1、第二章第二章 组成细胞的分子组成细胞的分子 第第 5 5 节节 核酸是遗传信息的携带者核酸是遗传信息的携带者 一、教学目标的确定一、教学目标的确定 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，是储存与传 递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。由于遗传与进化模 块教材中对 DNA 和 RNA 的结构和功能有较详细的介绍， 因此本节内容的重点放在 “从细胞层面对核酸的分类、核酸在细胞中的分布、核酸是由核苷酸连接而成的 长链及生物大分子以碳链为骨架”的学习上。据此，本节的教学目标如下。 1.通过对核苷
2、酸长链照片的观察分析及核苷酸、核苷酸链模型的构建，能阐 述核酸由核苷酸聚合而成，能解释核酸是储存与传递遗传信息的物质。 2.通过对 DNA 和 RNA 化学组成上异同的比较， 能说出 DNA 和 RNA 的区别与联 系。 3.通过回顾“糖类、蛋白质和核酸”的物质组成，能概括出生物大分子以碳 链为骨架的结构特点。 二、教学设计思路二、教学设计思路 核酸是遗传信息的携带者。为何由 4 种脱氧核苷酸组成的 DNA、4 种核糖核 苷酸组成的 RNA 可以携带如此复杂的遗传信息呢？通过本节内容的学习， 应让学 生了解核酸的种类与分布、 核酸能够成为遗传信息携带者的原因以及生物大分子 是以碳链为骨架等知识
3、。由于学生缺乏有关核苷酸和核酸的化学背景知识，且核 苷酸、核酸的结构相对抽象，所以在教学时，可采用模型建构以及对不同的核苷 酸、核酸图像观察和比较的方法，增加教学的直观性，帮助学生理解核苷酸的组 成， 脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别，核苷酸排列顺序的千差万别与遗传信息的 关系，以及生物大分子以碳链为骨架等难点知识，提高科学思维能力，进一步发 展“结构功能观”。 问题情境引入 新知探究 知识迁移 质疑：为什么 DNA 能够提供犯罪嫌疑人的信息？ 随堂演练 图片分析：DNA 和 RNA 在细胞中的分布 解释：核苷酸链能贮存遗传信息的原因 知识提升 概括：生物大分子以碳链为骨架 三、教学实施的程序三、
4、教学实施的程序 学习阶段学习阶段 教师活动教师活动 学生活动学生活动 设计意图设计意图 创设情境 导入新课 ? ? ? ? ? 【情境导入】播放刑侦人员通过 DNA 指纹技术在 侦破工作中锁定犯罪嫌疑人的图片 引出探究问题：为什么 DNA 能够提供犯罪嫌疑人 的信息？与它的化学组成有关吗？引出本节课题 结合图片， 思考并交流探 讨问题。 从生活的实例 出发， 引起学生已有 的错误前概念与新 知识的冲突， 激发学 生学习的兴趣。 核酸的种 类及其分 布 【提问】 1.核酸是什么物质?核酸就是 DNA 吗? 2.核酸只分布在细胞核中吗? 【布置任务】展示 DNA 和 RNA 在不同的动物细胞、植物
5、细胞和原核生物中的分 回 顾 初 中 所学知识， 思考 并回答。 讨论得出， 真核细胞的 DNA 主要分布在细 胞核， 在线粒体 和叶绿体中也 建立初高中知 识链接的桥梁。 通过分析比较 图片， 培养学生获取 信息的能力。 知识评价 完成核酸的概念图 知识运用 关注生活，解决生活中的实际问题 布图片，小组讨论 DNA 和 RNA 在细胞中的分布情况。 【提示】学生讨论时，教师应注意倾听，并作适 当提示。 有少量的分布， RNA 主要分布在 细胞质。 在原核 细胞内也有 DNA 和 RNA 分布 核酸是由 和感受算 链接而成 的长链 1.核苷酸 核酸同蛋白质一样，也是生物大分子，是由基本 组成单
6、位核苷酸构成的。 展示核苷酸的分子结构图并标明五碳糖中 5 个碳 原子的对应位置。 【提问】1.核苷酸由哪些元素组成？具体又分别 由哪几部分组成？ 2.磷酸、五碳糖和含氮碱基之间是如何相连的？ 3.磷酸、含氮碱基分别与五碳糖中的几号位碳原 子相连？ 指出根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧 核糖核苷酸（DNA 的基本单位）和核糖核苷酸（RNA 的 基本单位） ，展示图片并引导学生分析两者的异同。 观察、 讨论 核苷酸的组成 元素和化学组 成， 了解各化学 组成间的链接 情况 PPT 展示， 便于 学生直观认识核酸 的组成元素， 初步认 识核苷酸及磷酸、 五 碳糖及含氮碱基分 子式。 培养学生
