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)較為薄弱。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)生物學(xué)科普遍感興趣，尤其是對(duì)生物技術(shù)的應(yīng)用和遺傳學(xué)原理。學(xué)生具備一定的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作技能，但可能缺乏深入分析和推理的能力。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好直觀的實(shí)驗(yàn)操作，而另一部分學(xué)生則更傾向于理論學(xué)習(xí)和邏輯推理。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在理解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)時(shí)可能會(huì)感到抽象難懂，需要通過(guò)具體的模型或?qū)嶒?yàn)來(lái)輔助理解。在分析DNA復(fù)制過(guò)程中的半保留復(fù)制原理時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到邏輯上的困難，難以將理論應(yīng)用于實(shí)際。此外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中可能面臨實(shí)驗(yàn)技巧和實(shí)驗(yàn)誤差控制的問(wèn)題。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都擁有新人教版必修2教材，并準(zhǔn)備相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)資料。

2.輔助材料：準(zhǔn)備DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的模型圖、DNA復(fù)制過(guò)程動(dòng)畫視頻以及相關(guān)的圖表和圖片，以幫助學(xué)生直觀理解。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備DNA提取實(shí)驗(yàn)所需的器材，如離心機(jī)、移液器、DNA提取試劑盒等，確保實(shí)驗(yàn)操作的安全性和有效性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保學(xué)生能夠有序進(jìn)行小組討論和實(shí)驗(yàn)操作。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示一張DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的圖片，提問(wèn)學(xué)生關(guān)于遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)知識(shí)，如什么是遺傳物質(zhì)，它在生物體中的作用是什么。

-回顧舊知：簡(jiǎn)要回顧細(xì)胞核、染色體、基因等概念，幫助學(xué)生將新知識(shí)與已有知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：詳細(xì)講解DNA分子的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如堿基對(duì)、雙螺旋結(jié)構(gòu)）、功能（如攜帶遺傳信息、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄）。

-舉例說(shuō)明：通過(guò)人類遺傳病的實(shí)例，如鐮刀型細(xì)胞貧血癥，展示DNA突變?nèi)绾螌?dǎo)致遺傳性疾病。

-互動(dòng)探究：分組討論DNA復(fù)制過(guò)程中的半保留復(fù)制機(jī)制，每個(gè)小組提出假設(shè)，并通過(guò)模型展示來(lái)驗(yàn)證。

3.實(shí)驗(yàn)演示（約20分鐘）

-展示DNA提取實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，包括細(xì)胞破碎、鹽析、乙醇沉淀等步驟。

-講解實(shí)驗(yàn)原理，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

4.實(shí)踐操作（約20分鐘）

-學(xué)生分組進(jìn)行DNA提取實(shí)驗(yàn)，每組由教師指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)步驟的正確性。

-教師巡視指導(dǎo)，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

5.小組討論（約15分鐘）

-學(xué)生分組討論DNA復(fù)制過(guò)程中的酶和蛋白質(zhì)的作用，以及它們?nèi)绾斡绊憦?fù)制過(guò)程。

-每組選派代表進(jìn)行分享，教師引導(dǎo)學(xué)生深入思考并解答疑問(wèn)。

6.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：完成教材中的練習(xí)題，包括選擇題、填空題和簡(jiǎn)答題，以檢驗(yàn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

-教師指導(dǎo)：對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行講解，糾正錯(cuò)誤，強(qiáng)化重點(diǎn)。

7.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)DNA作為遺傳物質(zhì)的重要性。

-鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)DNA的發(fā)現(xiàn)歷史和現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行反思，提出自己的觀點(diǎn)。

8.布置作業(yè)（約5分鐘）

-布置相關(guān)練習(xí)題和閱讀材料，要求學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容。

-強(qiáng)調(diào)作業(yè)的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生課后復(fù)習(xí)鞏固。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-DNA結(jié)構(gòu)模型：介紹不同類型的DNA結(jié)構(gòu)模型，如沃森-克里克的雙螺旋模型、費(fèi)爾南德斯-諾瓦羅的DNA折紙模型等，這些模型有助于學(xué)生直觀理解DNA的結(jié)構(gòu)。

