第5节《核酸是遗传信息的携带者》教学设计
一、教材分析
《核酸是遗传信息的携带者》出自人民教育出版社2019年第1版高中生物必修1《分子与细胞》第2章第5节的内容;由“核酸的种类及分布”“核酸是由核苷酸链接而成的长链”“生物大分子以碳链为骨架”三部分构成;学好核酸相关知识,能与之前学习的“细胞中的元素、无机化合物、糖类、脂质、蛋白质”等及第一章中“细胞是最基本的生命系统”提炼出“生命系统的物质观”的生命观念,另外与必修2《遗传与进化》模块中的DNA和RNA的结构与功能等内容共同为“结构与功能相适应的生命观念”培养作出应有的贡献。
二、学情分析
在第二章中分别学习了多糖、蛋白质的功能、元素构成、并且分别是由单糖、氨基酸聚合而来等内容学习,为核酸学习提供方法和经验借鉴;高一学生抽象思维虽有较大的发展,但因核酸分子微观,因此教师在教学过程中应采取动画演示、模型与建模等措施将抽象的知识直观化,降低学生理解难度,提高效率。
三、教学目标
1.教学目标确定依据:
课程标准与本节相对应的要求是“概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存遗传信息的生物大分子”。对应的学业要求是:从结构与功能相适应的视角,解释核酸分子参与组成细胞的结构,是遗传信息的携带者。因《遗传与进化》模块教材对DNA和RNA的结构和功能有较详细的介绍,因此本节教学重点放在“从细胞层面对核酸的分类、核酸在细胞中的分布、核酸由核苷酸链接而成的长链及核酸能作为信息携带者的原因”的学习。
2.教学目标
(1)生命观念:通过对核酸的碱基(核苷酸)序列和核酸作为遗传信息携带者的学习,让学生初步形成核酸的结构与功能相适应的生命观念。
(2)科学思维:通过对核苷酸链构成单位的分析、脱氧核苷酸与核糖核苷酸的比较、核苷酸和核苷酸链物理模型建构、DNA和RNA功能的概括,培养学生分析与综合、建模与模型、比较与归纳、抽象与概括等科学思维。
(3)科学探究:对核酸能作为遗传信息携带者原因的探究,培养学生寻找证据和论证的能力。
(4)社会责任:通过对核酸知识的学习,针对核酸是最好的营养、补品等广告,能科学作出判断、拒绝,培养学生社会责任意识。
四、教学过程
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教师活动 |
学生活动 |
目的 |
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导入新课 |
播放案件侦破人员利用DNA指纹技术成功破案视频。 思考:为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息? |
观看视频 思考DNA能提供犯罪嫌疑人信息的原因。 |
创设真实情景,激发学习动机,为抓住“核酸是遗传信息携带者”这一概念进行教学、提炼“结构与功能相适应”这一生命观念提供“催化剂”。 |
新课学习 |
一、核酸种类及分布 |
DNA是核酸中的一种,本节课就来学习核酸的相关知识。 学生阅读教材34页第一、二部分文字叙述。 任务驱使: 1. 核酸是什么物质?核酸专指DNA吗? 2. 核酸只分布在细胞核吗? 提供DNA模型及DNA和RNA图;核酸在细胞中分布图。 |
阅读相应文字叙述,思考并尝试回答问题。 ①核酸:细胞核内提取的酸性物质,包括DNA和RNA。 ②分布: 真核细胞:DNA主要分布在细胞核,少量分布在线粒体和叶绿体,RNA主要分布在细胞质;原核细胞:DNA和RNA分布在细胞质。 |
培养学生阅读能力、获取信息和表达能力。 学生观察DNA物理模型、DNA和RNA图及在细胞中分布图,初步形成对DNA、RNA整体直观印象及其在细胞中的分布。 |
二、核酸的构成单位
1.核苷酸 |
(核苷酸链) ①你能将图中核酸链分解成构成它的一个个单位吗? ②构成核酸的该单位是什么? ③你能构建核苷酸模型吗? |
观看核苷酸长链 思考: ①尝试找出找到构成核苷酸链的单位。 ②核苷酸(磷酸、五碳糖、含氮碱基)。
③尝试构建核苷酸模型。 |
由“核酸→核苷酸链→核苷酸”的思维模式,对核酸的结构采用分析的方法,从整体到局部进行认识,培养学生分析的科学思维。同时初步形成“核酸由核苷酸聚合而成”这一概念。 构建核苷酸模型加深学生对核苷酸结构的理解。 |
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2.脱氧核苷酸与核糖核苷酸 |
(脱氧核苷酸)(核糖核苷酸) 问: ①图中脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸分别是构成DNA和RNA单位,1分子该单位分别包括哪些部分? ②脱氧核苷酸和核糖核苷酸有什么区别? |
区别:五碳糖不同 含氮碱基不完全相同
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分别对构成DNA和RNA的基本单位脱氧核苷酸和核糖核苷酸的对比、分析,培养学生比较和分析的科学思维。 |
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3.核苷酸聚合成核苷酸链 |
利用PPT动画演示核苷酸聚合形成核苷酸链过程。 任务: 核苷酸是怎么形成核苷酸链的?
