2024-2025學年新教材高中生物第三章基因的本質第2節DNA的結構教學實錄新人教版必修第二冊主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：高中生物必修第二冊第三章基因的本質第二節DNA的結構

2.教學年級和班級：高一年級

3.授課時間：2024年10月15日星期一第3節課

4.教學時數：1課時核心素養目標1.科學思維：通過探究DNA結構，培養學生運用模型建構、科學推理等思維方法。

2.科學探究：引導學生通過實驗操作，觀察DNA雙螺旋結構，培養實驗操作能力和科學探究精神。

3.科學態度與責任：使學生認識到DNA結構研究對生物科學發展的意義，樹立科學嚴謹的態度和責任感。教學難點與重點1.教學重點：

-核心內容：DNA雙螺旋結構的基本特征，包括堿基互補配對原則、螺旋的幾何參數、DNA分子的穩定性等。

-細節舉例：強調A-T、C-G的配對規則，讓學生理解氫鍵在堿基配對中的作用，以及堿基堆積力對DNA穩定性的貢獻。

2.教學難點：

-難點內容：DNA分子結構的立體空間理解，包括螺旋的上升方式、堿基對的位置和方向等。

-細節舉例：學生可能難以直觀理解雙螺旋的立體空間結構，教師可以通過模型演示或動畫展示，幫助學生建立正確的空間想象能力。此外，理解DNA復制過程中的半保留復制機制也是一個難點，需要通過具體的實驗原理和步驟講解來突破。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《高中生物必修第二冊》教材。

2.輔助材料：準備DNA雙螺旋結構圖、堿基互補配對表等圖表，以及相關的教學視頻。

3.實驗器材：準備顯微鏡、載玻片、DNA模型等實驗器材，確保實驗安全。

4.教室布置：設置分組討論區，布置實驗操作臺，營造良好的學習氛圍。教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對DNA結構的興趣，激發其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道我們的遺傳信息是如何存儲的嗎？”

展示一些關于DNA的圖片或視頻片段，讓學生初步感受DNA在生物體中的重要性。

簡短介紹DNA的基本概念和它在生物體中的作用，為接下來的學習打下基礎。

2.DNA基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解DNA的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解DNA的定義，包括其作為遺傳物質的角色。

詳細介紹DNA的組成部分，如磷酸、脫氧核糖和堿基，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.DNA案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解DNA結構的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的DNA結構案例進行分析，如沃森和克里克發現的DNA雙螺旋結構。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解DNA結構的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對生物科學發展的貢獻，以及DNA結構研究在醫學和生物學中的應用。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與DNA結構相關的主題進行深入討論，如DNA變異與遺傳病。

小組內討論該主題的現狀、挑戰以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對DNA結構的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現狀、挑戰及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節課的主要內容，強調DNA結構的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節課的學習內容，包括DNA的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調DNA結構在生物體遺傳信息傳遞中的核心作用，鼓勵學生進一步探索和應用DNA結構知識。

布置課后作業：讓學生撰寫一篇關于DNA結構在生物學研究中的應用的短文或報告，以鞏固學習效果。教學資源拓展1.拓展資源：

-DNA的復制過程：介紹DNA復制的基本原理、半保留復制的概念以及復制的酶和蛋白質。

-基因表達與調控：探討基因在細胞內的表達調控機制，包括轉錄和翻譯的過程，以及調控基因表達的分子機制。

-基因突變與進化：介紹基因突變的概念、類型及其在生物進化中的作用，如自然選擇和基因流。

-基因工程技術：簡述現代基因工程技術，如基因克隆、基因編輯和基因治療等。

2.拓展建議：

-閱讀相關書籍：推薦學生閱讀《基因的故事》等科普書籍，了解基因研究的背景和發展歷程。

-觀看教育視頻：推薦觀看關于DNA結構和功能的科普視頻，如“DNA結構揭秘”等，以直觀的方式加深理解。

-參與科研項目：鼓勵學生參與學校或社區的科研項目，親身體驗基因研究的實際過程。

-學習生物信息學：介紹生物信息學的基本概念和工具，如基因組數據庫和生物信息學軟件，引導學生了解基因數據分析的方法。

-探索基因與疾病的關系：通過查閱資料或參與社區活動，了解遺傳性疾病的基本知識，如唐氏綜合癥、囊性纖維化等。

-設計模擬實驗：利用在線模擬實驗平臺，如PhETInteractiveSimulations，進行DNA復制、轉錄和翻譯等過程的模擬實驗。

-組織小組討論：引導學生就基因相關話題進行小組討論，如基因編輯技術的倫理問題、基因隱私保護等，培養學生的批判性思維。

-制作DNA模型：讓學生動手制作DNA模型，通過實際操作加深對DNA雙螺旋結構的理解。

-參加學術講座：鼓勵學生參加生物科學領域的學術講座，拓寬知識視野，激發學習興趣。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