-遺傳工程案例：收集一些遺傳工程在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物等，展示DNA技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

-DNA復(fù)制過(guò)程動(dòng)畫：提供一些高質(zhì)量的DNA復(fù)制過(guò)程動(dòng)畫，幫助學(xué)生理解DNA復(fù)制的過(guò)程和機(jī)制。

-人類基因組計(jì)劃：介紹人類基因組計(jì)劃的背景、目標(biāo)、成果及其對(duì)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的意義。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或圖書館查閱關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的最新研究進(jìn)展，了解DNA結(jié)構(gòu)的研究動(dòng)態(tài)。

-組織學(xué)生進(jìn)行小組項(xiàng)目，研究DNA在不同生物體中的作用，如細(xì)菌、植物、動(dòng)物等。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)?；蛏鐓^(qū)的科學(xué)展覽，展示他們關(guān)于DNA的知識(shí)和研究成果。

-安排學(xué)生參觀科研機(jī)構(gòu)或生物實(shí)驗(yàn)室，親身感受DNA研究的實(shí)際操作過(guò)程。

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀有關(guān)DNA和遺傳學(xué)的科普書籍，如《基因傳》、《自私的基因》等，以拓寬知識(shí)面。

-利用在線課程或MOOC平臺(tái)，學(xué)習(xí)DNA相關(guān)的高階課程，如分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等。

-組織學(xué)生觀看與DNA相關(guān)的紀(jì)錄片或科普視頻，如《生命的奧秘》、《解碼生命》等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)競(jìng)賽，如青少年科技創(chuàng)新大賽、生物奧林匹克競(jìng)賽等，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決。

-安排學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，如DNA提取實(shí)驗(yàn)、PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)等，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科研能力。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注DNA技術(shù)在法律、倫理和社會(huì)問(wèn)題上的討論，如基因編輯、基因隱私等，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和社會(huì)責(zé)任感。內(nèi)容邏輯關(guān)系①DNA分子的化學(xué)組成：

-堿基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）、鳥(niǎo)嘌呤（G）

-五碳糖：脫氧核糖

-磷酸

②DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

-雙螺旋結(jié)構(gòu)：兩條反向平行的鏈圍繞一個(gè)共同的軸旋轉(zhuǎn)

-堿基配對(duì)規(guī)則：A-T、C-G

-手性：DNA分子具有手性，即存在鏡像異構(gòu)體

③DNA的功能：

-攜帶遺傳信息：DNA編碼生物體的遺傳特征

-復(fù)制：DNA通過(guò)半保留復(fù)制傳遞遺傳信息

-轉(zhuǎn)錄：DNA作為模板合成RNA

-翻譯：RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成

④DNA復(fù)制過(guò)程：

-解旋：DNA雙鏈解開(kāi)

-合成：新的互補(bǔ)鏈形成

-凝聚：新合成的DNA鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)

⑤DNA復(fù)制的酶：

-解旋酶：解開(kāi)DNA雙鏈

-聚合酶：合成新的DNA鏈

-連接酶：連接DNA片段

⑥D(zhuǎn)NA復(fù)制的重要性：

-維持生物體的遺傳穩(wěn)定性

-傳遞遺傳信息給后代

-為生物進(jìn)化提供基礎(chǔ)課堂1.課堂評(píng)價(jià)：

-提問(wèn)環(huán)節(jié)：通過(guò)設(shè)計(jì)開(kāi)放式和封閉式問(wèn)題，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)和功能的理解。例如，提問(wèn)“DNA分子由哪些基本組成單位構(gòu)成？”和“請(qǐng)解釋DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其意義。”

-觀察學(xué)生參與度：注意學(xué)生在課堂活動(dòng)中的參與程度，如小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等，評(píng)估他們的積極參與和合作能力。

