《DNA復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、 《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 科學(xué)的本質(zhì)是探究，學(xué)習(xí)科學(xué)的中心環(huán)節(jié)也是探究。因此，通過(guò)探究活動(dòng)調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂主動(dòng)參與是我設(shè)計(jì)本節(jié)課的基本指導(dǎo)思想。本節(jié)課突出對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，將科學(xué)研究的過(guò)程（發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——提出假設(shè)——試驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論）作為本節(jié)課的教學(xué)主線(xiàn)，以求向?qū)W生介紹科學(xué)研究的一般過(guò)程和方法，并讓學(xué)生親身參與探究過(guò)程，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)工作的能力和方法。 一、教材分析 1.內(nèi)容地位 本節(jié)課內(nèi)容是人教版高級(jí)中學(xué)課本生物全一冊(cè)必修本第五章第一節(jié)。DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論?！癉NA的復(fù)制”一課時(shí)，在聯(lián)系DNA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明

2、DNA通過(guò)復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。具體內(nèi)容有：復(fù)制的概念、時(shí)間、場(chǎng)所、條件、過(guò)程、特點(diǎn)、意義。學(xué)好這一課時(shí)，對(duì)于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)遺傳的本質(zhì)是非常重要的。 2.前后聯(lián)系 DNA的復(fù)制與細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂以及基因突變等內(nèi)容有密切的聯(lián)系，因此本節(jié)課在教材中占有重要的地位。 3.重點(diǎn)難點(diǎn) DNA復(fù)制過(guò)程完成了遺傳信息的傳遞功能；對(duì)DNA復(fù)制過(guò)程的研究，蘊(yùn)含著科學(xué)研究的過(guò)程和方法教育；DNA復(fù)制的過(guò)程具有微觀(guān)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)、抽象的特點(diǎn)。因此，DNA復(fù)制的過(guò)程既是本課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。 二、學(xué)情分析 學(xué)生已經(jīng)具有了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂的基本知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，本課時(shí)將要從分

3、子水平來(lái)探討生命的本質(zhì)，屬于肉眼看不到的抽象知識(shí)。高中學(xué)生的認(rèn)知體系基本形成，認(rèn)知結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展，認(rèn)知能力不斷完善。他們能夠掌握基本的思維方法，特別是抽象邏輯思維、辯證思維、創(chuàng)造思維有了較大的發(fā)展。觀(guān)察力、記憶力、想象力有了明顯的提高，認(rèn)知活動(dòng)的自覺(jué)性，認(rèn)知系統(tǒng)的自我評(píng)價(jià)和自我控制能力也有了相應(yīng)的發(fā)展。 由于本課時(shí)內(nèi)容具有較深的抽象性，學(xué)生們會(huì)感到困難，因此在教學(xué)中，除了引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外，還通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)，設(shè)置大量的問(wèn)題情境，來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步培養(yǎng)他們分析、歸納、概括能力。 三、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì) 知識(shí)與技能 1、 記住DNA復(fù)制的概念 2、 簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的過(guò)程，

4、并分析、歸納出DNA復(fù)制過(guò)程的特點(diǎn)。 3、 知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義 過(guò)程與方法 1、 通過(guò)介紹、Kornberg的試驗(yàn)以及Meselson、stehl的試驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、推理、歸納，培養(yǎng)科學(xué)的思維。 2、 通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)模擬DNA的復(fù)制過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象、猜測(cè)，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 1、通過(guò)分組探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和科學(xué)態(tài)度。 四、教法、學(xué)法設(shè)計(jì) 1.教法設(shè)計(jì) 結(jié)合教材的特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，本課時(shí)主要采用啟發(fā)式教學(xué)法，結(jié)合直觀(guān)、比較、討論、探究等教學(xué)方法。通過(guò)教師的引導(dǎo)，從知識(shí)的發(fā)生過(guò)程入手，教師把教

