广东省高中生物概念教学比赛 3.2“碱基互补配对原则”
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“碱基互补配对原则”概念构建
----以《DNA分子的结构》为例
一、教材及学生分析
众多的科学史料，艰深的图谱分析，复杂抽象 的空间结构，严谨的科学思维，这是一节“高 精尖”的课程，同时又是遗传学的核心。
如何学的有趣，有序，直观，逻辑严谨呢？
1、找准学生知识链条的“端口”和“断口”， 明确学生已有的知识和能力。
制作物理模型
知识铺垫 强化确认
探究式教学
任务驱动，基于事 实数据的推理式探 究，模型修正
关注认知冲突 和思维转折点
资料1：1951年，伦敦大学物理学家威尔金斯和化学 家富兰克林得到了DNA的X射线晶体衍射图像。
威尔金斯
DNA衍射图谱
富兰克林
1951年威尔金斯和富兰克林展示了一张DNA的X射线衍射图
假设3
A与C配对 T与G配对 C与A配对 G与T配对
A和T的分子数 相等，G和C的 分子数相等
生化学家 查哥夫
C
碱 基C 外G 侧 排A 列 模T 型
C
A
C
A
脱氧核糖和磷酸
交替排列在内侧
T
碱基排在外侧
G
C
资料4：碱基疏水，脱氧 核糖和磷酸亲水。
碱基互补配对原则的本质-------氢键
氢键
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成 碱基对，且A只和T配对、C只和G配对， 这种碱基之间的一一对应的关系 就叫做碱基互补配对原则。
角色扮演
任务：用人体搭建DNA分子的结构模型 要求：重点体现出磷酸二酯键和碱基对
2、整合教材，明确教学线索。
1-1 学生知识和能力的端口
生物的主要遗传物质是DNA DNA是双链结构，基本单位是脱氧核苷酸 DNA的双链呈双螺旋 知道氨基酸之间的脱水缩合反应 具备简单的逻辑推理能力和动手能力
1-2 知识断口：磷酸二酯键， 单链如何形成双链
1-3 整合教材，明确教学线索
X衍射技术是用X光透过 物质的结晶体，使其在 照片底片上衍射出晶体 图案的技术。这个方法 可以用来推测晶体的分 子排列。
你第一眼看到此图认为 DNA应该是怎样的结构？
沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，从 图上他断定DNA的结构是一个规则的螺旋体。他打定主意要制 作一个DNA模型。他的这种想法得到了他的合作伙伴克里克的 认可。于是他们两人便采用当时著名的化学家鲍林研究蛋白质 结构的模型构建法，用纸和铁丝制作模型。
物理模型
聚焦学生的难点：单链怎样形成双链的？ 碱基对怎样形成的？ 为什么这么配对？ 为什么排列在螺旋内侧？ 为什么双链是反向的？
复习导入
脱氧核苷酸
教 必要知识铺垫
学
磷酸二酯键
流 聚焦核心概念 程
碱基互补配对原则
角色扮演并小结
构建物理模型
三、教学策略
教学策略
直观化教学
检索科学史，画图 模拟，角色扮演，
线索1：单体----单链----双链----双螺旋
线索2：DNA结构的三大特性“稳定性， 多样性，特异性”
线索3：科学史所体现的思维、方法和情感。
三条线索，相互渗透，有机结合
二、设计思路
传统做法：结合科学史，一边做物理模型， 一边修正，在做模型的过程中 理解DNA分子的结构。
我的设想：概念模型
资料2 ： DNA四种碱基的分子结构
这四种碱基有什么特点？ 这些碱基可能怎样配对？
假设1
碱
A
A
基
内
T
T
侧
同
G
G
型
C
C
配
对
G
G
模
A
A
型
百度文库
A与A配对 T与T配对 C与C配对 G与G配对
资料3：两条长链之问的 距离恒等于2 nm；
假设2
碱
A
G
