室内设计的DNA艺术

2024-12-03

室内设计的DNA艺术（精选6篇）

室内设计的DNA艺术篇1

分析

《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修二第3章第3节的内容。学生掌握DNA分子的结构将为后续进一步探究学习《DNA的复制》《基因是有遗传效应的DNA片段》及《基因的表达》等课奠定重要基础。

设计

由于个体差异,不同的学生达成同样的学习目标所需的时间、采取的方法步骤是不同的。为此,笔者依据国家课程标准,设计了自主学习任务单,使学生明确本节课应达成的学习目标、认知程度和认知水平,并在任务单的指导下按照自己的方式和节奏自主学习,完成相关的学习任务,达成学习目标。

1.自主学习任务单的设计

(1)学习指南

达成目标是重中之重。在任务单中展示达成目标的目的是使学生明确必须通过什么样的途径完成哪些任务才能达成目标,激励他们进行后续任务的学习。

同时,笔者在学习指南中对课堂学习形式进行了简单的预告,并给出了相应的学习方法指导。这样学生才能对课上的内容做到心中有数,知道必须完成自主学习任务、达成学习目标,才能进一步进行课堂学习。这有利于充分调动学生完成自主学习任务单的积极性,培养他们解决问题的良好习惯,为课堂学习做好充分的准备。

(2)学习任务

本节课将重点、难点、其他知识点以问题的形式呈现,为学生搭建有效的学习支架,让他们带着问题有目的地进行自主学习、探究。学生通过问题引导和任务驱动,知道自己应该怎样去学习,并且在解决这些问题的过程中深化对知识的理解和认知,真正达成学习目标,举一反三,同时,还能培养分析问题、解决问题的能力。

(3)困惑与建议

学生记录学习过程中遇到的困惑、问题以及对微视频的一些建议,以便课堂学习时与教师和同学交流、互动、质疑。

2.微视频的设计

学生对教材的掌握是通过任务单来完成的。但学生在完成任务的过程中,可能会碰到一些困难,教师需要在学生可能感到困难的地方,制作视频予以支持,也就是说,视频主题的确定是以学生学习可能会遇到困难的内容为依据。

结合本节课涉及的知识相对抽象、微观,学生对高一学过的《遗传信息的携带者——核酸》相关内容存在一定程度遗忘的实际情况,笔者设计了“《两类核苷酸的比较》+《脱氧核苷酸长链的生成》=《遗传信息的携带者——核酸》”这一微视频。学生通过观看微视频充分认识组成核酸的基本单位——核苷酸的种类、结构及模式图;认识两种五碳糖及五种含N碱基;知道磷酸、脱氧核糖和含N碱基的连接方式,明确两类核苷酸的不同点;循序渐进地了解了两个脱氧核苷酸之间是怎样脱水的。学生观看视频中磷酸二酯键逐步连接成脱氧核苷酸长链的过程,使抽象的问题具体化,为完成学习任务五——利用教师提供的模型材料构建“脱氧核苷酸长链”物理模型奠定基础。

学生通过问题引导,任务驱动,并借助微视频的帮助就可以按照自己的节奏学习,基本上都能达成学习目标,为课堂深度学习扫清障碍。

制作过程

视频录制涉及的软件主要有Photoshop、Power Point、Camtasia Studio等。笔者首先利用Photoshop进行图片的处理;然后利用PPT的集成、切换和动画功能完成视觉传达,并生成简单的动画;最后用Camtasia Studio进行录屏、配音等后期加工处理,以MP4的格式发布,总时长为4分33秒。

教学应用过程

1.第一环节:课始检测

上课后,笔者首先利用2~3分钟进行课始检测,然后小组协作评价,并通过“对一对、议一议、改一改”统一答案。“课始检测”与“课前自主学习任务单”给出的学习任务相关联,它不是为了寻找知识漏洞而设计,而是为了对学生课前自主学习的内容进行检测、回顾,学生基本上都能过关。这样,在充分调动学生课前学习积极性的同时,让他们体验学习的成就感,并对下一环节的学习充满期待。

2.第二环节:进阶作业

对再次过关的渴望充分调动了学生的学习积极性,激发了他们的探究热情。在学生高涨的情绪下,笔者依据“最近发展区”理论,利用“进阶作业”增加难度,使学生接受挑战。但难度应当控制在大多数学生通过努力就能完成的基础上,这样有利于促进学生对知识的深度理解和内化,为下一环节的探究和展示活动奠定基础。

3.第三环节:协作探究

完成进阶作业之后,学生本课教学活动的认知目标基本上达成了。随后,进入高难度的培养综合素养的协作探究活动和展示活动之中,两者构成微项目学习,是紧密配套的内化知识、拓展能力的活动。本节课主要有四个协作探究问题。

协作探究一:依据教材相关内容分析:(1)沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科学成果?(2)他们在构建模型的过程中出现过哪些错误?他们是如何对待和纠正这些错误的?