5、材中的科學(xué)活動(dòng)過(guò)程充分展開(kāi)，著重引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、觀(guān)察、思考、分析、歸納、總結(jié)，使學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的一般方法，即發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——提出假說(shuō)——試驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神，發(fā)展學(xué)生的思維能力，為學(xué)生鋪設(shè)符合知識(shí)規(guī)律的思維軌道，強(qiáng)化素質(zhì)教育。充分體現(xiàn)教師的“主導(dǎo)”地位。 2.學(xué)法設(shè)計(jì) 教學(xué)的目的不僅僅是使學(xué)生簡(jiǎn)單的掌握知識(shí)，更重要的是教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，“授之以漁”。本課時(shí)通過(guò)設(shè)疑導(dǎo)學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自主探索DNA復(fù)制的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、相互協(xié)作、自主學(xué)習(xí)的能力；通過(guò)點(diǎn)撥導(dǎo)議，啟發(fā)學(xué)生思考、分析科學(xué)家的試驗(yàn)，概括、總結(jié)出正確結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)

6、生分析、推理、概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法；通過(guò)展示小組提出的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)中進(jìn)行交流的基本方法。充分體現(xiàn)學(xué)生的“主體”地位。 五、媒體選擇 1.多媒體課件 ①用3DSMAX制作的DNA復(fù)制過(guò)程的三維動(dòng)畫(huà) ②用PowerPoint制作的演示文稿 2.實(shí)物展臺(tái) ①展示教師提供的材料和自制的DNA模型 ②展示學(xué)生模擬探索的DNA復(fù)制的過(guò)程 3.自制DNA模型 利用四種彩色塑料夾子、絲帶制作（方法見(jiàn)教學(xué)程序）。 六、教學(xué)程序設(shè)計(jì) 學(xué)生利用教師提供的材料，自主探索DNA復(fù)制過(guò)程，并用實(shí)物展臺(tái)展示成果，提出假說(shuō)。 1.流程圖 利用課件復(fù)習(xí)D

7、NA雙螺旋結(jié)構(gòu)，引入新課。 引導(dǎo)所學(xué)的知識(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 介紹并分析科學(xué)家Kornberg和Meselson、Stehl的試驗(yàn)，驗(yàn)證假說(shuō) 利用多媒體課件展示DNA復(fù)制的過(guò)程，并和小組結(jié)果對(duì)比，歸納總結(jié)，得出結(jié)論。 利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后小結(jié)，強(qiáng)化知識(shí)的記憶和聯(lián)系。 2.教學(xué)過(guò)程： 程 序 教 學(xué) 活 動(dòng) 設(shè) 計(jì) 意 圖 教 師 活 動(dòng) 學(xué) 生 活 動(dòng) 復(fù)習(xí)舊知 引入新課 (3分鐘) 展示課件并提問(wèn)： 1、DNA化學(xué)組成的基本單位是什么？ 2、DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是什么樣的？ 總結(jié)學(xué)生

8、的回答之后，引出DNA復(fù)制的課題。 思考回答： 1、DNA化學(xué)組成的基本單位是脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基組成。 2、兩條鏈盤(pán)旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 學(xué)生已有的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的知識(shí)是學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的基礎(chǔ)，由此引出新課題。 引導(dǎo)回憶 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 (3-5分鐘) 有關(guān)DNA復(fù)制，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)哪些知識(shí)？你們覺(jué)得還有哪些疑問(wèn)？ （以此設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識(shí)，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。） 思考回答 1、DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期 2、由于DNA主要存在與細(xì)胞核內(nèi)，因此DNA復(fù)制的場(chǎng)所主要是細(xì)胞核。 發(fā)現(xiàn)

9、問(wèn)題 關(guān)于DNA怎樣復(fù)制？需要哪些條件？復(fù)制的結(jié)果怎樣？有什么特點(diǎn)？等等是還沒(méi)有解決的問(wèn)題。 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是科學(xué)研究的第一步。問(wèn)題使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知解疑心理，教師此時(shí)抓住這一有利時(shí)機(jī)，提出緊扣主題的具有挑戰(zhàn)性、探索性的問(wèn)題，使學(xué)生主動(dòng)去探索。 D N A 復(fù)制方式探討 (約10分鐘) 分組討論模擬探索 沃森和克里克在發(fā)表DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫(xiě)道：“在提出堿基特異性配對(duì)的看法后，我們立即又提出了遺傳進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理。” 你能從DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，設(shè)想出DNA復(fù)制的方式可能有