-實(shí)時(shí)反饋：在講解過(guò)程中，通過(guò)學(xué)生的表情、肢體語(yǔ)言和回答問(wèn)題的情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和內(nèi)容，確保學(xué)生能夠跟上教學(xué)進(jìn)度。

-小組展示：組織學(xué)生分組展示他們對(duì)DNA復(fù)制過(guò)程的理解，通過(guò)學(xué)生的表現(xiàn)評(píng)價(jià)他們的知識(shí)掌握情況和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

-實(shí)驗(yàn)操作評(píng)價(jià)：在DNA提取實(shí)驗(yàn)中，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，如操作規(guī)范、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果分析等，以評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2.學(xué)生互動(dòng)評(píng)價(jià)：

-課堂討論：鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上積極提問(wèn)和回答問(wèn)題，評(píng)價(jià)他們的思維活躍度和對(duì)知識(shí)的深入理解。

-角色扮演：通過(guò)角色扮演活動(dòng)，如模擬DNA復(fù)制過(guò)程，評(píng)價(jià)學(xué)生的參與度和對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用能力。

-反思日記：課后要求學(xué)生撰寫反思日記，記錄他們?cè)谡n堂學(xué)習(xí)中的收獲和困惑，以便教師了解學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)需求。

3.作業(yè)評(píng)價(jià)：

-作業(yè)批改：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行詳細(xì)批改，關(guān)注他們?cè)谥R(shí)點(diǎn)的掌握程度和錯(cuò)誤類型。

-個(gè)性化反饋：針對(duì)學(xué)生的作業(yè)，提供個(gè)性化的反饋，指出他們的優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。

-定期回顧：定期回顧學(xué)生的作業(yè)，跟蹤他們的學(xué)習(xí)進(jìn)步，確保他們能夠持續(xù)提升。

-家長(zhǎng)溝通：與家長(zhǎng)溝通學(xué)生的作業(yè)情況，共同關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，形成家校共育的良好氛圍。

4.教學(xué)效果評(píng)估：

-定期測(cè)試：通過(guò)課堂小測(cè)驗(yàn)或單元測(cè)試，評(píng)估學(xué)生對(duì)本章節(jié)知識(shí)的掌握程度。

-學(xué)生自我評(píng)價(jià)：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，反思自己的學(xué)習(xí)方法和效果。

-教學(xué)反思：教師定期進(jìn)行教學(xué)反思，總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

5.調(diào)整教學(xué)策略：

-根據(jù)課堂評(píng)價(jià)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，如改變教學(xué)節(jié)奏、增加互動(dòng)環(huán)節(jié)、提供額外的輔導(dǎo)等。

-針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供個(gè)性化的輔導(dǎo)和資源支持，確保每個(gè)學(xué)生都能達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

-題目：DNA提取實(shí)驗(yàn)報(bào)告

-說(shuō)明：要求學(xué)生根據(jù)DNA提取實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、材料與試劑、操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論等部分。

-答案示例：

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簭闹参锛?xì)胞中提取DNA。

原理：利用鹽析法從細(xì)胞中提取DNA。

材料與試劑：新鮮的植物葉片、NaCl溶液、蒸餾水、玻璃棒等。

操作步驟：

1.將植物葉片剪碎，加入適量的NaCl溶液。

2.混勻后用玻璃棒攪拌，觀察DNA析出。

3.將析出的DNA溶解于蒸餾水中。

4.觀察溶液的顏色變化，確認(rèn)DNA的存在。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：溶液呈現(xiàn)淡黃色，證明DNA提取成功。

討論：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們了解到NaCl溶液的濃度對(duì)DNA的提取有重要影響。

2.解題練習(xí)：

-題目：解釋DNA復(fù)制過(guò)程中半保留復(fù)制的原理。

-說(shuō)明：要求學(xué)生解釋半保留復(fù)制的概念和原理，并舉例說(shuō)明其在生物體中的重要性。

-答案示例：

半保留復(fù)制是指在DNA復(fù)制過(guò)程中，每條DNA單鏈作為模板，合成一條新的互補(bǔ)鏈，形成兩個(gè)子代DNA分子，每個(gè)子代DNA分子都含有一條親代鏈和一條新合成的鏈。

