高中生物《DNA的复制》教学设计

一、指导思想

新的课程理念要求学生转变学习方式——变被动接受式学习为主动探究性学习，培养学生的创新精神和实验能力，全面提高学生的科学素养。本节课突出对学生科学素养的培养，将科学研究的过程(发现问题——提出假设——推导结论——实验验证——得出结论)作为本节课的教学主线，在教学过程中，让学生参与教学、发现问题、设计实验、推断结果、分组讨论科学现象和过程，让学生学会实验设计和“假说—演绎”式的科学探究方法。

二、 教学分析

1 、内容分析

本节课内容是人教版高中生物必修2第三章第三节，课标对本课的要求是：“概述DNA分子的复制”。“概述”这一行为动词，体现了本课目标的制定应该以理解为主。这一课时，在联系DNA结构的基础上，阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得到理解和巩固，对于学生认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”以是后面变异部分的基础，学好本课内容对于理解基因突变、基因工程等知识是非常重要的。

DNA的复制方式的发现虽然是选学内容，但对教学有重要意义，可以使学生掌握基本的实验方法，有助于学生分析问题、解决问题能力的提高，所以把它作为探究的重点之一，但在知识方面不作重点。

“DNA的复制过程”是教学的重点和难点，教材提出了解旋酶、DNA聚合酶，这样使学生更清楚地理解DNA在复制过程中各种酶的作用及具体作用位点，理解DNA怎样由一个个小的单位精确地复制出复杂而又独一无二的双螺旋结构。

2 、学情分析

学生已具有DNA结构等相关内容的基础，在此基础上，本课从分子水平探讨生命的本质具有较高的抽象性，学生会感到有一点困难，因此在教学中除引导学生自主探究外，还通过设置大量的问题情境，进行启发式教学，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们的能力。

3、重点难点

DNA的复制方式的发现虽然是选学内容，但是对学生的学会科学的探究，科学的思考有很大的帮助，有助于学生分析问题，解决问题能力的提高，所以把它作为探究的重点之一，但在知识层面上不作为重点。

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，对DNA复制的过程的探讨既是本课时的教学重点，也是难点。

三、教学目标

1、 知识目标

1)记住DNA复制的概念。

2)概述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。

3)探讨DNA复制在遗传上的意义。

.2、 能力目标

1)通过分析科学家探索DNA复制的经典实验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。

2)通过引导学生观察拉链模拟DNA复制和多媒体展示DNA复制过程，培养学生自学能力、观察能力、分析理解能力、总结归纳能力。

3、情感目标

体验科学家认识DNA复制的思维过程，激发学科学、用科学、爱科学的求知欲。通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。

4、 课时安排及教学方法

本节内容安排一课时，教学顺序按“推测——实验证据——复制过程”进行，引导学生通过观察、分析讨论并与讲授相结合来学习本课内容。

四、教学过程

1、复习旧知，引入新课

展示课件并提问：

1、DNA的化学组成的基本单位是什么?

2、DNA分子的空间结构是什么样的?

总结学生的回答之后，引出DNA复制的课题。

沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。”那么，生命活动中的DNA复制和生活中的复印有什么本质区别吗?

2、探讨问题，模拟探索

提出DNA复制的两种假设：全保留复制和半保留复制，教师引导学生根据假设、讨论演绎并画图表示两种复制结果。

假设用15N标记母链，用14N标记子链，请同学们根据假设分组讨论复制一代和两代的结果是什么?用图形表示结果。

教师巡视并指导学生画图，后课件展示结果。

3、 假说演绎，分析实验

提出问题：DNA分子肉眼看不见，那么该如何研究才能确定是哪种复制方式?学生在已有知识基础上提出同位标记法，教师介绍密度梯度离心实验的基本原理和方法，让学生分成两组，一组按全保留复制模型来推测离心后DNA分子的位置，另一组按半保留复制模型来推测离心后DNA分子的位置。

在教师的启发引导下，学生们根据刚才演绎的结果，推导出这样的可能实验现象：如果是全保留复制，则离心后的DNA条带应该只有两条;如果是半保留复制，则离心后的DNA条带应该有三条，并画出条带的位置。

课件展示科学家的实际实验结果。

通过对比、分析，从而确认分子半保留复制机制。进一步把它和日常生活中的复印做对比，强调半保留复制后亲代DNA分子将不复存在，而是分别进入二条子代DNA分子中，从而也得出了DNA复制的定义。并总结出科学发展的一般过程。

4、 借助媒体，突破DNA复制过程的难点

1)请同学们自学课本上DNA复制过程的内容，教师投影出示如下问题：

1、DNA分子复制发生在什么时间?

