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[摘要]以激发学生的学习主体性为第一视角，设计《遗传信息的携带者——核酸》一节的教学，采用自主学习、活动探究、小组合作等教学策略，强调学生的课堂参与、亲自感悟，提高学生的学习兴趣，激活学生的科学思维，促进学生有效体验知识的形成与发展过程。
[关键词]主体;核酸;体验;教学设计
[中图分类号]
G633.91
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-6058（2020）170092-02
一、教材分析
《遗传信息的携带者——核酸》是人教版高中生物必修1第二章第三节的内容，它承接上一节《生命活动的主要承担者——蛋白质》的学习，也为必修2《遗传与进化》中关于DNA、RNA结构与功能的详细介绍奠定知识基础。该节内容紧扣结构与功能观，包含丰富的科学史材料。学生通过阅读、探究并搭建核苷酸长链模型，在实践操作过程中体验遗传信息的多样性。联系社会相关问题，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
二、教学目标
1.通过阅读教材和观察细胞染色实验现象，概述出核酸的种类及其在细胞内的分布情况，模拟核苷酸长链的形成过程，建立结构与功能相适应的生命观念。
2.通过对科学史材料的分析，归纳总结出核酸的组成元素和基本单位，区分DNA和RNA在化学组成上的异同，培养科学思维。
3.通过演示模型，探究核苷酸的种类及核苷酸长链的形成过程，理解核苷酸的排列顺序即为遗传信息，培养合作探究的能力。
4.通过对DNA相关技术的了解，体会科学、技术与社会三者相辅相成、互相发展的关系，培养科学精神，形成社会责任。
三、教学重难点
教学重点：核酸、核苷酸的分类和组成结构。
教学难点：模拟形成核苷酸长链的过程，概述核酸的功能。
四、课前准备
PPT课件;若干卡纸模型;磁铁。
五、教学过程
1.类比旧知，激发兴趣。回忆蛋白质的结构、功能及种类等知识点，即蛋白质作为一类生物大分子，是由单体——氨基酸脱水缩合形成的，引出这节课学习的内容，帮助学生理解细胞内的另一种大分子物质——核酸。抛出問题：生物大分子核酸也是由单体组成的吗？所谓“核酸”，是存在于细胞核中的一种物质吗？“核酸”是一种“酸”吗？让学生带着疑问阅读课本，进行讨论交流。
2.自主阅读，学习核酸分类。学生通过阅读课本得出：“核酸”并不是仅存在于细胞核中的一种物质，而是分为两大类，即DNA和RNA。基于概念转变原理，纠正学生头脑中原有的“核酸=DNA”的错误观念。 3.观察实验现象图片，对核酸的分布建立感性认识。引导学生回忆生物组织中的糖类、脂质和蛋白质检测所运用的颜色反应原理，向学生介绍两种新的染色剂：甲基绿和吡罗红，及其染色原理。提问：核酸在细胞内是怎样分布的？学生结合课本中的两幅细胞染色图，得出：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。教师简要说明：叶绿体和线粒体中也分布有少量的DNA。
教师课件展示原核生物细胞和病毒的结构图片，引导学生对比分析，最后得出结论：原核细胞的DNA位于拟核中。
4.基于科学史资料探究核酸发现历程。创设情境①：1934年，德国生物学家列文（P.A.T Levine）发现核酸可以水解为含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖或核糖、一分子碱基的片段，并把这个组合称为“核苷酸”。教师进一步展示核苷酸、磷酸、五碳糖和碱基的化学结构图。并提出问题：核酸作为生物大分子，它的基本单位是什么？核酸有哪些基本成分？它的组成元素有哪些？至此，学生可根据资料得出：核酸的基本单位是核苷酸;核苷酸由磷酸、糖类物质和碱基构成;核酸的组成元素是C、H、0、N、P。教师结合PPT简单介绍碱基的种类及核苷酸以五碳糖的2位碳上连接-H或-OH区分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。
