DNA工具教学设计

第一篇：DNA工具教学设计

学科：生物 学段：高中

教材版本：人民教育出版社 模块：选修3

课题：专题1 1.1 DNA重组技术的基本工具 作者：海南农垦加来高级中学 王江云

教学设计

一、教学目标

1、知识与技能：简述DNA重组技术所需三种基本工具作用。

2、过程与方法：

通过对基本概念、基本原理、科学方法的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力。

3、情感与价值观：认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

二、教材分析

教材首先利用抗虫棉花的图片引导学生走进基因工程的领域，然后阐述了培育抗虫棉花的过程至少需要三种工具，即准确切割DNA的“手术刀”、将DNA片段再连接起来的“缝合针”、将体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具”。通过实例激发学生的兴趣，然后再逐一的介绍这三种工具的作用。本节内容是基因工程的入门，所以让学生掌握这三种工具的作用是非常重要的。

三、学情分析

报刊、杂志、电视等媒体都有基因工程的介绍，高二的学生已经或多或少了解一些基因工程的内容。知道人的生长激素基因可在鲤鱼中表达，使鲤鱼生长迅速；知道寒冷水域中鱼的抗寒基因可在植物中表达，从而培育出抗寒性能高的植物„„在现实生活中，大田里种植了转基因的抗虫棉；市场上卖的抗病毒的转基因甜椒„„可以说，以上内容都是学生学习基因工程可联系的经验。另外。还有一些必修课中学习过的知识可作为学习新知识的铺垫，比如：基因控制蛋白质的合成。

四、教学设想

本节内容主要介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。学生了解到的基因工程实例是激发他们学习的兴趣。如果我们采用直白、平淡的讲述方式，不利于调动学生学习的积极性，也不利于学生科学素养的全面提高。应当通过创设情境，提出问题，引导学生积极参与教学活动。比如：在介绍限制酶的的来源时，可以通过问题“限制酶从哪里来寻找”，诱导学生思考、阅读教材得出结论。另外，本节内容比较抽象，上课过程中结合一些图片、动画，并让学生亲自去动手模拟制作DNA重组的模型，这样更能激发学生学习的热情。

五、教学重点、难点 1.教学重点

DNA重组技术所需的三种基本工具的作用

2.教学难点

基因工程载体需要具备的条件

六、教学方法

多媒体教学与板书结合七、课前准备

1、教师：上网搜查基因工程的实例、图片、动画制成课件，准备模拟制作DNA重组的模型的道具。

2、学生：预习课本，查阅资料了解基因工程的发展。

八、教学过程

（一）引入新课

课件展示图片

教师：引导学生讨论：

1.这些生物在自然界中有没有？

2.随着科学的发展，有没有可能出现这些生物？通过哪些技术可以实现？ 学生：看图，完成讨论题。

1.自然界中还没有这样组合的生物出现。2.但是基因工程技术可以实现这些生物的组合。

教师：由于基因工程的发展，要实现一种生物的某些性状在另一种生物中的表达已经不再是天方夜谭。同学们，什么叫基因工程呢？

（二）基因工程的概念

让学生思考。请学生回答问题。

学生：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。该技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。

教师：评价学生答案，总结。

（三）DNA重组技术的基本工具 课件展示：抗虫棉花的图片

设问：如果让你来生产抗虫棉，你会怎么做呢？（请两个学生来说他的想法）教师：评价、讲述。

培育抗虫棉首先要在体外对含有抗虫基因的DNA分子进行“切割”、改造、修饰和“拼接”，然后，导入普通棉花体细胞内，并使重组DNA在细胞中表达。设问：1.基因工程培育抗虫棉的关键步骤有哪一些？

2.解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？

学生讨论、回答。

教师：培育抗虫棉有三个关键步骤：关键步骤一：抗虫基因从苏云金芽孢杆菌细胞内提取出来；关键步骤二：形成重组DNA；关键步骤三：重组DNA导入受体(棉花)细胞。解决这三个关键步骤也需要三种工具：关键步骤一的工具：分子手术刀—限制性内切酶；关键步骤二的工具：分子缝合针—DNA连接酶；关键步骤三的工具：分子运输车—运载体。