10、哪幾種嗎？ 假如用15N標(biāo)記母鏈，用14N標(biāo)記子鏈，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)假設(shè)分組討論復(fù)制一代和兩代的結(jié)果是什么？用圖形表示結(jié)果。 教師投影展示部分小組的討論情況。 學(xué)生分組分析討論，提出DNA復(fù)制的兩種假設(shè)：全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。 學(xué)生根據(jù)假設(shè)討論演繹并畫(huà)圖表示兩種復(fù)制的結(jié)果 小組間相互補(bǔ)充作出評(píng)價(jià) 培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神。并進(jìn)一步復(fù)習(xí)假說(shuō)-演繹法。 1958年Meselson和Stehl用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，經(jīng)過(guò)多次細(xì)胞分裂，細(xì)菌細(xì)胞的DNA充分地被15N標(biāo)記上。然后把這些細(xì)胞移入正常的含同位素14N的培養(yǎng)基中，然后，在

11、不同時(shí)刻（復(fù)制不同代數(shù)后）收集細(xì)菌樣本，從中提取DNA，再將提出的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。 密度大的DNA在試管的上方還是下方，密度小的呢？中等的呢？ 請(qǐng)同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置。并畫(huà)出示意圖。請(qǐng)同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置。并畫(huà)出示意圖。 巡視學(xué)生的活動(dòng)，記錄學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題。 教師投影展示部分小組的討論情況。 教師展示科學(xué)家的實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 并總結(jié)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過(guò)程。 在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)剛才演繹得結(jié)果，推導(dǎo)出這樣的可能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如果是全保留復(fù)制，則離心后

12、DNA條帶應(yīng)該只有兩條；如果是半保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該有三條，并畫(huà)出條帶的位置。 本模擬探索試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和運(yùn)用，旨在激發(fā)學(xué)生探索和協(xié)作的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力。 D N A 復(fù)制的條件和過(guò)程探討 (約20分鐘) 請(qǐng)同學(xué)們思考DNA復(fù)制至少需要什么條件？ 科學(xué)家是怎么知道這些條件的呢？ 學(xué)生討論后回答： 模板：兩條鏈分別作為模板 原料：四種脫氧核苷酸 能量：由ATP提供 酶：解旋酶、聚合酶等 科學(xué)家通過(guò)推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)知道的。 學(xué)生可能說(shuō)不全，老師引導(dǎo)學(xué)生補(bǔ)充完整。 介紹試驗(yàn) 請(qǐng)同學(xué)們想一想，下面這個(gè)事實(shí)說(shuō)

13、明了什么？ 1958年美國(guó)生化學(xué)家Kornberg在試管中用脫氧核苷酸合成DNA。他將大腸桿菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四種豐富的脫氧核苷酸和適量的Mg2+的人工體系中，并沒(méi)有發(fā)生DNA 的合成，當(dāng)加入少量的RNA作引子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后，測(cè)定其中DNA的含量。發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加了。 讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：復(fù)制除需要四個(gè)基本條件外，還需要其他條件，如RNA引物等。 旨在提醒學(xué)生不能把書(shū)讀死。而應(yīng)該始終保持懷疑和探究的心態(tài)。 模擬 探討 請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)課本上有關(guān)DNA復(fù)制過(guò)程的內(nèi)容，總結(jié)DNA復(fù)制大體上分為幾個(gè)步驟。 教師通過(guò)拉鏈來(lái)模擬DN