协作探究二:根据模式图分析:(1)碱基配对时,为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢(如图1)?(2)为什么A与T配对,G与C配对,使DNA的结构更加稳定(如图2)?总结碱基互补配对原则的主要内容。

协作探究三:利用自制脱氧核苷酸长链完成DNA双螺旋结构模型的构建;依据模型,协作探究DNA分子的主要特点及蕴含的生物学奥秘,做好展示准备。

协作探究四:设DNA一条链为1链,互补链为2链。根据碱基互补配对原则证明:在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等,即双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,则另一条链上A2+T2=n%、双链中A+T=n%。

学生通过协作探究再现科学史,被科学家的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识以及孜孜不倦的探索精神所感动,逐渐领悟到科学的本质、科学的方法及科学精神。学生根据模型对原型的未知属性、事实进行推测,发现问题,从而认知事物中所蕴含的规律,使教学活动由浅入深,循序渐进,逐步达成对DNA空间结构的深度认知,进而构建DNA双螺旋结构模型,并学会用数学方法探究生物规律。

4.第四环节:展示评价

对协作探究成果的评价是通过展示活动实现的。展示、质疑、阐释本身既是协作探究成果的内化提升,又是协作探究成果的评价方式,使学生在不断的质疑—探究—阐释中收获成功的喜悦,充满激情地学习,争先恐后地表达。同时,教师通过课堂观察要对各个小组的探究做出相应的评价,肯定优点,提出希望。

评价与反思

翻转课堂使学生能够在任务单的指导下,借助微视频的帮助在课外学习知识,不受传统课堂45分钟的限制,同时课始检测和进阶作业能使知识进一步巩固和内化。这样几乎所有的学生在完成进阶作业之后,都达成了本课教学活动中的认知目标。而课堂教学更侧重于利用探究活动,通过互动,质疑内化知识,拓展能力,是在学生完成基本认知的基础上的深度学习。因此,学生的综合素养有了大幅度的提升,学习成绩也有所提高。翻转课堂让教师成为点化学生智慧的导师!

附:自主学习任务单

评委印象

周苑老师的原文是《〈遗传信息的携带者——核酸〉微课程设计》。《遗传信息的携带者——核酸》是人教版必修一第2章第3节的内容,掌握核酸的结构将为后续进一步探究学习《DNA的结构》《DNA的复制》《基因的表达》等多个章节奠定基础。

在原来的文章中,周苑老师首先把教学内容设计成任务单呈现给学生,然后让学生探究《DNA分子的结构》作为进阶,最后在此基础上让学生根据碱基互补配对原则,推导出相关的数学公式。

而苏州市的生物学科教学安排是高一教必修一和必修三,高二教必修二,今年我承担着3个高一和1个高二生物选修班的生物学科教学任务。由于我自己一直也在进行着生物翻转课堂教学的研究,而且这段时间正好要讲授这部分内容。没有调查就没有发言权,所以我就按照周苑老师的教学设计和我自己的教学设计在不同的班级进行了教学尝试。在我自己的课程设计中,我是把DNA、RNA的分布和一些基本概念作为自主学习任务单呈现给学生,然后让学生通过教具组装去探究核苷酸的种类,最后让他们归纳DNA和RNA的异同。

在教学尝试中,我发现,因为高一学生还没有学习过有机化学的知识,所以他们理解核酸的结构已属不易,而在学生没有理解核酸的情况下,让学生去探究DNA的结构,他们更是无从下手。所以,我把我的困惑和周苑老师进行了交流。在交流中,我们觉得这样的教学设计放在《DNA分子的结构》一课的教学中,可能效果更好。

周苑老师采纳了我的建议,把文章修改为《〈DNA分子的结构〉微课程设计》。《DNA分子的结构》是人教版必修二第3章第3节的内容,掌握DNA分子的结构将为后续进一步探究学习《DNA的复制》《基因是有遗传效应的DNA片段》及《基因的表达》等多个章节奠定基础。

根据周苑老师新的教学设计,我在高二年级进行了教学尝试,教学效果非常好。我首先把核酸的内容作为自主学习任务单呈现给学生,既让学生回忆了以往的学习内容,又为探究DNA的结构提供了知识基础;然后在此基础上让学生探究DNA的结构;最后让学生在掌握了碱基互补配对原则的基础上,归纳相关的数学公式,这样,本节课的教学任务就一步步达成了。

写一篇微课程设计的文章很容易,从写文章的角度出发,你只要把任务单、课堂流程设计好就可以了。但作为一线的教师,作为一线的研究者,我们不能为了写文章而写文章。我们写文章的目的,是要把自己真实的教学实践总结出来,提供给其他的研究者参考,让他们从我们的文章中获益,从而推动整个翻转课堂学科教学的发展。

