DNA的复制教学设计

　　一、DNA的复制——总体设计指导思想

 

　　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——演绎推理——实验验证——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。

 

　　二、DNA的复制——教材分析

 

　　1、教材中的地位

 

　　本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时，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。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。

 

　　2、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、DNA的复制——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来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。学生们会感到困难，因此在教学中，我除了引导学生自主、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。

 

　　四、DNA的复制——教学目标设计

 

　　知识目标

 

　　1、记住DNA复制的概念

 

　　2、简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。

 

　　3、知道DNA复制在遗传上的意义

 

　　能力目标

 

　　通过介绍Meselson、stehl的试验，引导学生观察DNA复制的过程，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。

 

　　情感目标

 

　　通过探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。

 

　　五、DNA的复制——板书

             第三节  DNA的复制

 

　　一、对DNA分子复制方式的两种推测

 

　　二、DNA复制方式的探究

 

　　三、DNA分子复制的过程

 

　　教学过程：

 

　　程 序教 学 活 动设  计 意  图

 

　　教 师 活 动学 生 活 动

 

　　发现问题利用DNA指纹技术，请同学们根据犯罪现场提取的血液样品的DNA和怀疑对象的DNA进行比对，判断哪一位怀疑对象是罪犯。且引入新课DNA的复制。思考回答： 1号怀疑对象是罪犯。引导学生发现问题，激发学生的好奇心和学习兴趣。

 

　　复习旧知 展示课件并提问： 1、DNA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？ 思考回答： 1、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。 2、两条链盘旋成的双螺旋结构。学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础，由此引出新课题。

 

　　DNA复制的两种假说请同学们利用两条红色和两条蓝色的色带模拟两个双链DNA，请两位同学上讲台完成。教师利用两条红色的色带模拟亲代DNA,同学们完成的模拟子一代DNA，亲代DNA到子一代DNA的这个过程模拟DNA的复制。教师介绍当时的两种假设，全保留复制和半保留复制，并讲述全保留复制和半保留复制的概念。学生对DNA的两种复制方式有所认识后，再请同学们两个一组合作，利用手中的色带模拟全保留复制和半保留复制形成的子二代DNA.学生合作完成半保留复制和全保留复制形成子一代和子二代DNA分子模型。部分学生上黑板展示自己的成果。让学生合作动手操作，有助于学生动手能力和思维能力的提高以及合作探索精神的培养。展示成果的目的在于让学生树立自信心。

 

　　DNA复制方式的探究这个环节中，请同学们思考解决三个问题：。1.如果用实验证明，关键要解决什么问题？2.可以采用什么办法？3.三种碱基组成相同质量不同的DNA，如何将它们区分开来呢？ 离心后，试管中出现三条DNA带，请同学们标出分布在轻密度带、中密度带、中密度带的DNA类型。 学生们思考回答： 1.区分亲代和子代DNA。 2.可以采用同位素示踪技术。 3.密度梯度离心技术。 学生积极思考问题、解决问题，并在解决问题的过程中培养科学的思想以及慢慢熟练设计实验的思路。

 

　　演绎推理1.亲代DNA是15N作标记的，放在14N的环境中进行培养，若按照半保留复制的方式进行复制，则子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在图一和图二相应位置标出DNA类型。 2.亲代DNA是15N作标记的，放在14N的环境中进行培养，若按照全保留复制的方式进行复制，则子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在图三和图四相应位置标出DNA类型。  学生进行演绎推理，完成学案上的问题。带领学生尝试根据假设进行演绎推理，锻炼思维能力、自我检查能力，并衔接进入下一个环节，实验检验。

 

　　实验验证1958年Meselson和Stehl用含有15N的培养基培养大肠杆菌，经过多次细胞分裂，然后把这些细胞移入正常的14N的培养基中，每隔一段时间收集细菌样本一次，从中提取DNA，再将提出的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。 请同学们回答问题： 1.如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现几条DNA带？ 2.如果DNA是以全保留的方式复制的，那么离心后应该出现几条DNA带？ 在老师的启发引导下，学生们根据刚才演绎得结果，推导出这样的可能实验现象：如果是半保留复制，则离心后DNA条带应该有三条；如果是全保留复制，则离心后DNA条带应该只有两条。学生学会借鉴科学史中的经典实验帮助学习，根据这个实验了解如何利用同位素标记技术设计实验。

 

　　得出结论根据实验结果，我们可以得出什么结论？DNA的复制是半保留复制。

 

　　DNA分子复制的过程DNA复制的方式已经明确了，那么DNA半保留复制的具体过程是怎样的 需解决问题： 1.DNA复制概念？ 2.DNA复制时间？ 3.DNA复制场所？ 4.DNA复制条件？（师生共同分析科学家康贝克探索DNA复制条件所做的实验，总结DNA复制需要的条件？ 5.DNA复制过程？（请同学们观看动画，边看动画边概述DNA复制的三个过程。同时提出DNA复制的两个特点。） 6.DNA复制特点、原则？ 7.DNA准确复制原因、意义？（DNA复制的结果是产生了2个与亲代DNA一模一样的DNA分子，DNA准确复制的原因是什么呢？又有什么意义呢？）学生讨论后回答： 模板：两条链分别作为模板 原料：四种脱氧核苷酸 能量：由ATP提供 酶：解旋酶、聚合酶等 同学们概述出DNA复制的三个过程： 解旋——合成子链——形成子代DNA，以及DNA复制的两个特点;边解旋边复制、半保留复制。  梳理DNA复制主体知识，落实本节课知识目标，在学习过程中化抽象为具体，提高学生微观空间想象力。

 

　　课堂小结总结本节课的探索过程，请同学们总结本节课的探索过程用到了科学研究中的什么方法。同学们总结：本节课的探索过程用到了假说演绎法。

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