教教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

创设情境

通过上节课的学习，我们了解了DNA是主要的遗传物质，那么DNA为什么具有贮存遗传信息的功能呢？结构与功能相结合，我们先来了解DNA分子的结构。

教师展示沃森和克里克的图片，提出问题：同学们，你们知道这两位科学家吗？

他们就是因研究DNA结构而获得诺贝尔奖的沃森和克里克。

中国科协会主席周光召在DNA结构发现50周年的讲话中是这样评价的：沃森和克里克的DNA双螺旋结构是20世纪生物学最重要的发现，开辟了分子生物学的新科学领域，“生命之谜”被打开，一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明，21世纪将要看到它会对我们人类的生活、生产产生巨大的影响。

如此伟大的发现是如何得到的呢？我们一起来体验一下沃森和克里克的发现历程吧。

   请同学们闭上眼睛，让我们一起“穿越”到20世纪50年代。

学生学习热情开始高涨，并表现强烈求知欲。

通过提问和材料引入，让学生了解DNA双螺旋结构的重要性，激发学生对本节课的学习兴趣。

复习旧知

此时，科学家已经认识到：

1、组成DNA分子的基本元素是                          。

2、组成DNA分子的基本单位是                  。

3、每个脱氧核苷酸是由             、           、           构成的。

4、组成DNA的碱基有     种，分别是              （A）、            （   ）、胞嘧啶（    ）、                 （     ）。请展示它们的记忆方法。

教师板书总结：

5——5种基本元素：C、H、O、N、P

4——4种碱基：A、T、C、G

3——3类组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基

学生思考，同桌简单交流，回答问题，适当展示4种碱基的记忆方法。

组织学生复习旧知识，为新知识的建立奠定基础

探究一：构建DNA的脱氧核苷酸模型

【问题驱动1】要构建DNA分子模型，我们就要先从基本单位开始，碱基、磷酸与脱氧核糖是如何构成脱氧核苷酸的呢？

请同学们先独立完成教学案探究一的内容，然后与小组同学交流，在教学案构建一个脱氧核苷酸的模型。

教师找典型上来展示。讲解知识点：碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系。并引导学生发现，不同的脱氧核苷酸碱基不同。4种不同的碱基构成了4种脱氧核苷酸。

学生在完成教学案的基础上小组内交流讨论，构建模型。

部分小组上来展示结果。并在纠错的过程中了解碱基、磷酸与脱氧核糖的碳原子的位置关系。

承上启下，培养学生的动手能力，激发兴趣。

探究二：构建DNA分子单链模型

【问题驱动2】这4种脱氧核苷酸又是如何构成DNA分子的呢？DNA分子是由4种脱氧核苷酸堆积而成的吗？

请同学们先分析一下资料。

教师用PPT打出：

【资料1】当时科学界对DNA的认识是：DNA分子是以4种脱氧核苷酸连接而成的长链。

【问题驱动3】从资料1我们可以知道，DNA分子并不是堆积而成，而是呈链状排列的，我们从最简单的一条链开始构建DNA模型。如何构建DNA单链模型？

教师请部分小组上讲台展示讨论结果，经过小组间的比较、分析，最终引导学生得出：DNA单链是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的。

学生思考问题，质疑。

学生分析资料，在独立完成导学案后，小组讨论，并动手构建由3个脱氧核苷酸组成的DNA单链模型。

比较不同小组的所画模型，质疑、解疑，最终得到结论。

激发学生积极思考，探究问题的能力，培养学生思考和动手能力

探究三：构建DNA分子的双螺旋结构

【问题驱动4】DNA是否为简单的1条链构成呢？DNA究竟由1条还是多条链组成呢？

教师用PPT打出：

【资料2】：奥地利著名生物化学家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量这一碱基之间的数量关系。

教师：资料2在DNA构建史中起着举足轻重的作用，如果你是科学家，你会从该资料中得到什么信息，或者提出哪些与构建DNA分子模型相关联的问题。

请思考一下问题：

【问题驱动5】

1、从资料2可以得到A与T、G与C之间存在什么关系才能满足在任何情况下都相等的科学事实？单链？双链?