原理：在DNA復(fù)制過(guò)程中，DNA聚合酶在原有DNA鏈上添加互補(bǔ)的堿基，以保持DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

重要性：半保留復(fù)制確保了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞，使生物體的遺傳特征得以保持。

3.論文摘要：

-題目：撰寫一篇關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的論文摘要。

-說(shuō)明：要求學(xué)生概述DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程、主要結(jié)構(gòu)和功能，以及其研究意義。

-答案示例：

論文摘要

DNA結(jié)構(gòu)的研究始于20世紀(jì)50年代，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為遺傳信息的傳遞提供了重要依據(jù)。DNA分子由堿基對(duì)、脫氧核糖和磷酸構(gòu)成，雙螺旋結(jié)構(gòu)使其具有穩(wěn)定性，能夠攜帶大量遺傳信息。DNA結(jié)構(gòu)的研究對(duì)于理解遺傳機(jī)制、開(kāi)發(fā)新型藥物和基因治療具有重要意義。

4.應(yīng)用題：

-題目：解釋以下遺傳病如何由DNA突變引起。

-說(shuō)明：要求學(xué)生解釋鐮刀型細(xì)胞貧血癥和囊性纖維化等遺傳病的DNA突變類型和致病機(jī)理。

-答案示例：

鐮刀型細(xì)胞貧血癥：由于血紅蛋白基因中的一個(gè)堿基突變，導(dǎo)致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)異常，使紅細(xì)胞呈鐮刀狀，引起貧血。

囊性纖維化：由于CFTR基因突變，導(dǎo)致CFTR蛋白功能異常，引起胰腺分泌的消化酶無(wú)法正常排出，導(dǎo)致胰腺纖維化。

5.寫作題：

-題目：論述DNA技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

-說(shuō)明：要求學(xué)生討論DNA技術(shù)在基因診斷、基因治療、疾病預(yù)防等方面的應(yīng)用。

-答案示例：

DNA技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括：

1.基因診斷：通過(guò)檢測(cè)DNA序列變異，診斷遺傳病和腫瘤等疾病。

2.基因治療：通過(guò)基因編輯技術(shù)，修復(fù)或替換受損基因，治療遺傳病和某些癌癥。

3.疾病預(yù)防：通過(guò)DNA檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)潛在的遺傳風(fēng)險(xiǎn)，提前預(yù)防疾病的發(fā)生。

4.個(gè)性化醫(yī)療：根據(jù)患者的基因信息，制定個(gè)性化的治療方案，提高治療效果。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)法的運(yùn)用：在講解DNA復(fù)制過(guò)程中，引入實(shí)際案例，如基因編輯技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，讓學(xué)生在具體案例中理解抽象概念，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.多媒體教學(xué)資源的整合：結(jié)合教材內(nèi)容，制作多媒體課件，將DNA結(jié)構(gòu)、復(fù)制過(guò)程等知識(shí)點(diǎn)以圖片、動(dòng)畫等形式呈現(xiàn)，增強(qiáng)課堂的直觀性和趣味性。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的理解不夠深入：在教學(xué)過(guò)程中，部分學(xué)生對(duì)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基配對(duì)規(guī)則理解不夠，需要加強(qiáng)教學(xué)引導(dǎo)。

2.實(shí)驗(yàn)操作技能有待提高：在DNA提取實(shí)驗(yàn)中，部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作不夠規(guī)范，需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)技巧的培訓(xùn)和指導(dǎo)。

3.作業(yè)反饋不夠及時(shí)：在批改作業(yè)時(shí)，反饋不夠及時(shí)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度不夠明確，需要改進(jìn)作業(yè)批改和反饋方式。

反思改進(jìn)措施（三）

1.深化學(xué)生對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的理解：在講解DNA結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)實(shí)物模型、動(dòng)畫演示等方式，幫助學(xué)生直觀理解DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基配對(duì)規(guī)則。

2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)：在實(shí)驗(yàn)課前，組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作技能的培