第四章第三節(jié)核酸教學(xué)設(shè)計(jì)一、課標(biāo)解讀核酸是普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）中模塊 3有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)主題 3“生物大分子及合成高分子”中二級(jí)標(biāo)題“生物大分子”的內(nèi)容，在新人教版教材中位于選擇性必 修 3 第四章第三節(jié)?！緝?nèi)容要求】（1）了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能；（2）認(rèn)識(shí)人工合成核酸的意義，體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用。 【學(xué)業(yè)要求】（1）能辨識(shí)核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵，能基于氫鍵分析堿基的配對(duì)原理； （2）能說(shuō)明核糖核酸、脫氧核糖核酸對(duì)于生命遺傳的意義。二、教材分析本節(jié)內(nèi)容首先基于宏觀視角認(rèn)識(shí)核酸的組成結(jié)構(gòu)，再基于化學(xué)鍵視角來(lái)認(rèn)識(shí)核酸的形成過(guò)程，進(jìn)而顯化核酸的水解以及形成過(guò)程，進(jìn)一步深化研究復(fù)雜有機(jī)物大分子結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)方法，結(jié)合我國(guó)在核酸的相關(guān)研究，增強(qiáng)文化自信。本節(jié)內(nèi)容注重凸顯“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、 “證據(jù)推理與模型認(rèn)知”、“社會(huì)責(zé)任”等化學(xué)核心素養(yǎng)。教材首先介紹人們認(rèn)識(shí)核酸組成時(shí)所采用的方法。讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，研究復(fù)雜的大分子時(shí)，可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使共價(jià)鍵斷裂，將其分解成較小片段，然后通過(guò)分析產(chǎn)物來(lái)推測(cè)大分子的組成和結(jié)構(gòu)。這一方法在前兩節(jié)糖類(lèi)和蛋白質(zhì)的學(xué)習(xí)中已有所體現(xiàn)，教材在這里通過(guò)正文敘述和圖 4-15“核酸的水解產(chǎn)物示意圖”將其進(jìn)一步顯性化，在介紹相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，讓學(xué)生了解化學(xué)研究的方法，以提高其“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)。在根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行逆向分析的基礎(chǔ)上，教材指出核酸是戊糖、堿基和磷酸這三種基本組分通過(guò)縮合反應(yīng)形成的生物大分子（縮合聚合物），并以示意圖的形式直觀呈現(xiàn)了核酸與其基本組分之間 的轉(zhuǎn)化和層次關(guān)系。學(xué)生在高中生物課中學(xué)習(xí)的 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)，以及選擇性必修 2“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”教材中的相關(guān)內(nèi)容，為本節(jié)介紹核酸的結(jié)構(gòu)奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。因此，本節(jié)教材和教學(xué)主要從化學(xué)角度分析核酸獨(dú)特結(jié)構(gòu)的形成原因，通過(guò)圖 4-19 展現(xiàn)氫鍵在 DNA 形成過(guò)程中的作用。教材中的“思考與討論”欄目讓學(xué)生通過(guò)類(lèi)比的方法，借助第二節(jié)學(xué)習(xí)的蛋白質(zhì)、氨基酸和肽鍵 來(lái)認(rèn)識(shí) DNA、核苷酸和磷酯鍵，進(jìn)一步鞏固學(xué)生對(duì)核酸組成和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。三、學(xué)情分析【已有基礎(chǔ)】（1）學(xué)生在高中生物課中學(xué)習(xí)的 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)；（2）高中化學(xué)選擇性必修 2“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中“氫鍵”的內(nèi)容；（3）高中化學(xué)選擇性必修 3“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”中“脫水”與“水解”的內(nèi)容?！纠щy障礙】（1）概念較多（“核酸”、“核苷酸”、“核苷”等），容易混淆；（2）有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的斷鍵與成鍵思維還未形成。