创设情境②：列文的老师德国生物学家科赛尔在此之前水解核酸发现，腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤是两种核苷酸共有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，尿嘧啶是RNA特有的碱基。教师引导学生分析脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸结构上的区别，进而总结出两者在五碳糖结构和碱基种类上有所不同。
5.小组合作建核酸苷酸结构模型及核苷酸长链。指导学生阅读课本，归纳核苷酸的结构和种类，邀请一组学生上台用卡片展示核苷酸的类型及其名称，概述两类核苷酸的异同，其余学生进行评价和补充。
教师结合实物模型说明：两个核苷酸的连接方式是一个核苷酸3位碳原子上的羟基与另一个核苷酸5位碳原子连接的磷酸基团之间形成磷酸二酯键。要求学生根据所学知识尝试画出两种核苷酸长链的模型图，并进行展示描述。
教师就各小组所画核苷酸的碱基排列顺序各有不同进行引导：核酸中碱基排列顺序的多样性决定遗传信息的多样化;DNA是由两条脱氧核糖核苷酸长链构成的;RNA是由一条核糖核苷酸长链构成的。
6.学习相关生物学史实，理解棱酸功能。创设问题情境：噬菌体侵染大肠杆菌时会脱去蛋白质外壳，只注入DNA，但在大肠杆菌体内却能形成几十个甚至几百个新的噬菌体，为什么噬菌体的DNA具有怎样的功能？为什么父代的外貌特征会在子代发生变化？引导学生总结核酸在遗传、变异和蛋白质的合成中具有重要作用。
7.了解DNA技术的应用案例，树立科学意识。教师展示DNA在亲子鉴定、辅助破案、基因治疗等方面的应用，帮助学生理解科学、技术与社会的关系是相互影响、相互促进的，使学生认识到科学知识无处不在，培养学生相信科学、热爱科学的精神。 8.迁移拓展，课堂总结。教师布置任务：市场上出现了一种核酸保健品，号称能补充和修复人体的受损基因，因此食用该保健品能达到消除疾病、延缓衰老的作用。请结合上述材料，运用所学的知识分析该保健品广告中的逻辑漏洞。学生从核酸的结构和功能的角度出发讨论分析，最后得出结论：核酸进入人体后不能直接被吸收利用，而是水解成各个小分子物质，如核苷酸、五碳糖，碱基等，无法修补受损基因。
六、教学反思
本节课以蛋白质的相关知识切入，激发学生对核酸的探究欲。让学生通过对细胞染色现象的观察，直观感知两种核酸的分布。运用科学故事引出核酸的基本单位和组成元素，提高学生处理信息的能力。学生通过制作模型来思考和探究核苷酸的类型、核苷酸长链的形成过程，在提高动手能力的同时体验到遗传信息的多样性，并通过一系列的生物学史实理解核酸的功能。在整个学习过程中，学生的学习兴趣和学习积极性都得到了提高，高效地完成了学习目标。
（责任编辑 黄春香）
[关键词]主体;核酸;体验;教学设计
[中图分类号]
G633.91
[文献标识码] A
[文章编号] 1674-6058（2020）170092-02
一、教材分析
《遗传信息的携带者——核酸》是人教版高中生物必修1第二章第三节的内容，它承接上一节《生命活动的主要承担者——蛋白质》的学习，也为必修2《遗传与进化》中关于DNA、RNA结构与功能的详细介绍奠定知识基础。该节内容紧扣结构与功能观，包含丰富的科学史材料。学生通过阅读、探究并搭建核苷酸长链模型，在实践操作过程中体验遗传信息的多样性。联系社会相关问题，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
二、教学目标
1.通过阅读教材和观察细胞染色实验现象，概述出核酸的种类及其在细胞内的分布情况，模拟核苷酸长链的形成过程，建立结构与功能相适应的生命观念。
2.通过对科学史材料的分析，归纳总结出核酸的组成元素和基本单位，区分DNA和RNA在化学组成上的异同，培养科学思维。
3.通过演示模型，探究核苷酸的种类及核苷酸长链的形成过程，理解核苷酸的排列顺序即为遗传信息，培养合作探究的能力。
4.通过对DNA相关技术的了解，体会科学、技术与社会三者相辅相成、互相发展的关系，培养科学精神，形成社会责任。
三、教学重难点
教学重点：核酸、核苷酸的分类和组成结构。
教学难点：模拟形成核苷酸长链的过程，概述核酸的功能。
四、课前准备
PPT课件;若干卡纸模型;磁铁。
五、教学过程
1.类比旧知，激发兴趣。回忆蛋白质的结构、功能及种类等知识点，即蛋白质作为一类生物大分子，是由单体——氨基酸脱水缩合形成的，引出这节课学习的内容，帮助学生理解细胞内的另一种大分子物质——核酸。抛出問题：生物大分子核酸也是由单体组成的吗？所谓“核酸”，是存在于细胞核中的一种物质吗？“核酸”是一种“酸”吗？让学生带着疑问阅读课本，进行讨论交流。