设问：什么是限制性内切酶？从哪里获得限制性内切酶？

学生：阅读课本P4-5限制性核酸内切酶—“分子手术刀”，寻找答案。学生回答：限制酶从原核生物中分离出来。

教师：单细胞生物比多细胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在长期的进化过程中，使其必须有处理外源DNA的酶。科学家们经过不懈的努力，终于从原核生物中分离纯化出这种酶，叫做限制酶。迄今已从近300种微生物中分离出4 000种限制酶。

设问：这种酶有什么作用呢？

学生看书回答：它们能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

教师：从这句话中，我们可以知道限制酶有两个作用：一是能识别特定核苷酸序列。比如说EcoRI只能识别GAATTC的核苷酸序列，SmaI只识别CCCGGG的核苷酸序列。二是从特定部位的两个核苷酸将磷酸二酯键切开。同学们看图，EcoRI从G和A之间切开，SmaI从C和G之间切开。限制酶识别和切割部位一般都具有反向重复序列，即一条链正向读的碱基顺序与另一条反向读的碱基顺序完全一致。(课件展示图)

教师：每一种限制酶所识别的序列不同，所切割的序列也不相同，因此，限制酶有特异性的特点，即识别特定核苷酸序列，在特定的切点切割。那么，限制酶切割DNA后会形成什么样的结果呢？同学们请看图回答。（课件展示图）学生：一种形成黏性末端，一种形成平末端。设问：那么这两种末端是如何形成的呢？有什么区别？

学生：限制酶在它识别序列的中心位置两侧将DNA两条单链分割开，就形成黏性末端，而从识别序列的中心位置切开就产生平末端。

教师：展示图解，加以补充解释。被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。设问：要将切割下来的DNA片段接连在一起，需要用到什么酶？

学生：DNA连接酶。

教师：同学们说得对！是用DNA连接酶。开始时，我们学习了限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接，所用DNA连接酶有什么不同呢？

学生：看书，寻找答案。

学生：所用的酶不一样，E·coli DNA连接酶只能将双链DNA片段黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间连接起来。T4 DNA连接酶既可“缝合”双链黏性末端，也可“缝合”双链DNA的平末端，但平末端之间连接的效率比较低。

教师：前面我们学习过DNA聚合酶，那么同学们比较一下，DNA聚合酶和DNA连接酶有什么不同？

学生：DNA连接酶是将双链的DNA片段连接起来，而DNA聚合酶则是将一个个脱氧核苷酸连接起来。教师：说的很对！DNA连接酶是将双链的DNA片段连接起来，就是说DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来。相同之处都是通过形成磷酸二酯键来连接的。（展示图，正确指出磷酸二酯键的位置）

教师：外源基因(如抗虫基因)怎样才能导入受体细胞？(如棉花细胞)学生：阅读教材。

教师：要让一个从甲生物细胞内取出来的基因在乙生物体内进行表达，首先得将这个基因送到乙生物的细胞内去。能将外源基因送入细胞的工具就是运载体。设问：作为运载体需要具备什么条件？ 教师：下面老师提出四个问题供大家思考。

1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？ 2.作为载体没有切割位点将怎样？

3.目的基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？ 4.如果载体对受体细胞有害将怎样？不能分离会怎样？

学生活动：分组讨论，每一组负责一个问题，请代表回答。

学生：

1.导入受体细胞的目的基因不能复制，将在细胞增殖中丢失。2.载体没有切割位点，外源的目的基因不可能插入。

3.如果载体上有标记基因，这样，在载体进入受体细胞后，就可通过标记基因的表达来检测。

4.载体对受体有害，将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的目的基因无法表达。教师：可见以上内容，都是在选择合适载体时必须考虑的。所以充当运载体的要具备以下几个必要条件： 1.能自我复制； 2.有切割位点； 3.有遗传标记基因； 4.对受体细胞无害、易分离。

教师：目前通常利用的运载体是“质粒”。质粒来自大肠杆菌，是一种小型的环状DNA。下面让我们通过插图一起来认识质粒。（展示图片）设问：为什么质粒能作为运载体？ 学生：

有“复制原点”──说明质粒能复制并能带着插入的目的基因一起复制。有“目的基因的插入位点”──说明质粒有切割位点。

有“氨苄青霉素抗性基因”──说明有标记基因的存在，可用含青霉素的培养基鉴别。此质粒来自大肠杆菌──说明没有危害，大肠杆菌是非致病菌，大肠杆菌分裂快，也便于从大量复制个体中分离出来。