(周祥NOC活动评委/江苏省苏州实验中学)

摘要：<正>分析《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修二第3章第3节的内容。学生掌握DNA分子的结构将为后续进一步探究学习《DNA的复制》《基因是有遗传效应的DNA片段》及《基因的表达》等课奠定重要基础。设计由于个体差异,不同的学生达成同样的学习目标所需的时间、采取的方法步骤是不同的。为此,笔者依据国家课程标准,设计了自主学习任务单,使学生明确本节课应达成的学习目标、认知程度和认知

室内设计的DNA艺术篇2

1.教学目标

1.知识目标：

（1）概述DNA分子结构的主要特点。

（2）通过介绍DNA双螺旋模型的建立过程，使学生了解现代遗传学的研究方法，强化对学生进行科学态度和方法的教育。

（3）使学生理解DNA的双螺旋结构模型和DNA分子的复制过程，掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方法。

（4）利用DNA的性质进行实验分析和实验设计。2.能力目标：

（1）在尝试模拟制作基础上，结合资料分析DNA双螺旋结构模型的科学性，反思建模过程，体会建模的思想，提高建模能力。

（2）通过DNA复制的学习，体会DNA半保留复制的方法。（3）通过建构DNA的双螺旋结构，培养学生的动手能力。3.情感、态度和价值观目标：

（1）交流课题研究中搜集的分子结构模型建立过程的相关资料，体验建立DNA双螺旋结构模型的艰辛与曲折，体验科学家的奉献精神，形成勇于创新的科学态度与为科学献身的精神。

（2）认同人类对科学的认识是一个不断深化不断完善的过程。

2.教学重点/难点

重点：

（1）DNA的双螺旋结构及其特点的分析。（2）DNA分子复制的条件、过程和特点。难点：

（1）制作DNA结构模型掌握DNA分子的双螺旋结构的特点.（2）DNA分子复制的过程。

3.教学用具多媒体

4.标签

必修,生物,苏教版

教学过程(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师：坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑，以简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往的行人，很少有谁注意到它的旋转是顺时针方向还是逆时针方向。但同样是一座以DNA双螺旋结构为基础设计的雕塑，却因旋转方向的问题，曾引发一起北京世纪盛典文化艺术交流有限公司起诉北京大学的雕塑合同纠纷案件。案件是由于DNA空间结构的旋转方向问题引起的，那DNA到底有什么样的化学组成和空间结构呢？

自从认识到DNA是遗传物质以后，人们就开始了对它的深入研究，到20世纪中期，人们已经了解了DNA的化学组成。

教师：请同学们回顾必修1，组成DNA分子的基本组成单位是什么？学生：脱氧核糖核苷酸。

教师：DNA是人体的遗传物质，同一个人的不同细胞中DNA都是相同的，不同人的DNA则是不同的，这些都与DNA的分子结构有关。这节课就让我们共同来学习第2节DNA的分子结构。（课件展示）

（三）合作探究、精讲点拨。

探究一回眸历史——探究DNA的结构

阅读课本P59-P61边做边学相关内容，并结合图4－6和图4－7，思考并小组讨论下列问题：

〖问1〗随着商品防伪难度的增大和DNA有关知识的普及，近几年来，许多商家尝试着用DNA作防伪标记。其原理是什么？

【讲述】DNA分子的特异性，即每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。〖问2〗孩子既像父亲，又像母亲，知道是什么原因吗？【讲述】父母的原始生殖细胞在进行减数分裂之前细胞内的DNA都要经过复制，然后经过减数分裂形成精子和卵细胞，精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵通过有丝分裂产生子代。所以子代细胞中含有父母的DNA，所以表现的性状和父母相似。

〖问3〗请同学们在桌子上的实验材料中找出脱氧核糖核苷酸模型，看看你能找到几种类型，它们之间有什么区别？

【讲述】4种类型，只在碱基上有区别，有A、G、C、T四种。

〖问4〗哪位同学能说一下四种脱氧核糖核苷酸的名称？请学生拿起模型回答。【讲述】脱氧核糖核苷酸共有4种碱基，模型中较长一些的代表的是腺嘌呤和鸟嘌呤两种碱基，这是因为它们具有双环结构，较短一些的是胞嘧啶和胸腺嘧啶两种碱基，二者是单环结构。这4种类型的脱氧核糖核苷酸仅在碱基上有所差别，所以我们可以根据碱基为其命名。