四、素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】（1）了解脫氧核糖核酸、核糖核酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能；知道核酸與核苷酸、戊糖、堿基、磷酸之間的關(guān)系，能辨識(shí)核糖核酸、脫氧核糖核酸中的磷酯鍵；能從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)核 酸分子的形成過(guò)程及水解過(guò)程。（2）了解 DNA 分子中基本結(jié)構(gòu)單元之間的連接方式，能基于氫鍵分析堿基配對(duì)原理，形成對(duì) DNA 雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)知；初步學(xué)會(huì)借助宏觀實(shí)物模型認(rèn)識(shí)生物大分子微觀 結(jié)構(gòu)的方法，發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。（3）認(rèn)識(shí)人工合成核酸的意義，體會(huì)化學(xué)科學(xué)在生命科學(xué)發(fā)展中所起的重要作用；能 說(shuō)出核酸對(duì)生命遺傳的意義，培養(yǎng)不斷探索未知、崇尚真理的科學(xué)精神?！驹u(píng)價(jià)目標(biāo)】（1）能通過(guò)觀察 DNA 與 RNA 分子的結(jié)構(gòu)，診斷并發(fā)展學(xué)生的觀察與概括水平；（2）通過(guò)對(duì) DNA 與 RNA 分子形成過(guò)程的討論，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)大分子物質(zhì)形成過(guò) 程的認(rèn)識(shí)思路水平（微觀層次）；（3）通過(guò)對(duì)近年來(lái)我國(guó)核酸研究進(jìn)展的梳理，發(fā)展學(xué)生對(duì)社會(huì)價(jià)值層面的認(rèn)識(shí)水平。五、教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】核酸的組成和結(jié)構(gòu)【教學(xué)難點(diǎn)】DNA 的分子結(jié)構(gòu)六、教學(xué)方法（1）任務(wù)鏈（圍繞著“結(jié)構(gòu)”進(jìn)行一系列問(wèn)題驅(qū)動(dòng)）；（2）類(lèi)比推理；（3）實(shí)物模型（DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)，RNA 結(jié)構(gòu)）；理論模型（核酸形成及水解過(guò)程）。七、教學(xué)思路教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1教學(xué)目標(biāo) 2教學(xué)目標(biāo) 3任務(wù)線(xiàn)任務(wù) 1：基于宏觀視角，認(rèn)識(shí) DNA分子結(jié)構(gòu)任務(wù) 2：基于宏觀視角，類(lèi)比推理RNA 分任務(wù) 3：基于化學(xué)鍵視角,認(rèn)識(shí)DNA 分任務(wù) 4：基于化學(xué)鍵視角,類(lèi)比推理RNA 分任務(wù) 5：繪制核酸的形成及水解過(guò)程示意圖任務(wù) 6：感受中國(guó)在核酸研究中的重要貢獻(xiàn)評(píng)價(jià)目標(biāo)子結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)目標(biāo) 1子的形成子的形成過(guò)程過(guò)程評(píng)價(jià)目標(biāo) 2評(píng)價(jià)目標(biāo) 3素養(yǎng)水平素養(yǎng) 1 水平 1素養(yǎng) 1 水平 4素養(yǎng) 3 水平 1素養(yǎng) 3 水平 2素養(yǎng) 5 水平 1八、教學(xué)過(guò)程學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)知識(shí)線(xiàn)素養(yǎng)-觀念線(xiàn)任務(wù)線(xiàn)評(píng)價(jià)線(xiàn)設(shè)計(jì)意圖【回憶】回憶沃森和克里 克的巨大貢獻(xiàn)，以及核酸 在生物學(xué)中提到的功能【引入】1962 年諾 貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué) 獎(jiǎng)“20 世紀(jì)最偉大 的科學(xué)成果之一” 【復(fù)習(xí)】DNA 與 RNA 在生物學(xué)中提到的功能核酸的生物功能 回憶生物知識(shí)復(fù)習(xí)核酸生物功能【觀察】DNA 分子的雙螺【任務(wù) 1】旋結(jié)構(gòu)，說(shuō)出 DNA 分子的 【提問(wèn)】宏觀視角 結(jié)構(gòu)組成：五碳糖（脫氧 下，DNA 分子的結(jié) 核糖）、含氮堿基（A、G、 構(gòu)組成？DNA 分子結(jié)構(gòu)宏觀辨識(shí)模型認(rèn)知 （實(shí)物模型）基于宏觀視 角，認(rèn)識(shí)DNA 分子診斷學(xué)生關(guān)于C、T）、磷酸結(jié)構(gòu)核酸【回答】RNA 分子的結(jié)構(gòu) 組成：五碳糖（核糖）、含 氮堿基（A、G、C、U）、磷酸【追問(wèn)】宏觀視角下，RNA 分子的結(jié) 構(gòu)組成？