教师总结：让学生分组模拟DNA重组模型操作，加深和巩固学生对这三种工具的理解。

九、板书设计

1.1 DNA重组技术的基本工具

基因工程：又叫基因拼接技术或DNA重组技术

一、限制性核酸内切酶

1.来源：主要从微生物中分离出来 2.特点：特异性

3.结果：产生黏性末端、平末端

二、DNA连接酶

1.种类：E.coliDNA连接酶和T4 DNA连接酶 2.作用

3.DNA连接酶和DNA聚合酶的区别

三、基因进入受体细胞的载体 1.作为载体的条件 2.质粒的结构

第二篇：《DNA重组技术的基本工具》教学设计

《DNA重组技术的基本工具》教学设计

教学目标

1． 简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。

2．认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。教学重难点

.教学重点 DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。教学难点 基因工程载体需要具备的条件 教学工具 多媒体 教学过程

引入：胰岛素是唯一能降低血糖的激素。科学家将人胰岛素基因导人到大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人类的胰岛素，为糖尿病治疗提供有效而廉价的药物；人们还可以将细菌内抗虫基因转移到普通棉花细胞内，培育出了自身就可以抵御害虫的新品种抗虫棉。

（1）获得上述科研成果，运用的生物技术是什么？

（2）获得上述科研成果的操作步骤是什么？

（3）上述操作过程中所运用到的工具有哪些？

我们在必修本中学习了有关遗传的知识，知道了遗传学的基本理论，如DNA是遗传物质的证明，DNA的双螺旋结构和中心法则等，在本专题中我们将应用遗传学的知识来学习基因工程的相关内容。

首先了解一下基因工程的诞生和发展。（阅读课本：科技发展之路）（板书）一。基因工程的诞生和发展 那什么叫基因工程呢？（板书）二。基因工程的概念 理解定义：完成表格

师：我们知道基因工程是在分子水平上进行设计施工的，由于DNA分子太小，因此必须借助什么才能完成DNA分子的 剪切、拼接和导入等。中国有句俗语叫“没有金刚钻儿，不揽瓷器活儿”。科学家们在实施基因工程之前，苦苦求索，终于找到了实施基因工程的三种“金刚钻儿”，使基因工程的设想成为了现实。这三种“金刚钻儿”，一是准确切割DNA的工具，“分子手术刀”──限制酶；二是DNA片段的连接工具，“分子缝合针”──DNA连接酶；三是基因转移工具，“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。下面我们就来学习这方面的内容。

二。基因工程的基本工具

我们首先来研究一下准确切割DNA的工具，“分子手术刀”──限制酶 1.限制性核酸内切酶----“分子手术刀”

师：在进入对限制酶的学习时，你们可能最关心的是这种工具酶到哪里去寻找。我们不妨先思考下面几个问题

思考：⒈自然界是否存在一种生物的DNA进入另一生物的情况？（噬菌体侵染细菌的实验）

⒉动物容易让外来DNA侵入自身而得以遗传吗？为什么？植物呢？

（生物体有的有免疫系统，如动物；有的有保护作用的组织、器官，如植物）

⒊作为单细胞的生物来讲，没有那么复杂的结构和系统，它如何来抵抗入侵的外源DNA，保 2 护自身呢

（只有让外来的DNA失效，才能保护自身。）师：那么怎样才能让DNA失效？ 生：用DNA酶，因为在必修课本中学过。

师：用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了吗？ 生：一种特殊的酶，能切割外来的DNA，而对自身不切割。

师：根据你们的分析可知，这种酶可能是一种不同于DNA酶的、我们还没有认识的酶。我们讨论至此，同学们是否有了从哪里获得这种酶的意向？ 生：到单细胞的生物中去找。

阅读课本“分子手术刀”完成下面问题：(1)主要来源:从原核生物中分离出来的.(2)特点:识别DNA特定的核苷酸序列,切断两个核苷酸之间的磷酸二酯键，即酶的专一性。

（师：以上这句话，说出了两层意思。一是识别特定核苷酸序列。请同学们看图，EcoRI只能识别GAATTC的核苷酸序列，SmaI只识别CCCGGG的核苷酸序列。第二层意思是从特定部位的两个核苷酸之间切开。请同学们看图，EcoRI就从G和A之间切开，SmaI就从C和G之间切开。师：刚才我们提到科学家们已经分离出4 000多种限制酶。由于酶的不同，它们识别的特定核苷酸序列也不同。）