2、DNA分子复制过程怎么进行?

3、DNA分子复制过程需要哪些条件?

4、DNA分子复制过程有何特点?

5、DNA分子复制的概念是什么?

6、DNA分子复制有何生物学意义?

学生阅读完毕之后，先简单提问。根据学生回答情况进行点拨、讲述：

2)教师通过拉链来模拟DNA复制的过程，提出问题：

1、拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么?

2、复制代数和DNA数目之间及与含母链的DNA数目之间有什么关系?

3、DNA复制过程是否就是完全像拉链的开合?

3)组织学生观看DNA复制的动画课件：使学生完成由感性到理性的知识过渡，培养学生分析比较的意识，进一步加深对DNA复制的理解。

4)根据学情，适当拓展，提升：DNA的半不连续复制。

5)利用多媒体课件，引导学生概括、总结本节课的知识要点，巩固基础知识，培养学生概括、总结的基本学习方法。

5、 总结分析，指出DNA复制的意义

让学生分析一段具有特定碱基组成的DNA分子在复制完成后形成的2条子代DNA的碱基组成情况。引导学生思考、总结：DNA复制保持遗传信息的连续性和物种的稳定性。

6、 评价反馈 ，巩固知识

1.下列关于DNA分子复制的正确顺序是 ( )

①互补碱基对间氢键断裂 ②互补碱基对间形成氢 键 ③DNA分子从一端解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构

A.①③④②⑤ B.①④②⑤③

C.①③⑤④② D.③①④②⑤

2.DNA分子复制时，解旋的2条母链中 ( )

A.仅1条作为模板

B.2条链都作为模板并复制出2个不同的DNA分子

C.2条链都作为模板并复制出2个相同的DNA分子

D.2条链都作为模板，各自合成1条子链;然后2条母链重新结合为原来的DNA分子，2条新链结合成一个全新的DNA分子

3.DNA分子的双链在复制时解旋，从氢键连接处分开的碱基是 ( )

A.鸟嘌呤与尿嘧啶 B.鸟嘌呤与胞嘧啶

C.腺嘌呤与尿嘧啶 D.鸟嘌呤与胸腺嘧啶

4.某DNA分子有4000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链中碱基A∶G∶T∶C = 1∶2∶3∶4，若该DNA分子复制一次，则需要的腺嘌呤脱氧核 苷酸的数量是 ( ) A.200个 B.3 00个 C.400个 D.800个

5.将一个DNA分子进行标记，让其连续复制3次，在最后得到的DNA分予中，被标记的DNA链占DNA总链数的( )

A.1/32 B.1/6 C.1/8 D.1/4

6.某DNA分子复制3次后 ，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA 中脱氧核苷酸链的条数是 ( )

A.1条 B.2条 C.4条 D.8条

7.某 DNA分子中共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则DNA复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 ( )

A.7(a—m) B.8(a—m) C.7(1/2a—m) D.8(2n—m)

五、课外活动

查阅相关资料，了解DNA的体外复制技术(PCR技术)以及相关应用(DNA指纹技术在刑侦案件中的应用)。培养学生搜集信息和处理信息的能力，同时让学生体会科学在社会中的作用，增强学生学科学、爱科学的信心。

六、教学反思

本课的设计在于走科学探究之路，激发学生的探究意识和潜能，全面提高学生的科学素养，用拉链演示DNA复制过程，既让学生容易接受，又为学生留下可以类比的实例和悬念，激发学生的求知欲，而课外活动让学生去了解DNA复制的社会价值，让学生体会“学以致用”的道理，充分体现了“STS”的教育思想。

　七、板书设计

第三节 DNA的复制

一、复制的方式：半保留复制

二、复制的条件：模板、酶、原料、能量等

三、复制的过程

解旋——合成子链——螺旋

四、复制的意义：传递遗传信息

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