RNA 分子結(jié)構(gòu)證據(jù)推理 （類(lèi)比推理）【任務(wù) 2】 基于宏觀視 角，類(lèi)比推 理 RNA 分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)知識(shí)儲(chǔ)備情況【填表】磷酸都含有，五 碳糖不同，含氮堿基有三個(gè)相同，一個(gè)不同【比較】DNA 與RNA 結(jié)構(gòu)的區(qū)別 與共性是？比較核酸分子結(jié)構(gòu) 比較DNARNA【討論】指出戊糖、堿基和磷酸【問(wèn)題評(píng)價(jià)】在給 定的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中找 出戊糖、堿基和磷 酸所對(duì)應(yīng)的部分。 【評(píng)價(jià) 1】 觀察 RNA分子結(jié)構(gòu)診斷學(xué)生宏觀辨識(shí)能力【疑惑】【聆聽(tīng)】【提問(wèn)】從微觀視角，以上這些戊糖、 DNA 分子 堿基和磷酸，是如 的形成過(guò) 何形成 DNA 的？ 程【講解】微觀探析【任務(wù) 3】 基于化學(xué)鍵 視角，認(rèn)識(shí) DNA 分子 的形成過(guò)程宏觀向微觀過(guò)渡【歸納】雙螺旋、交替排 【總結(jié)評(píng)價(jià)】DNA 列、堿基互補(bǔ)配對(duì)（氫鍵） 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)DNA 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)【評(píng)價(jià) 2】 說(shuō)出 DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)總結(jié)DNA結(jié)構(gòu)【任務(wù) 4】診斷【回答】可以，嘗試從脫 水角度描述微觀過(guò)程【追問(wèn)】那 RNA 分子的形成過(guò)程可 否模仿 DNA？RNA 分子的形成過(guò)程微觀探析證據(jù)推理 （類(lèi)比推理）基于化學(xué)鍵 視角，類(lèi)比 推理 RNA 分子的形成并發(fā)展學(xué)生推理能過(guò)程力【歸納】單鏈、戊糖和堿 基與 DNA 中的不同【總結(jié)評(píng)價(jià)】RNA 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)RNA 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 【評(píng)價(jià) 3】 說(shuō)出 RNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)總結(jié)RNA結(jié)構(gòu)【繪制轉(zhuǎn)化關(guān)系圖】【提問(wèn)】剛才是核 酸分子的形成過(guò) 程，那水解過(guò)程 呢？結(jié)合所學(xué)知識(shí) 繪制結(jié)構(gòu)示意圖核酸的形成及水解模型認(rèn)知 （理論模型）【任務(wù) 5】 繪制核酸的 形成及水解 過(guò)程示意圖知識(shí)結(jié)構(gòu)化【回答】DNA 分子對(duì)應(yīng)蛋 白質(zhì)分子；核苷酸是形成 核酸的基本結(jié)構(gòu)單元，對(duì) 應(yīng)形成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu) 單元氨基酸；磷酯鍵則與肽鍵相對(duì)應(yīng)。【問(wèn)題評(píng)價(jià)】DNA 分子、核苷酸和磷 脂鍵分別對(duì)應(yīng)于蛋 白質(zhì)的哪些部分？ 【評(píng)價(jià) 4】診斷并發(fā)展學(xué)生類(lèi)比能力【聆聽(tīng)】【資料卡片】ATPATP-ADP循環(huán) 延伸知識(shí)【感受聆聽(tīng)】【講解】介紹中國(guó) 成就【任務(wù) 6】感受中國(guó)在社會(huì)責(zé)任 核酸研究中的貢獻(xiàn)增強(qiáng)文化自信【作業(yè)】 布置作業(yè) 九、板書(shū)設(shè)計(jì)鞏固十、課堂練習(xí)一、判斷題(1)組成核酸的基本單位是脫氧核苷酸( )(2)核酸是具有遺傳信息的蛋白質(zhì)( )(3)DNA 是生物體遺傳信息的載體，蛋白質(zhì)合成的模板( )(4)RNA 可以根據(jù) DNA 提供的信息，控制蛋白質(zhì)合成( )(5)核酸分為 DNA 和 RNA，是一類(lèi)含磷的高分子化合物( ) 二、選擇題1.DNA 與 RNA 完全水解后產(chǎn)物的特點(diǎn)是A.部分堿基相同，戊糖相同B.部分堿基不同，戊糖不同C.堿基相同，戊糖不同D.堿基不同，戊糖相同2.下列有關(guān)核酸的敘述中，正確的是A.除病毒外，一切生物都有核酸存在B.核酸是由 C、H、O、P、N 等元素組成的小分子有機(jī)物C.核酸是生物的遺傳物質(zhì)D.組成核酸的基本單位是脫氧核苷酸3.如圖為糖類(lèi)概念圖，下列說(shuō)法不正確的是( )A.若某種單糖 A 為果糖，則物質(zhì)是蔗糖B.若是綠色植物光合作用的產(chǎn)物，則是淀粉C.若構(gòu)成物質(zhì)的堿基有胸腺嘧啶，則某種單糖 A 為核糖D.若是腺嘌呤核糖核苷酸，則它可參與 ATP 的組成