(3)作用机理：只催化磷酸二酯键断裂，不作用于连接碱基对的氢键。（4）作用方式：可分为错位切和平位切。

（5）作用结果：两种形式一种形成黏性末端，一种形成平末端

（师：那么这两种末端是如何形成的呢？请从书中找到答案。

生：限制酶在它识别序列的中心位置两侧将DNA两条单链分割开，就形成黏性末端，而从识别序列的中心位置切开就产生平末端。）师：要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？ 生：要切两个切口，产生四个黏性末端。

思考：以中轴线双侧的DNA上碱基呈反向对称，重复排列。2.DNA连接酶----“分子缝合针”

引入：将切下来的DNA片段拼接成性的DNA分子，是靠DNA连接酶来完成的。下面我们来研究DNA片段的连接工具，“分子缝合针”──DNA连接酶。

师：开始时，我们学习了限制酶切割后有两种不同的结果，一种产生黏性末端，一种产生平末端。那么恢复它们的连接，所用DNA连接酶是否可以不加选择？同学们应从书中求得真知，自己解答这个问题。阅读课本 DNA连接酶----“分子缝合针” 完成下面问题：

生：应该有所选择。因为E·coli DNA连接酶只能将双链DNA片段黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平末端之间连接起来。T4 DNA连接酶既可“缝合”双链黏性末端，也可“缝合”双链DNA的平末端，但平末端之间连接的效率比较低。(1)作用:将双链DNA,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的______.（2）连接的部位：磷酸和脱氧核糖之间的键：磷酸二酯键（梯子的扶手）(3)种类: ①E.coli DNA连接酶:只能缝合DNA的_____ ②T4 DNA连接酶:既可缝合DNA的_____,又可缝合双链DNA的_______.（4）DNA连接酶和DNA聚合酶的区别 课后小结

本节课充分调动了学生学习的积极性，很好地激发了学生的学习内在驱动力。但是不能兼顾到一小部分动手能力不是很强的学生，使得他们一直处于学习被动之中。

第三篇：DNA重组技术的基本工具教学设计

DNA重组技术的基本工具教学设计

一、设计思想

一个充满思维的课堂才是真正高效的课堂。新课程的设计提出了四个理念，提高生物科学素养，面向全体学生，倡导探究式学习，注重与现实生活的联系。在教学实践中我们发现，学生普遍存在这样的问题：

1、记不住，2、想不起来，3、不会用。积极开展探究式教学对解决这些问题有着非常重要的作用，为此我设计了一种注重探究，强调应用的教学模式，有效地提高了课堂教学的效率。

二、教材分析

1、教材地位

本节课是人教版新课标高中生物选修3《现代生物科技专题》专题1基因工程中第一节的内容。本专题是在必修2第6章《从杂交育种到基因工程》基础上的深入和提升，与必修2模块中学过的许多知识也都有联系。属于基础扩展内容。

2、教学目标 知识目标

（1）、简单描述基因工程的概念及目的。

（2）、说出DNA重组技术的三个工具及各工具的特点和用途。能力目标：

培养学生自己动手制作模型的能力 情感目标：

• 认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新

3、教学重点

（1）DNA 重组技术所需要的三种基本工具的作用；

2、教学难点：

（1）DNA 重组技术所需要的三种基本工具的作用；（2）基因工程载体需要具备的条件

三、教学方法

DNA重组技术的三种基本工具及其作用内容复杂、抽象。如果采用直白、平淡的方式讲解介绍，学生会感到抽象和乏味，不利于调动学生学习的积极性，也不利于科学素养的全面提高。如果通过创设情境，设置问题让学生进行自主探究，诱导学生积极参与教学活动，学生的学习热情和积极性就会被充分调动起来，从而开启他们思想的闸门。因此本节课是以老师讲解、启发与学生自主探究、合作学习相结合的方式开展教学的。运用这样的教学方法，既把课堂交给了学生，体现学生的主体作用，也突出了教师在学生的学习过程中的指导者、参与者、合作者的作用。

四、教学过程：

（一）、创设情境，引入新课。在这一环节中我首先提出几个设想 能否让植物也发出萤火虫般美丽的萤光？ 能否让猪体内生产出人血蛋白？

能否让细菌产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？

创造一种令人心神向往的意境。然后指出把这样的奇思妙想变为现实的是20世纪70年代兴起的高新科技——基因工程。那么基因工程这个凝聚着众多科学家心血的技术到底是怎么进行的呢？从今天开始我们就来揭开这一技术的神秘的面纱。从而引入新课的学习。