14、A復(fù)制過(guò)程。提出問(wèn)題： 拉鏈中的各個(gè)部件各代表復(fù)制過(guò)程中的什么？ 復(fù)制代數(shù)和DNA數(shù)目之間，及與含母鏈的DNA數(shù)目之間有什么關(guān)系？ DNA復(fù)制過(guò)程是否就是完全像拉鏈的開(kāi)合？ 學(xué)生自學(xué)并總結(jié)，如不完整可由其他同學(xué)補(bǔ)充。 解鏈——合成子鏈——螺旋 學(xué)生分組討論拉鏈中的各個(gè)部件各代表復(fù)制過(guò)程中的什么，由學(xué)生代表發(fā)言。 培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想理解的意識(shí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中化抽象為具體，提高學(xué)習(xí)效率。 培養(yǎng)學(xué)生分析比較的意識(shí)，進(jìn)一步加深對(duì)DNA復(fù)制的理解。 觀(guān)看動(dòng)畫(huà) 組織學(xué)生觀(guān)看DNA復(fù)制的動(dòng)畫(huà)課件。 學(xué)生隨著動(dòng)畫(huà)的演示，一起念出過(guò)程：解鏈——合成子鏈——螺旋 反復(fù)播放DNA復(fù)制的動(dòng)畫(huà)

15、，使學(xué)生完成由感性到理性的知識(shí)過(guò)渡。 DNA復(fù)制的意義 DNA復(fù)制有什么意義？ 傳遞遺傳信息 課堂小結(jié) 利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié) 學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識(shí)要點(diǎn) 鞏固基礎(chǔ)知識(shí) 課堂測(cè)評(píng) 基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)評(píng) 學(xué)生練習(xí) 檢驗(yàn)知識(shí)目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況 七、課后小結(jié) 利用多媒體課件，引導(dǎo)學(xué)生概括、總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)要點(diǎn)，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法。 DNA復(fù)制 時(shí) 間 場(chǎng) 所 條 件 原 則 結(jié) 果 特 點(diǎn) 八、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì) 為了檢測(cè)本節(jié)課達(dá)標(biāo)情況，教師從知識(shí)和能力不同層次設(shè)計(jì)練習(xí)題進(jìn)行測(cè)評(píng)。 1、

16、DNA分子的復(fù)制是指以（ ）為模板來(lái)合成（ ）的過(guò)程。 2、從DNA分子的復(fù)制過(guò)程可以看出，DNA分子的（ ）結(jié)構(gòu)能夠?yàn)閺?fù)制DNA提供精確的模板；它的（ ）保證了復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行。 3、DNA復(fù)制的意義就在于復(fù)制過(guò)程使親代的（ ）傳遞給子代，從而使前后代保持了一定的連續(xù)性。 4、DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的（ ）： （A）分裂前期 (B) 分裂中期 （C）分裂后期 （D）分裂間期 5、DNA分子的復(fù)制是以周?chē)坞x的（

17、）為原料？ （A）脫氧核苷酸 （B）磷酸 （C）脫氧核糖 （D）含N堿基 6、下列關(guān)于DNA復(fù)制的說(shuō)法，其中不正確的是（ ）： A.DNA復(fù)制過(guò)程中需要酶的催化。 B.DNA復(fù)制過(guò)程中需要的能量直接由糖類(lèi)提供。 C.DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的。 D.DNA復(fù)制過(guò)程中兩條母鏈均可作模板。 7.實(shí)驗(yàn)室里，讓一個(gè)DNA分子（稱(chēng)第一代）連續(xù)復(fù)制三代，問(wèn)：在第四代DNA分子中，有第一代DNA分子鏈的DNA分子占（ ）： （A）100% (B)75% (C) 50% (D) 25% 8、研究性學(xué)習(xí) 請(qǐng)同學(xué)們?cè)谡n后兩周的時(shí)間內(nèi)，撰寫(xiě)小論文，題目：《“DNA復(fù)制”的研究史》。兩周后進(jìn)行交流，并評(píng)選優(yōu)秀小論文。 設(shè)計(jì)此作業(yè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，收集信息，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的能力。 九、板書(shū)設(shè)計(jì) 第二節(jié)、DNA的復(fù)制 概念： 時(shí)間： 有絲分裂的間期 減數(shù)第一次分裂前的間期 場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核 條件：模板、酶、原料、能量等。 過(guò)程： 邊解旋、邊復(fù)制 堿基配對(duì)，形成子鏈。 子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成新的DNA分子。 特點(diǎn)：半保留復(fù)制。 意義：傳遞遺傳信息