〖问5〗如果把脱氧核糖核苷酸和RNA的基本组成单位核糖核苷酸相比，二者有什么区别呢？

【讲述】五碳糖不同(脱氧核糖和核糖)；碱基的差别：尿嘧啶与胸腺嘧啶的区别。

〖问6〗回首沃森和克里克的成功给我们留下了哪些启示呢？

【讲述】创新思维是成功者必备的素质，要敢于向权威挑战；要善于吸收别人的成果,博采众家之长；要有合作探究的意识；要选择科学的研究方法。〖问7〗请同学们根据学案上的资料，分析模型和刚才的操作过程，分析总结一下DNA分子的结构特点。

【讲述】①首先是DNA分子含有两条脱氧核糖核苷酸链，两条链按照反向平行方向并向右盘绕成双螺旋。（螺旋直径为2.0nm，螺距为3.4nm，每个螺距有10个碱基对，两个相邻碱基对平面的垂直距离为0.34nm）

②结构的外侧是由脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链，构成DNA分子的骨架；碱基位于双螺旋结构内侧，遵循碱基互补配对原则形成碱基对，即A与T配对，G与C配对，A与T间二个氢键相连，G与C间三个氢键相连。

〖问8〗DNA分子的特异性体现在哪些方面上？

【讲述】DNA分子的特异性就体现在特定的碱基（对）排列顺序中。DNA分子的特异性体现在三个方面：

①多样性：DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。②特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。③遗传信息：DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。

探究二 DNA的复制

阅读课本P63－P64的相关内容，并结合图图4－8和图4－9，思考并小组讨论下列问题：

〖问9〗DNA分子复制发生在什么时间? 【讲述】发生在无丝分裂之前或有丝分裂间期；在配子形成时则主要发生在减数第一次分裂之前的间期。

〖问10〗“新”DNA的形成过程怎么进行? 【讲述】有以下三点:

a.解旋提供准确模板:在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，于是部分双螺旋解旋为两条平行双链，此过程叫解旋。解开的两条单链叫母链(模板链)。

b.合成互补子链:以上述解开的两条多脱氧核苷酸链为模板，在酶的作用下，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成两条与母链互补的子链。

c.子母链结合形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成螺旋结构，解旋完即复制完，形成新的DNA分于，这样一个DNA分子就形成两个完全相同的DNA分子。即边解螺旋边复制。〖问11〗DNA分子复制过程需要哪些条件? 【讲述】DNA分子复制的条件有精确的模板、原料、能量和酶等基本条件。复制的方式是半保留复制，即新DNA分子中都保留了原来DNA分子的—条链。〖问12〗什么叫解旋？解旋的目的是什么？

【讲述】在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解旋的目的就是为复制提供准确模板。

解开的两条单链叫母链（模板链）。

〖问13〗什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？

【讲述】以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一条链称为子链。一条母链复制一次能形成一条子链。〖问14〗DNA的复制是否就像洗照片似的，有一张底片就可以洗出许多照片来？【讲述】不是，与洗照片不同。因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的、新的

DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子。〖问15〗复制的DNA如何保证准确呢？

【讲述】DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。

〖问16〗研究DNA复制常用的方法是什么？

【讲述】研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法，常标记3H、15N、32P，通过离心在试管中形成不同位置。

〖问17〗DNA复制能否在体外进行？需要什么样的条件？

【讲述】能进行。①体外也可进行，即PCR扩增技术，除满足一般条件外，还应注意温度、pH 的控制及引物的加入。

②影响细胞呼吸（ATP供给）的所有因素都可能影响DNA复制。

课堂小结

本节能力目标定位于培养学生自主学习的能力：在自学中领悟知识，去发现问题和解决问题。培养分析和理解能力及创造性思维的能力，通过探索求知、分析图解（这节内容的流程图解较多）、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。培养合作学习的能力，通过小组内与小组间的合作使知识从深度要求达到广度要求。在较好地实现了设定的教学目标的基础上，培养了学生的探究精神和创造性思维。

课后习题

1．下列DNA分子各种碱基数量比中，因生物种类不同而有区别的是（）A．（A+T）/（G+C）B．（A+G）/（T+C）C．（A+C）/（T+G）

D．A/T 2．一双链DNA分子中，胸腺嘧啶占全部碱基的23.8%，则A+C的含量是（）A.76.2%

B.50%

C.23.8%

D.26.2% 3．如图是DNA分子结构模式图，请据图回答问题：

参考答案： 1．A 【解析】B、C、D比值都为1，无特异性。2．B 【解析】

试题分析：DNA双链中A＝T、G＝C，A+G+C+T＝1，所以A+C的含量是50%。考点：考查DNA分子中碱基的比例。

点评：难度较小，理解DNA双链中A＝T、G＝C。3．（1）胸腺嘧啶

脱氧核糖

磷酸（2）［9］氢键

（3）［7］胸腺嘧啶脱氧核苷酸（4）［8］碱基对（5）规则的双螺旋结构

沃森和克里克

板书

第二节 DNA的结构和DNA的复制

一、回眸历史——“解开DNA结构之迷”

