《DNA分子的結構》教學設計

梁彥紅

一、教學目標

1.知識目標：概述DNA分子結構的主要特點。

2.能力目標：制作DNA分子雙螺旋結構模型。

3.情感態度與價值觀目標：體驗DNA雙螺旋結構模型的構建歷程，認同合作與實踐探究在科學中的重要性。

二、教學重點

1.制作DNA分子雙螺旋結構模型。

2.DNA分子結構的主要特點。

三、教學難點

DNA分子結構的主要特點。

四、教學用具

DNA分子結構模型組件、DNA分子的空間結構模型。

五、教學方法

實驗探究制作模型、發現式教學、多媒體教學。

六、教學過程

（一）創設情境，導入新課

（多媒體展示海嘯和地震的圖片）

提出問題：在這兩次巨大的自然災害中，遇難者眾多，你若是醫護人員，如何識別遇難者的身份？（學生：DNA）

教師引導：鑒別身份依靠的是DNA的結構還是功能？借此引出本節課的學習內容：DNA的結構是怎樣的，有什么特點？

（二）模型建構，探究DNA的結構

1.基本單位

教師展示【資料1】：20世紀30年代，科學家認識到：組成DNA分子的單位是? ? ? ? ? ? ，且每個脫氧核苷酸由? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? 構成的。（空白處請同學們回憶已學知識回答）

【模型建構1】：單個脫氧核苷酸

教師展示【資料2】：DNA是由4種脫氧核苷酸連接而成的長鏈構成的。

【模型建構2】：脫氧核苷酸鏈

學生代表展示成果，教師點評，課件展示正確的連接方法。

2.雙鏈（平面結構）

教師展示【資料3】：奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量，鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量這一堿基之間的數量關系。

提出問題：分析剛才所建構的模型是否符合這一科學事實，討論應構建怎樣的模型才能在任何情況下都符合這樣的科學事實？

【模型建構3】：DNA雙鏈

請一位學生展示并說明如此構建的原因，教師點評。

3.立體結構

教師展示【資料4】：1951年，英國科學家威爾金斯和富蘭克林拍攝了的DNA的X射線衍射圖譜。

提出問題：科學家從圖譜中推算出DNA應呈螺旋結構，你們的模型符合嗎？應如何修改體現DNA的雙螺旋結構呢？（在平面雙鏈的基礎上旋轉即可）

【模型建構4】：DNA雙螺旋結構

教師請完成得好的同學展示他們的模型，給予肯定和鼓勵。讓學生體會成功的快樂，激發學生自主探究的主動性，增強成功信心。教師隨后展示現成的DNA分子的空間結構模型，讓學生對DNA分子的結構形成更加感性的認識。

（三）模型分析

分析1：請同學們觀察DNA分子結構模型，討論以下問題：（投影顯示下列問題）

（1）構成DNA的兩條鏈有怎樣的關系？

反向這個關系學生不容易得出，教師可以讓學生通過游戲來尋找答案：請兩列同學起立擺出左手握拳，右手平伸的姿勢（左手握拳代表磷酸，右手代表堿基，軀干代表脫氧核糖），一個人可以代表一個脫氧核苷酸，一列同學就一條脫氧核苷酸鏈，請一列同學不動，另一列同學與之進行堿基配對（這列同學只能轉身完成配對）。這個角色扮演更直觀地反映了兩條鏈反向的關系，學生印象會更深刻，效果更好。

（2）DNA分子中，外側由什么連接而成？內側是什么？

從模型中同學們很容易認為排列在外側的是磷酸，教師應給予引導：磷酸是和磷酸直接相連的嗎？學生觀察后就會得出：磷酸和脫氧核糖相連。從而得出正確答案。

通過分析，學生不難歸納出DNA分子結構主要特點：（學生回答）

DNA分子有兩條鏈組成，______________交替連接，排列在外側，構成基本骨架;_______________排列在內側。

分析2：請同學們比較不同組學生構建的DNA模型，分析不同組的DNA模型有什么不同？（學生回答：堿基對排列順序不同）教師總結補充。

請幾位同學將各自組的堿基對排列順序寫在黑板上，其他組同學寫在紙上。學生通過觀察會發現堿基對排列順序確實不同。

教師總結：堿基對的排列順序是千變萬化的，堿基對排列順序的千變萬化構成了DNA分子的多樣性。

引導學生思考：DNA作為主要的遺傳物質，其遺傳信息蘊藏在哪兒？

（答：堿基對的排列順序中）引出生物的多樣性的原因是遺傳信息多樣性，根本原因是堿基對的排列順序是千變萬化的。

分析3：聯系生活實際，不同的人長相各異是為什么？

教師總結：同種生物不同個體堿基對的排列方式有差異，這是DNA分子的個體差異性。同時請同學回答前面所提出的：如何鑒別災難中遇難者身份的問題，首尾呼應。

（四）課堂小結

與學生共同回憶我們的探索之路;并幫助學生搭建有關DNA分子結構的知識體系：即構成DNA分子有五種化學元素、四種基本單位、三種物質、兩條脫氧核苷酸長鏈和一種雙螺旋結構，以便于學生理解和記憶。

（五）作業布置

思考如何以本節課構建的模型為基礎，形成2個完全相同的DNA分子（即DNA分子是如何完成復制的）。