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观看脱氧核苷酸聚合成核苷酸链过程动画; 思考并表述核苷酸是如何形成核苷酸链的。 |
观看核酸链形成过程动画,让学生总体认知核苷酸链形成过程;利用学生由观察到核苷酸连接动画而后表述,培养学生获取信息、信息转化及语言表达能力。 |
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4.核苷酸链构成核酸 |
DNA和RNA分别含有几条核苷酸链? 你能将核苷酸连接成核苷酸链进而构建出核酸分子模型吗?
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总结核酸分子结构:DNA通常是双链; RNA通常是单链。
链接核苷酸形成核苷酸链、构建核酸模型;
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进一步强化“核酸是由核苷酸聚合而成”这一概念的构建。培养学生分析与对比、归纳与概括的思维方法。利用建模的方法加深对核酸的结构理解。 |
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三、核酸是遗传信息的携带物质 |
结合DNA分子结构回答问题: ①遗传信息会与虚线框内磷酸与脱氧核糖排序有关吗? ②图中显示4个碱基构成DNA局部单链,这4个碱还有其他排列顺序吗?由此你能阐述DNA能携带遗传信息的原因吗? ③一个人的碱基序列类似于其身份证号一样,全国无重号(特异性),现在你能阐述犯罪嫌疑人的DNA作为侦破案件的原因吗? ④部分病毒的遗传信息储存在RNA中,如新冠病毒、烟草花叶病毒等,归纳、概括核酸的功能?
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①利用虚线框内磷酸与脱氧核糖的排列顺序不会变化,不能携带遗传信息。 ②4个碱基有44种排列顺序,DNA分子中碱基数目很多,排列顺序万千(多样性),进而理解DNA中碱基(脱氧核苷酸)排列顺序可以携带遗传信息。 ③因每个人的DNA中,碱基序列唯一(特异性),加深对刑侦队利用DNA指纹侦破案件原理的理解。 ④归纳、概括出核酸是遗传信息的携带物质,在遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 |
培养学生分析和判断能力。 利用数学模型策略构建“遗传信息储存在碱基(核苷酸)序列中”。由碱基序列→遗传信息→核酸功能,培养学生结构与功能相适应的生命观念。 利用身边真实的实事,培养学生在学习相似的对象时可采用“类比”方法进行。 通过对DNA和RNA功能的概括、提炼“核酸是遗传信息携带者”这一生物学概念。培养学生归纳和概括的科学思维。 |
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知识迁移 |
课堂练习 |
1.核酸是遗传信息的携带者。判断下列关于核酸组成和分布的表述是否正确。 (1)核酸包括DNA和RNA,由核苷酸聚合而成( ) (2)真核细胞中,DNA不仅仅分布于细胞核中( ) 2.新冠肺炎病毒、小麦细胞的核苷酸数分别是多少种? A.5、4 B. 4、5 C.4、8 D.5、8 |
思考并提供答案 |
及时对知识进行迁移,深化对核酸的构成单位、分布等知识的掌握,强化对“核酸是生物的遗传物质”这一概念的理解,从而加深对核酸的碱基(核苷酸)序列携带遗传信息这一结构与功能相适应的生命观念。 |
知识评价 |
完成核酸的概念图 |
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学生根据所学知识及提示,补充完整核酸概念图。 |
使核酸相关知识系统化和模块化,易于形成“核苷酸链是由核苷酸聚合而成”“核酸是遗传信息携带者”“遗传信息携带在碱基序列中”生物学概念,另外在整个课堂教学过程中培养学生逻辑思维,利用概念教学和培养逻辑思维,便于进一步形成核酸的结构与功能相适应的这一生命观念。 |
知识运用 |
关注生活,解决生活中的实际问题 |
一则关于核酸保健品的宣传广告:一切疾病都与基因受损有关;基因是核酸片段;补充某些特定的核酸,可以增强基因的修复能力。 (1)请对上述三段广告宣传语作出评价,指出其中的逻辑漏洞。 (2)如果有人向你推销核酸保健品,你将如何回应? |
学生思考、作出分析判断,从而作出抉择,向他人宣科学知识。 |
用科学知识来分析、解决生活中的实际问题,培养学生的社会责任意识。 |
板书设计
第5节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的种类及分布
1.种类:包括脱氧核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
2.核酸的主要分布:
(1)真核细胞:DNA→细胞核,RNA→细胞质;
(2)原核细胞:DNA、RNA→细胞质。
二、核酸的构成单位
1.核苷酸
2.脱氧核苷酸与核糖核苷酸
3.核苷酸聚合成核酸链
4.苷酸链构成核酸
三、核酸是遗传信息的携带物质
四、知识迁移---课堂练习
五、知识评价---课堂小结
六、知识运用
教学反思:
本节利用DNA指纹技术成功侦破案件引入新课学习,创造情景,激发学生学习兴趣;在本节课的学习中,抓住核酸分子整体→构成单位的局部→核酸分子整体的思路开展教学、另外利用动态直观的演示→模型构建→抽象思维的教学手段开展教学,符合学生的认知规律;本节课利用构建物理和数学模型、画概念图、培养分析、比较、归纳等科学思维方法,抓住概念教学,动态生成“核苷酸链是由核苷酸聚合而成”“核酸的遗传信息储存在碱基(或核苷酸)序列中”“核酸是遗传信息携带物质”这三个概念,再对这三个概念抽象和综合,抽提出核酸的“结构与功能相适应”这一的生命观。本节课注重概念教学、思维培养训练、生命观念的形成,符合新课程改革下的课堂教学要求。
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