7、的识 图和读图的能力。 2.核苷酸 链 【布置任务】各小组内分工合作，根据提供的软 磁铁模型(磷酸、脱氧核糖、核糖、A、G、C、T、U 五 种碱基模型)在白板上构建脱氧核苷酸和核糖核苷酸。 各小组展示搭建的模型，与学生一起讨论分析并 修正错误连接。 引导学生尝试进行核苷酸的命名， 完成 DNA 与 RNA 在五碳糖、碱基种类等方面的比较。 【提问】脱氧核苷酸是如何连接形成生物大分子 DNA 的?核糖核苷酸是如何连接形成生物大分子 RNA 的？ 以脱氧核苷酸链为例，引导学生讨论分析可能存 在的连接方式如磷酸与磷酸相连、含氮碱基与含氮碱 小组合作， 在白板上完成 构建4种脱氧核 苷酸和4种核糖 核
8、苷酸。 尝试对 DNA 的四种脱氧核 苷酸和RNA的四 种核糖核苷酸 进行命名， 并讨 论比较 DNA、 RNA 在化学组成上 的共同点和区 通过完成构建 任务充分理解核苷 酸中磷酸、五碳糖、 含氮碱基的连接方 式。培养学生概括、 比较与质疑的科学 思维方式。 尝试多种连接 方式， 提高学生的思 维能力。 通过直观模型， 加深对核苷酸的连 接方式的理解， 达到 基相连、含氮碱基与磷酸相连等)并提出正确的连接方 式。 【布置任务】将白板上构建的 4 个脱氧核苷酸连 接成脱氧核苷酸链、 4 个核糖核苷酸连接成核糖核苷酸 链。 巡视指导小组活动，倾听、参与学生的讨论。 展示脱氧核苷酸连接形成长链的过
9、程及 DNA 双链 的双螺旋结构，核糖核苷酸连接形成 RNA 及 RNA 的单 链结构(适当说明 DNA 和 RNA 的具体结构特点)。 别。 尝 试 多 种 可能的连接方 式， 探索发现正 确的连接方式。 小组合作动手 构建模型并展 示成果。 观 看 动 画 DNA、 RNA 空间结 构的形成过程。 突破难点的目的。 认识 DNA、RNA 空间结构特点， 了解 两者功能的差异。 3.核苷酸 储存遗传 信息 【布置任务】请每小组将构建脱氧核苷酸链和核 糖核苷酸链的白板依次并排展示，思考并解释各小组 核苷酸链不同的原因(可与蛋白质的多样性进行类 比)。尝试解释通过 DNA 指纹技术能锁定犯罪嫌疑
10、人的 原因? 【总结】核酸是细胞内携带遗传信息的物质。 【拓展】核酸不仅是细胞内携带遗传信息的物质， 在生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成中也具有极 其重要的作用。 观 察 不 同 小组构建的 DNA 和 RNA 模型， 尝 试分析核酸分 子多样性的原 因， 理解遗传信 息的含义， 尝试 解释为什么核 酸是遗传信息 的携带者， 初步 形成 “结构决定 功能”的观念。 通过分析学生 构建的模型， 让微观 现象直观化， 帮助学 生理解核酸分子的 多样性。 通过举例， 让学 生了解并不是所有 生物的遗传信息都 贮存在 DNA 中， 理解 生命的复杂性。 生物大分 子以碳链 为骨架 在构成细胞的化合物
11、中，除了 DNA 和 RNA 外，哪 些物质也属于生物大分子?它们的基本组成单位是什 么?各具有怎样的特点呢? 【布置任务】根据展示的糖类、蛋白质和核酸基 本组成单位(单体)的结构式图片，判断它们分别是哪 种生物大分子的基本组成单位。并仔细观察这些基本 组成单位的结构式，从元素组成方面分析它们有何共 同特征。 学生完成 任务， 理解生物 大分子的种类， 单体与多聚体 的关系。 由核酸到其他 生物大分子， 理解生 物界的统一性。 引导学生归纳得出结论:每个单体都是以若干个 相连的碳原子构成的碳链为骨架 随堂演练 分组讨论并回答下列问题 1.人、植物、细菌、HV 病毒、SARS 病毒的遗传信 息携
12、带者是什么? 2.A、T、G、C 在水稻、HIV 病毒中可以分別组成 几种核苷酸? 分组讨论， 回答问题 考查学生对本 节所学知识的迁移 应用能力。 课堂小结 师生一起完善板书，构建本节核酸概念图。 尝 试 构 建 核酸概念图， 明 确核酸的结构 和功能， 理解核 酸的结构和功 能是相适应的。 有助于系统掌 握核酸的相关知识。 学以致用 随着生活水平的提高，人们对营养保健食品日益 关注。一些厂家将在核酸保健品的广告中用到类似的 宣传语: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，可增强基因的修复能力。 (1)请对上述三段广告宣传语作出评析，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 交流后， 将活动 成果通过制作 APP 宣传片进行 传播宣传。 用科学知识来 解决生活中的实际 问题， 培养学生的社 会责任意识。