二、DNA的结构

1.构成DNA分子的基本单位—脱氧核糖核苷酸 2.脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起形成多核苷酸链 3.DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构 4.制作DNA双螺旋结构模型

三、DNA分子的复制

1、概念：

2、发生时间：

3、复制的条件：

4、复制的过程

室内设计的DNA艺术篇3

关键词：DNA分子的结构,教学设计,构建模型,合作探究

1.教材分析

“DNA的结构”是苏教版高中生物学教材必修2《遗传和进化》第4章第2节“DNA的结构和复制”中第一课时的内容。DNA结构的发现是科学史上的经典, 科学家在探索DNA结构中的许多思路和方法都是中学生物学教学中进行探究性教学的理想素材, 更重要的是通过对DNA结构模型的构建, 可以使学生对DNA的结构有比较深入的理解。

2.教学目标

2.1知识目标。

概述DNA分子结构的主要特点。

2.2能力目标。

制作DNA结构模型, 培养学生思维的逻辑性和严谨性。

2.3情感态度与价值观目标。

通过合作制作DNA结构模型, 让学生体会科学家合作交流、创新思维的过程。

3.教学过程

3.1创设情境, 导入新课。资料1:呈示“9·11”事件的画面为什么检测DNA就可以确定遇难者的身份? 说明DNA具有什么特性? 资料2:当前, 一种“生命的条形码”计划正在欧美等国家展开, 其目的是实现对地球现存的870万物种进行快速而准确的鉴定。到目前为止, “生命条形码数据系统”数据库拥有来自55000种生物的737166万个DNA条形码。说明DNA具有什么特性?从而引入本节课的内容。这节课沿着这些科学家们的思维轨迹, 探索DNA双螺旋结构的发现历程。

3.2合作探究与学进去、讲出来。

3.2.1温故知新 :沃森和克里克开始研究DNA时 , 科学界对DNA已有的认识有哪些 ? 资料 :1.DNA的基本组成单位 , 怎样连接成脱氧核苷酸链? 2.1952年, 富兰克林拍摄X射线衍射图谱:1分子直径为2nm;2DNA结构的螺旋周期性。在复习和预习后, 让学生阐述对这些知识的理解, 其他学生完善, 最后教师点评。

3.2.2合作探究一:DNA有几条链? DNA单链直径<2nm, 据此推测DNA不是单链;X衍射图谱数据分析, 结论为双螺旋或三螺旋;正常的DNA含水量是三螺旋模型的十多倍, 推测出应是双螺旋。这部分内容, 所用的实验数据由教师提供, 学生得出结论。

3.2.3合作探究二 :双链之间怎样相互作用 ? 有几种可能给出单链的模式图, 让学生画DNA双链几种可能的排布方式然后呈示资料:研究发现, 碱基具有疏水性, 而磷酸和五碳糖具有亲水性, 但是DNA处在怎样的环境呢? 结合膜的磷脂分子排布, 考虑双链怎样排布? 进行知识迁移, 学生得出结论:碱基在内侧。

3.2.4合作探究三:碱基配对有几种可能? 写出碱基配对有几种可能? 根据学生写出的配对情况, (课前每组用易拉罐、细铁丝制作好若干4种脱氧核苷酸模型。 ) 指导学生利用手中的材料组合一个相同碱基配对的DNA平面结构, 讨论这些模型是否合理。学生观察发现, 这种DNA结构凹凸不平, 不符合直径为2nm这个条件, 排除同型配对的可能。

3.2.5合作探究三 :是不同碱基之间相互作用 ? 资料 :奥地利生物化学家查哥夫报道了他对来自人、猪等不同生物的DNA分析结果, 学生观察实验数据, 于是得出结论:A与T配对C与G配对。

3.2.6合作探究四 :小组合作制作DNA模型。教师巡视 , 给予必要的帮助和点评, 展示学生的DNA模型, 总结结构特点教师点评。小组合作做拓展提升题1:已知一个DNA分子中有4000个碱基对 , 其中腺嘌呤有1800个 , 这个DNA分子中应含有多少胞嘧啶 ? 碱基对的问题 , 也是DNA精确复制等问题的关键所在。通过思考和展示, 学生会灵活运用碱基互补配对原则。

让每组学生展示自己制作模型的DNA序列, 学生得出结论:DNA具有多样性。小组合作做拓展提升题2:在生物体内一个最短DNA分子大约有4000个碱基对。请计算由4000个碱基对组成的DNA分子有多少种? 这题较难, 教师指导方法, 学生推导出公式, 最后得出结论。