2.自主阅读，学习核酸分类。学生通过阅读课本得出：“核酸”并不是仅存在于细胞核中的一种物质，而是分为两大类，即DNA和RNA。基于概念转变原理，纠正学生头脑中原有的“核酸=DNA”的错误观念。 3.观察实验现象图片，对核酸的分布建立感性认识。引导学生回忆生物组织中的糖类、脂质和蛋白质检测所运用的颜色反应原理，向学生介绍两种新的染色剂：甲基绿和吡罗红，及其染色原理。提问：核酸在细胞内是怎样分布的？学生结合课本中的两幅细胞染色图，得出：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。教师简要说明：叶绿体和线粒体中也分布有少量的DNA。
教师课件展示原核生物细胞和病毒的结构图片，引导学生对比分析，最后得出结论：原核细胞的DNA位于拟核中。
4.基于科学史资料探究核酸发现历程。创设情境①：1934年，德国生物学家列文（P.A.T Levine）发现核酸可以水解为含有一分子磷酸、一分子脱氧核糖或核糖、一分子碱基的片段，并把这个组合称为“核苷酸”。教师进一步展示核苷酸、磷酸、五碳糖和碱基的化学结构图。并提出问题：核酸作为生物大分子，它的基本单位是什么？核酸有哪些基本成分？它的组成元素有哪些？至此，学生可根据资料得出：核酸的基本单位是核苷酸;核苷酸由磷酸、糖类物质和碱基构成;核酸的组成元素是C、H、0、N、P。教师结合PPT简单介绍碱基的种类及核苷酸以五碳糖的2位碳上连接-H或-OH区分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。
创设情境②：列文的老师德国生物学家科赛尔在此之前水解核酸发现，腺嘌呤、胞嘧啶和鸟嘌呤是两种核苷酸共有的碱基，胸腺嘧啶是DNA特有的碱基，尿嘧啶是RNA特有的碱基。教师引导学生分析脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸结构上的区别，进而总结出两者在五碳糖结构和碱基种类上有所不同。
5.小组合作建核酸苷酸结构模型及核苷酸长链。指导学生阅读课本，归纳核苷酸的结构和种类，邀请一组学生上台用卡片展示核苷酸的类型及其名称，概述两类核苷酸的异同，其余学生进行评价和补充。
教师结合实物模型说明：两个核苷酸的连接方式是一个核苷酸3位碳原子上的羟基与另一个核苷酸5位碳原子连接的磷酸基团之间形成磷酸二酯键。要求学生根据所学知识尝试画出两种核苷酸长链的模型图，并进行展示描述。
教师就各小组所画核苷酸的碱基排列顺序各有不同进行引导：核酸中碱基排列顺序的多样性决定遗传信息的多样化;DNA是由两条脱氧核糖核苷酸长链构成的;RNA是由一条核糖核苷酸长链构成的。
6.学习相关生物学史实，理解棱酸功能。创设问题情境：噬菌体侵染大肠杆菌时会脱去蛋白质外壳，只注入DNA，但在大肠杆菌体内却能形成几十个甚至几百个新的噬菌体，为什么噬菌体的DNA具有怎样的功能？为什么父代的外貌特征会在子代发生变化？引导学生总结核酸在遗传、变异和蛋白质的合成中具有重要作用。
7.了解DNA技术的应用案例，树立科学意识。教师展示DNA在亲子鉴定、辅助破案、基因治疗等方面的应用，帮助学生理解科学、技术与社会的关系是相互影响、相互促进的，使学生认识到科学知识无处不在，培养学生相信科学、热爱科学的精神。 8.迁移拓展，课堂总结。教师布置任务：市场上出现了一种核酸保健品，号称能补充和修复人体的受损基因，因此食用该保健品能达到消除疾病、延缓衰老的作用。请结合上述材料，运用所学的知识分析该保健品广告中的逻辑漏洞。学生从核酸的结构和功能的角度出发讨论分析，最后得出结论：核酸进入人体后不能直接被吸收利用，而是水解成各个小分子物质，如核苷酸、五碳糖，碱基等，无法修补受损基因。
六、教学反思
本节课以蛋白质的相关知识切入，激发学生对核酸的探究欲。让学生通过对细胞染色现象的观察，直观感知两种核酸的分布。运用科学故事引出核酸的基本单位和组成元素，提高学生处理信息的能力。学生通过制作模型来思考和探究核苷酸的类型、核苷酸长链的形成过程，在提高动手能力的同时体验到遗传信息的多样性，并通过一系列的生物学史实理解核酸的功能。在整个学习过程中，学生的学习兴趣和学习积极性都得到了提高，高效地完成了学习目标。
（责任编辑 黄春香）