第2節(jié)DNA的結構高中生物

人教版

必修2遺傳與進化

第3章基因的本質教材分析學情分析教學設計說課提綱CONTENTS教學目標教學方法01教材分析教材分析教材分析DNA分子結構的提出使遺傳學研究深入到分子水平，使人們逐漸清楚的了解遺傳信息的構成和傳遞的途徑，一個又一個生命的奧秘從分子角度得到了更清晰的闡明，而DNA重組技術的發(fā)展更是為利用生物工程手段的研究和應用開辟了廣闊的前景。因此，這部分內(nèi)容對后續(xù)章節(jié)DNA的復制、基因的表達以及選擇性必修3基因工程的教學，以及培養(yǎng)學生具有敏銳的洞察力、勇于競爭和善于合作的科學態(tài)度和科學精神均具有重要意義，有必要對其中的科學史等資料進一步的分析和整理，以利于教學目標的落實。02學情分析學情分析具備一定動手能力有核酸的知識儲備對實驗方法不了解具備一定思維水平缺乏求實的科學精神

高中階段學生的思維水平、學習能力已經(jīng)發(fā)展到了較高階段，大多數(shù)學生喜歡親自動手操作。同時學生對DNA的有關知識有了一定的感悟認識，并具備一定的數(shù)學、物理和化學知識。但又面臨對實驗方法不了解，動手能力不強，缺乏認真求實的科學態(tài)度和堅持不懈的科學精神等現(xiàn)狀。03教學目標課程標準概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結構，堿基的排列順序編碼了遺傳信息010203大概念

重要概念

次位概念結構與功能相適應

必修

2

遺傳與進化

第三章

基因的本質

第二節(jié)DNA的結構遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上教學目標教學目標通過探究活動，可以提高學生的探究能力、動手能力與合作能力等通過掌握DNA的結構和功能，理解生命的延續(xù)和發(fā)展。通過對科學史的學習，認同科學家的探索求真、交流合作等科學精神在科學研究中的重要性?；诳茖W家的探索歷程，認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程科學思維科學探究社會責任生命觀念科學思維教學重點和難點教學重點教學難點DNA結構的主要特點DNA結構的主要特點制作DNA雙螺旋結構模型04教學方法情景體驗法等問題導向教學法任務驅動教學法多媒體輔助教學法教法合作學習小組展示閱讀分析自主學習等學法教師準備學生準備1.查找DNA結構模型構建史資料2.DNA雙螺旋模型教具準備DNA雙螺旋結構模型制作的材料用具磷酸脫氧核糖四種堿基課前準備05教學設計教學過程DNA的結構較抽象，學生在學習本節(jié)內(nèi)容時，普遍感到復雜和深奧。教學時如果按照教材順序，先介紹DNA雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)科學史，然后學習DNA結構主要特點，最后讓學生制作DNA雙螺旋結構模型，可能會使理論知識和模型構建割裂，讓學生感覺科學知識比較枯燥，也無法感受“做中學”的快樂。教學過程科技前沿，引發(fā)興趣123分析資料，構建模型總結DNA結構4

歸納結構特性5課堂小結，及時鞏固

為此，我改變了教學順序：把DNA雙螺旋結構模型制作的實驗進行分解，將制作DNA雙螺旋結構模型與跟隨科學家的研究歷程緊密結合，以幫助學生在感受科學家科學探究的情境中，加深對DNA結構的了解，同時體會沃森和克里克等科學家如何在合作中不斷捕獲和分析信息，學習他們嚴謹?shù)乃季S品質以及持之以恒的科學研究精神?？萍记把?，引發(fā)興趣1導入：一種新型的信息存儲方式（DNA存儲技術），將數(shù)據(jù)刻進DNA，實現(xiàn)快速的大規(guī)模分子數(shù)據(jù)的存儲。2分析資料，構建模型脫氧核苷酸又是如何連接成長鏈的呢？2分析資料，構建模型一條這就是DNA的完整結構嗎？2分析資料，構建模型2分析資料，構建模型2分析資料，構建模型3總結DNA結構特點4

歸納DNA的特性165課堂小結，及時鞏固讓學生體會從前沿科研到實際應用的成就感！2.北京大學團隊提出“分子活字印刷”并行寫入策略，預先合成700種“DNA活字”和5條長鏈模板，通過甲基修飾（有無修飾對應0/1）實現(xiàn)并行信息寫入，單次反應通量達350比特（傳統(tǒng)串行合成僅1比特），大幅降低成本與寫入復雜度，已成功存儲大熊貓彩色照片。3.現(xiàn)存挑戰(zhàn)成本與速度差距：雖成本大幅下降，但與傳統(tǒng)硬盤每MB不到0.01美元的成本仍有差距；讀寫速度無法

滿足熱數(shù)據(jù)實時訪問需求，暫無法替代閃存。供應鏈待完善：DNA合成酶制劑、專用測序設備等核心環(huán)節(jié)規(guī)?；芰Σ蛔悖瑖a(chǎn)設備市占率提升，

但高端市場仍依賴進口。錯誤率控制：合成與測序環(huán)節(jié)仍存在錯誤率，需進一步優(yōu)化編碼算法與測序技術，提升數(shù)據(jù)可靠性。1.天津大學吳華明團隊提出“StairLoop”方案，通過階梯式交織結構和迭代式軟判決解碼機制，在合成錯誤率超6%、序列丟失率超30%的極端情況下，仍能完整復原甲骨文圖像數(shù)據(jù)，大幅提升高錯誤率環(huán)境下的可靠性；其研發(fā)的HELIX系統(tǒng)成功存儲60MB醫(yī)學影像（時空組學圖片），錯誤率低于0.1%。165課堂小結，及時鞏固DNA的結構一、空間結構：雙螺旋結構二、特點：1.兩條鏈反向平行2.磷酸-脫氧核糖骨架在外，堿基在內(nèi)3.堿基互補配對原則（A=T,G=C）ATGCTA教學反思

①結合資料分析，讓學生自己總結得出DNA分子結構的特點，這使學生分析材料、提取信息、總結概括的能力得到了很好的鍛煉。②在教學中將構建模型的實驗分解，以“基