3.2.7合作探究五 :阅读课后研究前两段 , 这则材料说明什么? 学生得出DNA具有特异性。

3.2.8合作探究六:DNA怎样成螺旋状? 资料:X晶体衍射数据分析得出DNA螺旋周期性为3.4nm。学生发挥空间想象力展示对螺旋结构的理解。最后教师展示模型。

3.3课堂小结。学生讨论展示本节重点是 :1DNA的结构特点;2DNA的特性———多样性、特异性。

3.4学后反思。

1962年 , 沃森和克里克及威尔金斯因发现DNA双螺旋结构作出的卓越贡献而荣获诺贝尔生理学奖。DNA结构的发现涉及哪些学科的知识和方法? 这对你理解生物科学的发展有什么启示? 沃森和克里克默契配合, 作为科学家合作研究的典范, 在科学界传为佳话。他们的这种工作方式给予你哪些启示? 教师引导, 学生根据自己的知识背景畅所欲言。

4.课后延伸

查阅资料:DNA双螺旋空间结构? DNA指纹技术?

5.教学反思

本节课教学中, 通过提问、呈现实验资料, 在不断思考和修改的过程中逐步总结出DNA的结构特点。在学生自己制作DNA结构模型的环节中 , 不但及时进行反馈 , 而且通过确定碱基序列, 认识到序列的千变万化及其原因。通过学生展示对拓展提升题的理解, 检验对所学知识的灵活运用。本节课的整体教学过程可培养学生的合作探究能力, 学进去、讲出来的能力以及科学的逻辑思维能力。

参考文献

[1]詹姆斯·沃森.双螺旋——发现DNA结构的故事.北京:化学工业出版社, 2009.

高中生物DNA的复制教案设计篇4

科学的本质是探究，学习科学的中心环节也是探究。因此，通过探究活动调动学生课堂主动参与是我设计本节课的基本指导思想。本节课突出对学生科学素质的培养，精心设计课堂教学，将科学研究的过程(发现问题——提出假设——试验验证——得出结论)作为本节课的教学主线，以求向学生介绍科学研究的一般过程和方法，并让学生亲身参与探究过程，从而培养学生科学工作的能力和方法。

教材分析

内容地位

本节课内容是人教版高级中学课本生物全一册必修本第五章第一节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。“DNA的复制”一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。具体内容有：复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。学好这一课时，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。

前后联系

DNA的复制与细胞的有丝分裂、减数分裂以及基因突变等内容有密切的联系，因此本节课在教材中占有重要的地位。

重点难点

DNA复制过程完成了遗传信息的传递功能;对DNA复制过程的研究，蕴含着科学研究的过程和方法教育;DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点。因此，DNA复制的过程既是本课时的教学重点，也是难点。

学情分析

学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本课时将要从分子水平探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成，认知结构迅速发展，认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高，认知活动的自觉性，认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。

由于本课时内容具有较深的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。

教学目标设计

知识目标

记住DNA复制的概念

简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。

知道DNA复制在遗传上的意义

能力目标

通过介绍、Kornberg的试验以及Meselson、stehl的试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。

通过引导学生主动模拟DNA的复制过程，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。

情感目标

1、通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。

教法、学法设计

教法设计

结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用启发式教学法，结合直观、比较、讨论、探究等教学方法。通过教师的引导，从知识的发生过程入手，教师把教材中的科学活动过程充分展开，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法，即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论，培养学生的合作、探索的精神，发展学生的思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道，强化素质教育。充分体现教师的“主导”地位。

学法设计

教学的目的不仅仅是使学生简单的掌握知识，更重要的是教会学生学习的方法，“授之以渔”。本课时通过设疑导学，指导学生自主探索DNA复制的过程，发现知识，培养学生发现问题、解决问题、相互协作、自主学习的能力;通过点拨导议，启发学生思考、分析科学家的试验，概括、总结出正确结论，从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法;通过展示小组提出的假设，培养学生的参与意识和创新意识，让学生学会在学习中进行交流的基本方法。充分体现学生的“主体”地位。

媒体选择

多媒体课件

用3DSMAX制作的DNA复制过程的三维动画

用PowerPoint制作的演示文稿

实物展台

展示教师提供的材料和自制的DNA模型

展示学生模拟探索的DNA复制的过程

自制DNA模型

利用四种彩色塑料夹子、丝带制作(方法见教学程序)。

教学程序设计

流程图

教学过程：

程序教学活动设计

意图教师活动学生活动

复习旧知

引入新课展示课件并提问：

DNA化学组成的基本单位是什么?

DNA双螺旋结构的特点和性质是什么?

总结学生的回答之后，引出DNA复制的课题。思考回答：

DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。碱基有四种，它们是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。

DNA双螺旋结构的主要特点是：DNA分子结构具有稳定性、多样性、特异性。学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础，同时利用DNA结构与功能的密切关系，培养学生辩证的思维过程。

引导回忆

发现问题关于DNA复制，我们已经学习过哪些有关的知识?还有哪些问题没有解决?