2、DNA分子究竟应该由多少条链组成？

3、链之间存在什么关系？

教师提醒：从这一现象我们可以推测碱基间A与T、G与C相互配对。这就是碱基互补配对关系。既然这样，DNA分子中腺嘌呤脱氧核苷酸与胸腺嘧啶脱氧核苷酸成对出现，鸟嘌呤脱氧核苷酸与胞嘧啶脱氧核苷酸成对出现。请同学们推测：DNA分子由多少条链组成呢？

教师：通过同学们的讨论，我们知道DNA分子由2条链组成，且链间存在互补配对的关系，现在，请同学们构建DNA双链的平面模型。

教师提示：

请学生进行角色扮演：

请两列同学起立摆出左手握拳，右手平伸的姿势（左手握拳代表磷酸，右手代表碱基，躯干代表脱氧核糖），一个人可以代表一个脱氧核苷酸，一列同学就一条脱氧核苷酸链，请一列同学不动，另一列同学与之进行碱基配对（这列同学只能转身完成配对），从而反映了两条链反向的关系。

教师要求同学继续分析以下资料：

【资料3】：1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供的DNA的X射线衍射图谱。

【问题驱动6】科学家从图谱中推算出DNA应呈螺旋结构，你们的构建模型符合吗？应如何修改体现DNA的双螺旋结构呢？

学生思考问题

学生分析资料，尝试提出问题。

学生思考、讨论，小组代表回答问题。

第4组同学：我认为DNA分子不可能是单链的，因为如果是单链，那么A与T、G与C的排列时随机的，不可能出现A=T、G=C的情况。

第8组同学：因为A=T、G=C，所以我估计A出现时，T也会同时出现， G与C也存在同样的现象。

学生在教师的提示下，得到结论：DNA分子由2条链组成。

学生动手构建DNA双链结构。

7组学生展示时两边的脱氧核糖是同向的，即：

4组同学展示时脱氧核糖是反向的。

学生在角色扮演中了解到DNA分子两条链是反向平行的。纠正画图的错误。

学生通过思考，得出构建DNA的立体模型要在DNA双链的平面模型的基础上逆时针旋转。

知识点的进一步深化，培养学生的观察能力和分析问题的能力。

探究四： DNA分子的双螺旋结构的特点

教师展示DNA分子结构模型，要求同学们观察模型，讨论以下问题：

（1）DNA分子中，外侧由                 连接而成，内侧是                  。

（2）两条链之间碱基的连接遵循                            。

（3）构成DNA的两条链                     。

学生观察模型，完成学案，并上台展示。最后，齐读课本P49 DNA分子的结构内容。

引导学生对探究的目的性及过程，结论的形成进行理性的思考。

知识巩固

要求学生完成课本P51基础题T1，进行知识的巩固和学习效果反馈。

学生完成相关练习，展示，相互评价。

及时巩固知识。

小结

教师完善板书，总结：

5——5种基本元素：C、H、O、N、P

4——4种碱基：A、T、C、G

3——3类组成物质：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基

2——2条脱氧核苷酸长链

1——1种螺旋

学生与教师共同完善54321的知识点，并进行复述和快速记忆。

通过54321这种数字的记忆方法，教会学生巧妙记忆知识点。

了解DNA结构知识的最新发展：DNA四螺旋结构

但是随着科学的发展，这个1种螺旋的知识点也随之改善。

2013年是沃森和克里克发现DNA结构60周年，有趣的是，剑桥大学的一个研究小组最新的研究证明，人类基因组中存在四链螺旋的DNA结构。

教师展示图片和资料：

剑桥大学研究中心的高级科技信息管理员朱莉·夏普(Julie Sharp)博士说：“从DNA结构的提出到现在已经有60年，但诸如此类的研究工作表明，探索DNA奥秘的故事还将继续下去 。”

生物科学是在不断完善和发展中的，或许，下一个完善这一知识的人可能就是你。

学生阅读资料，进一步提高学习热情。

紧贴生物学科发展前沿，开拓学生视野，激发学生学习生物的热情。