制作DNA双螺旋结构模型的教学设计

制作DNA双螺旋结构模型的教学设计

一、教学背景分析

【教材分析】

本实验既可加深学生对“DNA结构”的感性认识和理解，也可以培养学生的动手能力。教材首先介绍了该实验的“实验原理”。从制作DNA模型前应该考虑的问题、制作过程做了详细阐述。教材接着说明了制作的“目的要求”。要求通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结理解和认识。

教材第三部分清楚地列出了该实验所需要的“材料用具”。特别应明白用什么代表磷酸、什么代表糖、什么代表含氮碱基。以及用什么对它们进行连接。

教材第四部分更为详细地介绍该实验的“方法步骤”。从制作“基本单位→脱氧核苷酸长链→DNA结构→DNA的空间结构”这一步骤详细地作了说明。

因此，我们从如下几方面对该实验做本质性的准备：

1．知识结构的联系：要明确DNA的化学元素是C、H、O、N、P，由它们组成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基，再由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子的含氮碱基组成基本单位一—脱氧核苷酸；再由脱通过聚合作用形成DNA分子。

2．掌握该实验的知识点：对理解和掌握“DNA分子的功能（复制和表达)”、“遗传和变异”以及“基因工程”打下了较好的理论基础。

3．实验操作的关键：该实验成败的关键是连接。

【学情分析】

学生在学习了相关的遗传物质的结构和功能之后，对DNA有了初步的了解，但是对于双螺旋结构的巧妙之处还是不能很好的掌握和理解，因此通过这个实验，怎样引导才能使学生对DNA知识有更深的理解是本课的关键所在。

二、教学目标

【知识目标】

（1）．初步学会制作DNA双螺旋结构模型，掌握制作技术。

（2）．进一步理解和掌握DNA分子的结构。

（3）．理解碱基互补配对原则。

【能力目标】

（1）．通过引导学生进行动手操作，并进行实验观察，培养学生投身科学实验的参与精神；（2）．通过组织学生活动，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力；

【情感态度与价值观目标】

（1）．培养学生科学探究的精神和严谨的科学态度；

（2）．培养学生用微观和宏观的不同角度来看待生物中的一些现象。

三、教学重难点

1、加深学生对碱基互补配对原则的理解

2、理解DNA的多样性和特异性

3、掌握制作“DNA双螺旋结构模型”的技术。

实施方案：①对每小组进行关键步骤指导；②对连接方式进行讲解；板书说明制作的程序和重要环节；④诱导学生理解各步骤的连接及原理。

为了加深学生对知识的理解和应用，在学生动手操作的过程中，不能让他们按照模型里的说明书进行组装和操作，而是应该由教师给出一定的要求，让学生按照教师的相应的要求进行操作。比如组装的顺序可以设计如下：脱氧核糖核苷酸→脱氧核糖核苷酸链→双螺旋结构。另外，不同的小组分别组装不同碱基对排列顺序的DNA模型。

四、实验实施准备

【教师准备】

硬塑方框2个(长约10cm)，细铁丝2根(长约0.5 m)，球形塑料片(代表磷酸)若干，双层五边形塑料片(代表脱氧核糖)若干，4种不同颜色的长方形塑料片(代表4种不同碱基)若干，粗铁丝2根(长约10 cm)，订书钉。

【学生准备】

1.预习实验“制作DNA双螺旋结构模型”，了解DNA结构的相关信息。

2.进行分组。

3.以组为单位展开交流学习，总结DNA双螺旋结构的组成、特点等知识。

通过课前准备，学生进一步提高学习兴趣，再次激发实验探究的热情；较大程度上节省了课堂时间；为探究实验的成功打基础。

五、教学方法

【教法】分析评价法、直观演示法

【学法】自主学习法、合作交流法

六、教学媒体

黑板、多媒体计算机

七、课时安排

由于该实验内容较为简单，无需提前进行预实验，故时长为一课时（40min）

八、教学过程

双螺旋结构组成成分含有磷酸、碱基、核苷酸；（2）DNA 双螺旋结构以4种碱基，按碱基互补配对的原则（3）碱基与磷酸基团之间以3,5磷酸二酯键进行连接；而碱基与碱基之间以氢键进行连接。

2.引导学生进行探究实验的思考

（1）自主设计。让学生设计模型的样式，并根据学生的设计进行点评。

（2）提出问题。本实验进行中需要注意哪些问题？

让学生小组讨论，形成小组的实验方案，设计出实验图。学生回答问题，然后由兴趣小组成员展示实验图，并解释此设计的构思。

（3）实施实验。注意事项：按照实验方案分工合作，教师实验进行引导建议，实验过程中注意安全。

对模型制作进行点评打分

10min 学生们相互之间进行点评打分：打分的原则如下：1．科学性：要能够体现DNA的分子结构特点。包括DNA 分子各个组件的比例是否科学，能否体现

出碱墓配对的情况，能否灵活转动成双螺

旋，以及每个螺旋中的碱基数目是否正确

等等。

2．艺术性：要美观大方。

3．创造性：要能够突破老师或课本上提供的材料和制作方法。

4．实用性：便于拆卸，便于保存，能够反复使用。5．超前性：利用该模型还可以作为DNA分子复制的适宜模型。

课堂训练：如下图所示，下列制作的DNA双螺旋模型中，连接正确的是（）思考、讨论认同生物学

知识在实

践，并培养

其在多方面

综合考虑问

题的习惯。

九、教学设计反思

本实验课，经过以上这样的教学设计之后，我觉得可以达到以下几个目的：Ⅰ、可以排除学生简单的按照模型说明书上的图示进行模仿，使他们能动手动脑相结合，符合新课程对教学行为的要求，教师真正起到了主导的作用，也真正体现出了学生的主体性；Ⅱ、经过几个小组组装出的不同的DNA的比较。Ⅲ、通过教师给出具体的要求，比如一条脱氧核糖核苷酸链上的碱基排列顺序，这样不仅可以加深学生对DNA多样性的理解，对于今后解决“某DNA含有100个碱基，这样的DNA可以有多少种？”会有更多的体会。同时，通过讲练结合，使知识落实的更加到位。因此，这节实验课经过这样的教学设计之后，更加符合新形势下新课改的要求，也更能体现新课标的精神。

十、本实验近十年参考文献

1.向义和.“DNA双螺旋结构是怎样发现的”.《物理与工程》2005年02期

2.吴圣潘.制作DNA双螺旋结构模型实验材料的筛选.《生物学教学》2009年第05期十一、近十年相关考题

（2012山东）5.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。下列叙述正确的是

A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸

B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等

C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1：49

D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变

【答案】C

（2012四川）2.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是（）

A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物