（二）、步步设问，探究学习

在这一环节中，我先介绍了我国科学家培育抗虫棉的材料，然后发给每个学生两个写有碱基序列的纸条，指出：假若一个是含有某种药物蛋白基因的DNA，另一个是棉花的DNA。要进行基因工程的操作实现体外基因的重组然后导入受体细胞，需要准备一些什么样的工具呢？然后让学生阅读课本找到答案。

实现这一操作过程至少需要三种工具：一是限制酶；二是DNA连接酶；三是运载体。那么这几种工具各有什么样的作用呢？接着开始进入第一部分的教学。1.“分子手术刀”──限制酶。（板书）

这部分内容的教学中，我通过设置学生关心的问题“限制酶从哪里寻找”，诱导学生联想从前学过的内容──噬菌体侵染细菌的实验，进而认识到细菌等单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。进一步提出问题：这类原核生物之所以能长期生存而不绝灭，会有什么保护机制呢？诱导学生产生“可能是有什么酶来切割外源DNA，而使之失效，达到保护自身的目的”。这样就将书中直白的“这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来”的写法，变成了一个自主探索的思想活动。有效地让思维充满课堂，让学习成为一个发现的过程。下面是引导探究的过程：

师：关于限制酶人们最关心的可能是这种工具酶到哪里去寻找。我们不妨从以往学过的知识谈起，自然界中有各种生物，它们所处的环境不是真空，一些生物的DNA可能进入另一种生物的细胞中。对于这种可能性，同学们可用什么实例来说明？ 生：噬菌体侵染细菌的实验。

师：那么现存的生物为什么没有在长期的进化过程中被外源DNA的入侵而绝灭，仍能保持相对稳定的状态呢？

生：生物体都有各自的保护机制，如动物有免疫系统，植物有具有保护作用的组织、器官。师：那么作为单细胞的生物来讲，没有那么复杂的结构和系统，它如何来抵抗入侵的外源DNA，保护自身呢？

生：只有让外来的DNA失效，才能保护自身。

师：那么怎样才能让DNA失效？ 生：用DNA酶，因为在必修课本中学过。

师：用DNA酶，那么生物自身的DNA不也要失效了吗？

生：可能有一种特殊的酶，能切割外来的DNA，而对自身不切割。

师：根据你们的分析可知，这种酶可能是一种不同于DNA酶的、我们还没有认识的酶。那么我们应该从哪里寻找这种酶呢？ 生：到单细胞的生物中去找。

师：科学家的基本意向也和同学们一样。单细胞生物比多细胞生物更容易受到外源DNA的侵入。在长期的进化过程中，使其必须有处理外源DNA的酶。科学家们经过不懈的努力，终于从原核生物中分离纯化出这种酶，叫做限制酶。迄今已从近300种微生物中分离出4 000种限制酶。这种酶与我们以前知道的DNA酶的作用是不同的。然后让学生看书，并通过讨论得出限制酶的作用。

它们能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。

通过讨论让学生体会限制酶能识别的序列有什么特点。它是如何对DNA进行切割的，切割的位置是哪里，切口有什么特点，并进一步思考与讨论下列问题：

1、要想获得某个特定性状的基因必须要用限制酶切几个切口？可产生几个黏性末端？

2、如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，结果会怎样呢？

讨论后接着提出新的问题：切割下来的DNA片断还需要接到运载体上去，还要靠另一种工具DNA连接酶来实现，那么DNA连接酶又是怎么把DNA连接起来的呢？由此引入对DNA连接酶的学习。

2.“分子缝合针”──DNA连接酶。（板书）

这一环节中我先让学生阅读课本，并讨论下面的几个问题，之后提出连接酶与聚合酶有什么区别与联系，引导学生复习以前的知识，使学生认识到DNA连接酶是将双链的DNA片段连接起来，而DNA聚合酶则是将一个个脱氧核苷酸连接起来。从而加强了前后知识的联系，加深了学生对酶的专一性的认识

简单小结上述问题后我进一步提出问题：单纯的DNA片段是很难导入受体细胞的，所以切割下来的目的基因导入受体细胞就需要有一个“分子运输车”帮助。那么这个运输车应该具备什么样的特点呢？