基
内
T
C
侧
同
G
A
型
C
T
配
对
G
A
模
A
G
型
A与G配对 T与C配对 C与T配对 G与A配对
----以《DNA分子的结构》为例
一、教材及学生分析
众多的科学史料，艰深的图谱分析，复杂抽象 的空间结构，严谨的科学思维，这是一节“高 精尖”的课程，同时又是遗传学的核心。
如何学的有趣，有序，直观，逻辑严谨呢？
1、找准学生知识链条的“端口”和“断口”， 明确学生已有的知识和能力。
制作物理模型
知识铺垫 强化确认
探究式教学
任务驱动，基于事 实数据的推理式探 究，模型修正
关注认知冲突 和思维转折点
资料1：1951年，伦敦大学物理学家威尔金斯和化学 家富兰克林得到了DNA的X射线晶体衍射图像。
威尔金斯
DNA衍射图谱
富兰克林
1951年威尔金斯和富兰克林展示了一张DNA的X射线衍射图
假设3
A与C配对 T与G配对 C与A配对 G与T配对
A和T的分子数 相等，G和C的 分子数相等
生化学家 查哥夫
C
碱 基C 外G 侧 排A 列 模T 型
C
A
C
A
脱氧核糖和磷酸
交替排列在内侧
T
碱基排在外侧
G
C
资料4：碱基疏水，脱氧 核糖和磷酸亲水。
碱基互补配对原则的本质-------氢键
氢键
嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成 碱基对，且A只和T配对、C只和G配对， 这种碱基之间的一一对应的关系 就叫做碱基互补配对原则。
角色扮演
任务：用人体搭建DNA分子的结构模型 要求：重点体现出磷酸二酯键和碱基对
2、整合教材，明确教学线索。
1-1 学生知识和能力的端口
生物的主要遗传物质是DNA DNA是双链结构，基本单位是脱氧核苷酸 DNA的双链呈双螺旋 知道氨基酸之间的脱水缩合反应 具备简单的逻辑推理能力和动手能力
1-2 知识断口：磷酸二酯键， 单链如何形成双链
1-3 整合教材，明确教学线索
X衍射技术是用X光透过 物质的结晶体，使其在 照片底片上衍射出晶体 图案的技术。这个方法 可以用来推测晶体的分 子排列。
你第一眼看到此图认为 DNA应该是怎样的结构？
沃森看到这张图时激动得话也说不出来，他的心怦怦直跳，从 图上他断定DNA的结构是一个规则的螺旋体。他打定主意要制 作一个DNA模型。他的这种想法得到了他的合作伙伴克里克的 认可。于是他们两人便采用当时著名的化学家鲍林研究蛋白质 结构的模型构建法，用纸和铁丝制作模型。
物理模型
聚焦学生的难点：单链怎样形成双链的？ 碱基对怎样形成的？ 为什么这么配对？ 为什么排列在螺旋内侧？ 为什么双链是反向的？
复习导入
脱氧核苷酸
教 必要知识铺垫
学
磷酸二酯键
流 聚焦核心概念 程
碱基互补配对原则
角色扮演并小结
构建物理模型
三、教学策略
教学策略
直观化教学
检索科学史，画图 模拟，角色扮演，
线索1：单体----单链----双链----双螺旋
线索2：DNA结构的三大特性“稳定性， 多样性，特异性”
线索3：科学史所体现的思维、方法和情感。
三条线索，相互渗透，有机结合
二、设计思路
传统做法：结合科学史，一边做物理模型， 一边修正，在做模型的过程中 理解DNA分子的结构。
我的设想：概念模型
资料2 ： DNA四种碱基的分子结构
这四种碱基有什么特点？ 这些碱基可能怎样配对？
假设1
碱
A
A
基
内
T
T
侧
同
G
G
型
C
C
配
对
G
G
模
A
A
型
百度文库
A与A配对 T与T配对 C与C配对 G与G配对
资料3：两条长链之问的 距离恒等于2 nm；
假设2
碱
A
G
基
内
T
C
侧
同
G
A
型
C
T
配
对
G
A
模
A
G
型
A与G配对 T与C配对 C与T配对 G与A配对