以次设问引导学生回忆已有知识，发现新的问题。思考回答

DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期

由于DNA主要存在与细胞核内，因此，DNA复制的场所主要是细胞核。

发现问题

关于DNA怎样复制?需要哪些条件?复制的结果怎样?有什么特点?等等是还没有解决的问题。发现问题是科学研究的第一步。问题使学生产生了强烈的求知解疑心理，教师此时抓住这一有利时机，提出紧扣主题的具有挑战性、探索性的问题，使学生主动去探索。

自主探索

室内设计的DNA艺术篇5

关键词：DNA计算机,队列数据结构,设计及实现

一、基本原理

机器计算的历史可以追溯到1641年, 当年18岁的法国数学家帕斯卡尔成功地制造了一台齿轮传动的八位加法计算机。这使人类计算方式、计算技术进入了一个新的阶段。后经人们数百年的艰辛努力, 终于在1945年成功地研制出了世界上第一台电子计算机。从此, 人类进入了一个全新的计算技术时代。到了21世纪, 可以说是信息时代的大爆炸。新型芯片的诞生使得计算机越来越小, 越来越普及。从最早的帕斯卡尔齿轮机到今天最先进的电子计算机, 其计算方式都是一种物理性质的符号变换, 具体是由“加”和“减”这种基本动作构成的。将计算数据运用进制的方式输入电脑中, 使得人们的计算量加大, 并且计算精准度也相对较高。然而, 目前的DNA计算则有了本质的变化, 计算不再是一种物理性质的符号变换, 而是一种化学性质的符号变换, 即不再是物理性质的“加”“减”操作而是化学性质的切割和粘贴、插入和删除。这种新的计算方式的变革是前所未有的, 具有划时代的意义。

DNA分子链, 是一条双螺旋长链, 上面布满了核苷酸, 共拥有四种碱基:腺瞟呤 (A) 、鸟瞟呤 (T) 、胞嘧啶 (C) 和胸腺嘧啶 (G) , DNA分子的不同排列方式构成了大千世界中生物细胞的信息。数学家、生物学家、化学家以及计算机专家从中得到了启迪, 他们利用DNA能够编码信息的特点, 先合成具有特定序列的DNA分子, 使它们代表要求解的问题, 然后通过生物酶的作用 (相当于加减乘除运算) , 使他们相互反应, 形成各种组合, 最后过滤掉非正确的组合而得到的编码分子序列就是正确答案。

二、目前DNA计算机存在的问题

1. 空间指数暴增的问题

随着问题规模的不断增大, 所需要的DNA数据量也会成一定比例的递增趋势。数值在运算过程中, 随着数据输入的增多而计算机根据DNA链的原理将数据进行捆绑式计算。这样会增加计算的反应难度, 降低了计算程序的反映速率。对于数据程序的控制要求非常高, 造成数值或指数暴增的问题。

2. 编码难的问题

作为较大规模的DNA计算问题, 在编码上存在一定的问题。这就要求一个DNA分子数据在编码的时候需要四个相应的数据来进行编码, 在编码的时候还不能出现差错和编码不一的情况, 编码不一会导致DNA分子的变异。在数据上则表现为数据的乱码和出错问题, 而这也是解决DNA计算机在数据处理上的一大难题。

3. 解码检测难的问题

DNA解码的检测充满了整个计算的始终, 如何快速准确地进行解码也是一个很重要的问题。在将计算机数据进行了编码之后, 在进行计算的时候在进行一组一组的解码也是问题的关键所在, 找不到合理的解码方式会导致前面所做的编码也是一个无用功, 在编码的时候就应该有解码的相应处理, 解码也是DNA计算机的重要症结所在。

三、DNA计算机中队列数据结构的设计

1.“碱基配对互补”原则

在DNA分子链中是运用共价键的方式结合在一起, 使生物活性分子与不溶性载体表面上的反应基团发生化学反应形成共价键, 而这种共价键一般情况下是很稳定的不容易出现断裂或是损坏。在活性酶的作用下运用化学反应的方式才能对共价键造成一定的破坏。而在DNA计算机的运用当中则表现为计算机数据当中数值与数值之间存在的载体的处理, 而这一载体的体现, 通过共价键将数据以电磁的方式固定到电极针上, 根据不同的电极表面, 可采用不同的共价键的方法来对数值进行“碱基配对”从而达到数值的编码与解码问题。

2. 分子标记

在遗传试验与育种实践中, 如果发现了新的基因, 就需要对基因进行标记。而在数据的配对原则中, 也可以根据这种标记的方法对数据进行一定的编码。举个例子说明:在计算机的进制中我们可以将其分为二进制、八进制、十六进制等。而在计算机数据当中我们也可以对一些特殊的数据进行编码, 特别专门进行解码。这样就缓解了数据在处理时出现的乱码或者编码不正确的情况, 使得它的计算速率和错误纠正率得到很大的提高。