3.“分子运输车”──基因进入受体细胞的载体。（板书）

在这个学习过程中我通过提出以下几问题引导学生探究作为运输工具必须具备的条件。1.假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？ 2.作为载体没有切割位点将怎样？

3.目的基因是否进入受体细胞，你如何去察觉？

4.如果载体对受体细胞有害将怎样？ 通过分组讨论使学生认识到

1.导入受体细胞的目的基因不能复制，将在细胞增殖中丢失。2.载体没有切割位点，外源的目的基因不可能插入。

3.如果载体上有遗传标记基因，这样，在载体进入受体细胞后，就可通过标记基因的表达来检测。

4.载体对受体有害，将影响受体细胞新陈代谢，进而使转入的目的基因也无立足之地。最后得出作为运输工具必须具备的条件有以下几个。1.能自我复制； 2.有切割位点； 3.有遗传标记基因； 4.对受体细胞无害。

然后展示图片和学生一起认识最常见的运载体----细菌质粒 找出刚才归纳的几个条件的具体体现。

找到“复制原点”──说明质粒能复制并能带着插入的目的基因一起复制。找到“目的基因的插入位点”──说明质粒有切割位点。

找到“氨苄青霉素抗性基因”──说明有标记基因的存在，将来可用含青霉素的培养基鉴别。

（三）、模拟操作，巩固升华

知识学习结束后我发给学生剪刀和胶带让学生模拟操作DNA的剪切与拼接并思考相关问题加深对所学知识的理解。

（四）、强化训练，注重应用

最后我通过精选习题，让学生进行课上及课下的训练，及时巩固本节课的重难点知识。然后总结本节课的主要内容结束学习。

五、教后反思

本节内容主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用，内容复杂、抽象不好理解。通过设置问题情境让学生进行自主探究，引导学生积极参与教学活动，尤其是模拟操作的引入使得学生的学习热情和积极性被充分调动起来，从而开启了他们思想的闸门，收到了良好的教学效果。

第四篇：DNA教学设计

《DNA分子的结构》教学设计

●教材分析

本节内容是新课标人教版必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容，主要包括DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子结构的主要特点及制作DNA双螺旋结构模型三部分。其中碱基互补配对原则是DNA结构、DNA复制以及DNA控制蛋白质合成过程中遵循的重要原则。DNA分子的双螺旋结构是学生学习和理解遗传学的基础知识；DNA独特的双螺旋结构保证了DNA具有多样性、特异性、稳定性的特征，它是学生理解生物的多样性、特异性、物种稳定性本质的物质基础。●设计思路

以科学家的探究过程为主线，用提问、讲授并结合多媒体演示的方法再现科学家如何一步步通过不懈的努力总结出DNA分子的结构。教学中通过科学家相关事迹的学习，使学生认识到科学探索的艰辛，树立起勇于挑战、不怕失败、团结协作的科学态度。●教学目标 1.知识方面

⑴识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。⑵DNA分子的平面结构和空间结构。⑶碱基互补配对原则。2.情感态度与价值观方面

认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程 3.能力方面

构建DNA双螺旋结构模型。●教学重点和难点

1.教学重点：DNA分子双螺旋结构模型的建构 2.教学难点：DNA分子结构的主要特点 ●教学方法：讨论法、多媒体演示法 ●教学准备：PPT ●课时安排：1课时 ●教学过程: 【新知探究】

师讲述：2004年7月28日，“分子生物学之父”克里克在圣地亚哥加州大学医院与世长辞，享年88岁。1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构，从而带来了遗传学的彻底变革，这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现，更宣告了分子生物学的诞生。也正是因为这一研究成果，1962年他们共同获得了诺贝尔学奖。那么，克里克与沃森提出了双螺旋结构到底是怎样的呢，下面我们一起跟随科学家的研究足迹尝试着构建出这个著名的双螺旋结构。

一、DNA分子双螺旋结构的构建 1．模型建构一：脱氧核苷酸

前面学过20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是 1分子脱氧核苷酸 = + + 多媒体展示：