1.回顧DNA的基本概念，強調其在生物體中的核心作用。

2.總結DNA雙螺旋結構的主要特征，包括堿基互補配對原則、螺旋的幾何參數和DNA分子的穩定性。

3.強調DNA復制過程中的半保留復制機制，以及其在遺傳信息傳遞中的重要性。

4.討論DNA結構與生物多樣性和進化的關系，說明基因突變在進化中的作用。

5.簡要介紹基因工程技術的基本原理和應用，如基因克隆、基因編輯和基因治療。

當堂檢測：

1.選擇題：

-DNA分子中，A與T之間的連接是通過什么類型的鍵？（A.堿基對B.氫鍵C.磷酸二酯鍵D.堿基堆積力）

-DNA復制過程中，哪種酶負責將RNA模板上的核苷酸配對到DNA模板上？（A.聚合酶B.連接酶C.解旋酶D.核酸酶）

2.判斷題：

-DNA的雙螺旋結構是由兩條互補的鏈組成的，這兩條鏈的方向是相反的。（對/錯）

-DNA復制是一個自我復制的過程，不需要任何酶的參與。（對/錯）

3.簡答題：

-簡述DNA雙螺旋結構的基本特征，并解釋堿基互補配對原則對DNA穩定性的意義。

-解釋半保留復制在遺傳信息傳遞中的重要性，并舉例說明其在生物學研究中的應用。

4.應用題：

-假設你是一位科學家，正在研究一種新的基因編輯技術。請設計一個實驗方案，用以驗證該技術在改變特定基因序列方面的有效性。

5.討論題：

-討論基因編輯技術在醫學和生物學研究中的應用前景，以及可能帶來的倫理和社會問題。內容邏輯關系①DNA雙螺旋結構的基本特征

-堿基互補配對原則：A與T配對，C與G配對。

-螺旋的幾何參數：螺旋的直徑、螺距、螺旋的上升方式。

-DNA分子的穩定性：堿基堆積力、氫鍵的作用。

②DNA復制過程

-半保留復制：每個新合成的DNA分子包含一條來自親代DNA的鏈和一條新合成的鏈。

-復制酶：DNA聚合酶、解旋酶、連接酶等在復制過程中的作用。

③基因表達與調控

-轉錄：DNA模板上的遺傳信息轉錄成mRNA。

-翻譯：mRNA上的遺傳信息翻譯成蛋白質。

-調控基因表達的分子機制：轉錄因子、RNA干擾等調控機制。

④基因突變與進化

-基因突變：DNA序列的改變。

-突變的類型：點突變、插入突變、缺失突變等。

-基因突變在進化中的作用：自然選擇和基因流。

⑤基因工程技術

-基因克隆：將特定基因插入到載體中，進行復制和表達。

-基因編輯：利用CRISPR-Cas9等技術對DNA進行精確修改。

-基因治療：將正常基因導入患者細胞，治療遺傳性疾病。重點題型整理1.實驗題：

-題型：描述DNA雙螺旋結構的提取實驗步驟。

-答案：提取DNA的實驗步驟通常包括細胞裂解、去除蛋白質、DNA的沉淀和溶解等。

2.分析題：

-題型：分析DNA復制過程中的半保留復制原理。

-答案：半保留復制是指每個新合成的DNA分子中，一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新合成的。這種復制方式保證了遺傳信息的完整傳遞。

3.應用題：

-題型：解釋基因編輯技術在治療遺傳性疾病中的應用。

-答案：基因編輯技術，如CRISPR-Cas9，可以精確地修改DNA序列，修復或替換有缺陷的基因，從而治療遺傳性疾病。

4.綜合題：

-題型：結合DNA結構和功能，解釋基因突變如何影響生物性狀。

-答案：基因突變可能導致DNA序列的改變，進而影響蛋白質的合成。如果突變發生在關鍵基因上，可能會導致生物體出現異常性狀。

5.討論題：

-題型：討論基因技術在倫理和社會問題上的挑戰。

-答案：基因技術在倫理和社會問題上的挑戰包括基因隱私、基因歧視、基因編輯的濫用等。這些問題需要通過法律法規和倫理指導來解決。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創新

1.融入多媒體教學：在講解DNA結構時，利用動畫和視頻演示DNA雙螺旋的形成過程，增強學生的直觀感受和理解能力。

2.互動式教學：設計小組討論環節，讓學生在探討DNA復制和突變等概念時，培養合作和批判性思維能力。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生對抽象概念的接受度：部分學生對DNA結構的立體空間理解存在困難，需要更多直觀的教學手段。

2.實驗操作技能不足：由于實驗課時有限，部分學生在實際操作中可能無法熟練掌握實驗步驟。

3.教學評價單一：主要依賴期末考試來評價學生的學習成果，未能全面反映學生的學習過程和能力。

反思改進措施（三）改進措施

1.增加實驗操作機會：在課時允許的情況下，安排更多實驗課，讓學生親自動手操作，提高實驗技能。

2.豐富教學手段：結合多種教學資源，如虛擬實