DNA计算机是一项新型的信息技术, 在原有计算机的基础上将会使计算机的整体性能得到很大的提高, 这项技术的研究任重而道远, 需要长期的不断探索, 在技术的研究上要不断地更新。同时, 根据DNA分子的特性进行一定的分析与探讨。可以看出, 在DNA计算问题中, 探针DNA分子固定的稳定性是影响着与靶DNA分子杂交效率的重要因素, 将其应用与计算机当中, 能够极大地提高解码检测的灵敏度。高密度和高效率固定化将成为目标, 使其在DNA计算中的应用日趋成熟, 进一步提高DNA计算的有效性和检测的灵敏度。

参考文献

[1]许进, 王淑栋, 潘林强.DNA计算:一种新的计算模式.清华大学出版社, 2004.

[2]方刚.基于三链核酸与压电基因传感器DNA计算研究与探索.华中科技大学, 2006:2-9.

室内设计的DNA艺术篇6

近年来, 随着测量仪器的发展, 徕卡DNA03数字水准仪日益广泛地应用于各种测量中。虽然它已经帮助人们实现了读数自动化、记录电子化, 相比传统的光学水准仪, 减少了人为读数误差, 降低了外业劳动强度, 但仍存在一些使用上的缺陷。如原始数据格式与现有的数据处理软件要求的格式不一致;读取的数据无法自动生成与“国家水准测量规范”相一致的水准测量手簿, 在实际工作中还需要较多的人工数据编辑, 影响水准测量数据处理内外业一体化的实现。

本文结合实际工作需要, 针对徕卡DNA03数字水准仪的数据观测文件格式特点, 采用VB 6.0编写程序对数字水准仪的观测数据文件进行预处理, 使测量数据能够自动生成Txt格式外业规范水准手簿, 并调用Excel概略高程表模板, 将测段数据填进表格, 最后再利用海岸地形软件进行平差处理, 从而实现水准测量从外业观测到内业平差的一体化。

2 原始数据格式

所有徕卡仪器测量数据均可输出为GSI (Geo Serial Interface串行接口) 数据格式结构, 根据字符的位数又有两种存储格式:GSI8 (8位字符) 格式、GSI16 (16位字符) 格式。本次数据处理过程中采用GSI8格式:

WI-字索引;AI-附加信息;DA-数据;BL-空格分隔符。编码块的块编号位于块的第一个字里, 测量块的第一个字是点号 (WI=11) , 数据块的第一个字是编码号 (WI-41) 。

如:某一水准段的部分数据, GSI8格式如下:

每一数据块由记录装置分配一个块编号。从1开始自动累加。关于编码块的每一个字的详细意义, 可以查看相关资料.上面仅列出部分字的简单内容。

3 程序设计思路

3.1 数据文件分析

数字水准仪原始数据文件一般含有以下信息:文件头, 包含测量模式、观测者、仪器、测量条件等信息;测段, 每个测段有多个测站构成, 含有测段起始标志, 测量模式代码, 测段距离和高差, 测段结束标志;测站信息, 一般按照测量先后顺序存储在不同的数据行内, 含有前后尺读数和距离。奇偶测站分别交替采用“后前前后” (BFFB) 和“前后后前” (FBBF) 的测量模式 (a BFFB) 是常用的观测和记录格式。B表示“Back”即后视, F表示“Forward”即前视。其他的模式有BF、BFFB、a BF等。a指代“alternate”交替。凡带a的一般都是奇偶站交替前后视, 不带a的则是奇偶站前后视观测顺序不变。

3.2 技术要点分析

仔细阅读徕卡GSI格式说明文件, 正确理解徕卡DNA03水准仪的各项数据代码, 在具体设计时要注意以下三点:

(1) 文件头获取的时间, 仪器型号, 观测者等信息; (2) 测段起始和结束符; (3) 测段处理异常, 包括以下情况:一是整站重测的处理以及一次观测重测的处理, 可以通过“if/else”选择结构, 利用关键字符对读取的数据流进行筛选;二是如何实现测站数据信息到测段数据信息的合并, 采用“while”循环, 设置好循环结束条件和选择。

3.3 程序设计简略步骤

3.3.1 设计流程图:

3.3.2 Txt格式水准手簿的实现

(1) 读取原始数据

Common Dialog1.Show Open

Open Common Dialog1.File Name For Input As#l

(2) 获取标尺读数

Line Input#1, temp读取一行数据到变量temp, 把截取的字符串数据转化为数字, 以测站为单位存储于相应变量中。

(3) 数据转换

计算检核测站视距、视距差、积累差、读数差、高差之差、测站高差、测段距离、测段高差。这里主要采用“if”条件判断语句实现。

3.3.3 Excel概略高程表填写

(1) Excel对象的创建