请学生回答碱基的种类和脱氧核苷酸的种类。2．模型建构二：脱氧核苷酸单链

基本单位找到了，科学家们进一步发现DNA就是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。

教师指导学生如何将脱氧核苷酸连接成单链 3．模型建构三：脱氧核苷酸双链 4．模型建构四：双螺旋 多媒体展示：资料三和资料四

师讲述：1951年春天，在意大利举行了一次生物大分子结构的会议。会上，英国科学家富兰克林和她同事威尔金斯展示了采用X射线衍射技术拍摄到的DＮＡ晶体照片，而这张照片让来参加会议的沃森激动地话也说不出来了，心怦怦直跳。为什么？因为从这张照片上完全可以断定DNA的结构是一个螺旋体。所以，资料3为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论，提供了决定性的实验依据。但可惜的是没等到分享研究成果的喜悦，7年之后，这位才华横溢的女科学家因为癌症而英年早逝。按照惯例，诺贝尔奖不授予已经去世的人。因而，在1962年是富兰克林的同事威尔金斯和沃森、克里克共同分享了当年的诺贝尔奖。多媒体展示：衍射照片

师讲述：那么到底是什么样的螺旋结构呢？在1951年的秋天，沃森在英国剑桥大学碰到了对DNA结构同样着迷的克里克。虽然克里克比沃森大12岁，却有一见如故的感觉。物理学家出身的克里克对衍射图谱的分析十分熟悉，而沃森可以帮助克里克理解生物学内容。他们尝试了很多螺旋模型，但都以失败告终。请学生阅读课本48页相关内容。

师讲述：在失败面前他们没有气馁。最终，根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析，沃森和克里克得出一个共识：DNA是一种双链螺旋结构。于是沃森和克里克立即行动，马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起开始奋战，他们夜以继日，废寝忘食，终于在3月7日，将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。多媒体展示：DNA双螺旋结构模型

二、DNA分子双螺旋结构的分析

1.学生通过思考如下问题，与教师一同归纳DNA分子双螺旋结构的特点。(1)DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？

(2)DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位呢？碱基位于DNA的什么部位？(3)DNA中的碱基是如何配对的？ 2.学生活动：用教学器材制备双螺旋结构 3.DNA分子双螺旋结构的特点：

(1)DNA分子是由两条链组成的，按反向平行方式盘绕成双螺旋结构。

(2)DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替排列，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。

(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且A一定与T配对，C一定与G配对。4.课堂反馈： 课后练习1、3 【课堂小结】

5种化学元素，4种碱基，3种化学组成，2条链，1种独特的双螺旋结构 独特表现在：反向平行，磷糖交替，碱基互补 【作业布置】《课时练》相关练习●板书设计

第二节 DNA分子的结构

一、DNA分子双螺旋结构的构建

二、DNA分子双螺旋结构的分析

结构特点：反向平行，磷糖交替，碱基互补

第五篇：DNA分子结构和特点-教学设计

DNA的分子结构和特点（1课时）

一、教学理念

本节内容的知识较为基础，又是分析讲解结构及特点，因此运用数学中常用的“点、线、面、体”的方法来逐步进入，层层递进地引导学生认识DNA的分子结构和特点。通过小组合作探究的方式，使学生能在此过程中体验科学探究的过程，最后在小组间的交流、比较和归纳中水到渠成地得出DNA分子结构的主要特点。再辅以物理模型的展示，给学生一个感性认识，使学生对知识有了更深的理解。

二、学习者分析

本节课的教授对象是高二年级的学生，他们已经学习了核酸的元素组成等基础知识，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，在上节课中也懂得了DNA是生物主要的遗传物质，这些都为本节课新知识的学习提供了必要的知识储备。学生在上节课学习了DNA是主要遗传物质之后，自然会产生类似“DNA凭什么可以成为遗传物质？”的疑问，这就激发了学生学习本节内容甚至学习生物的兴趣。

然而高二的学生尽管具备了一定的认知能力，但其思维的目的性、连续性和逻辑性还不完善，因此需要教师正确适时地加以引导；其次，学生更容易接受形象直观的知识，其空间想象力不足，所以在学习本节内容是有必要通过直观的模型构建或辅以动画、视频来帮助学生理解。

群体特征：异质程度高，规模为一个班级，整体印象积极好表现。

三、教材分析

本节课选自浙科版高二《生物学》必修二第三章第二节，内容包括DNA的分子结构、DNA分子的结构特点以及DNA的特性。本节课在学生学习了DNA是主要的遗传物质之后，进一步阐述DNA分子作为主要的遗传物质到底如何携带遗传信息，引发学生对科学本质的探究。虽然学生对这一方面的知识没有过多接触，但知识结构较为清晰，具有一定逻辑性。同时，本节课的学习也为接下去了解DNA分子的复制、遗传信息的表达打下基础，因此，本节课对于学生的知识框架而言具有承上启下的作用。

四、教学目标

1、知识目标：简述DNA的分子组成；概述DNA分子结构及其特点；举例说出DNA的特性在生活中的运用；

2、能力目标：通过对DNA双螺旋模型建立科学研究方法的学习能够独立自主地建立模型，提高观察、探索以及动手操作能力；养成看图分析问题的能力；

3、情感目标：认识到多学科合作探究的重要性，体会科学探索的艰辛，树立科学的价值观。

五、重点与难点分析

1、教与学重点：概述DNA分子的结构及其特点；理解DNA双螺旋结构；

2、教与学难点：DNA分子结构特点的分析；尝试解释DNA分子的特性。

六、教与学的方法 以讲授法为主，多媒体与物理模型辅助，小组讨论，独立思考，真题复习加深理解。

七、教学准备

收集与DNA相关的时事资料或生活实事，DNA双螺旋结构的物理模型，制作与课题相关的多媒体课件。

八、教学过程

1、创设情境，导入新课

利用生活实事创设情境：李某向哺乳期妻子张某提出离婚，按照法律，丈夫不能向哺乳期妻子提出离婚，可是法院竟判张某赔偿李某14.5万元，因为李某发现孩子不是他亲生的。教师提出问题：李某是怎样发现的呢？（预设答案：DNA鉴定），我们之前学习到DNA是主要的遗传物质，因此DNA鉴定是一种好办法，教师进一步提问：DNA为什么能作为主要遗传物质呢？要解决这个问题，就要学习本节课内容：DNA的分子结构和特点。

2、明确DNA的分子组成

请学生独立自主地阅读教材内容，简单认识DNA的分子组成，提问：①DNA的基本组成元素有哪些？（预设答案：C、H、O、N、P）②DNA分子的基本组成单位是什么？有哪些部分物质组成？（预设答案：脱氧核苷酸。由磷酸、脱氧核糖、碱基组成）③脱氧核苷酸有几种？分别是？（预设答案：4种，A、T、G、C）。学生根据自身基础以及自学的知识很容易能回答上述问题，在教师的引导下，请全班学生大声读出每一种脱氧核苷酸的名称，并请同学们尝试画出DNA的基本单位，教师在黑板上画出脱氧核苷酸的结构。

3、探索DNA分子的结构特点

给学生分组后，教师引导学生从“点、线、面、体”学习DNA分子的结构特点: ② 点：请学生再次说出DNA的基本组成单位，及时强化知识点，加深记忆； ②线：请小组合作探究刚才画出的一个脱氧核苷酸如何连成一条？在学生讨论的过程中请几个画得具有代表性的小组去黑板上展示讨论结果，教师请全班同学检查是否有错误并作出正确图形与解释；

③面：请小组合作探究怎样把两条DNA单链连起来并尝试归纳其特点。请小组代表回答后教师解释说明，使学生体验科学探究的过程，并在过程中养成合作探究、积极思考、勇于尝试的科学习惯；

④体：我们知道生物界很有名的沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构，那DNA是怎样从我们刚才说的两条链组成的平面图形变成立体的双螺旋结构的呢？教师展示DNA双螺旋结构的物理模型：先与学生一起认识物理模型的各个组成部分，然后在此基础上引导学生自行总结归纳DNA双螺旋结构的内容，并与学生一起分析模型归纳出DNA的3个特性。通过展示物理模型，增加学生的感性认识，同时也锻炼的学生的观察力和总结归纳的能力。

4、新知巩固，联系反馈

通过ppt上展示的一道关于DNA分子结构及其特点的练习题，请学生们一起回答，指出DNA分子的3个特点与3个特性。再通过3道真题加以巩固新知，从学生的回答中及时进行修正和弥补知识上的不足，完善整体知识体系的建构。

5、课堂小结

在时间许可的条件下，请学生总结本节内容体系。

6、课后练习反馈

布置与本节内容相关的练习，获取反馈信息，及时做好补救教学。

九、教学设计反思

本节课由于较为基础，因此使用了讲授法进行教学，知识点的讲解过程可能会有一些枯燥，因此需要教师及时地调动课堂气氛，在学生分组讨论的过程中，教师也要在教师中游走，注意观察或参与各小组的讨论中。最后使用的DNA双螺旋结构的物理模型带给学生感性认识，体现了直观性的教学原则。

附：板书设计