高中生物《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)河南省新鄉(xiāng)市第二中學(xué) (453000)張 軍 一、 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，通過探究活動調(diào)動學(xué)生課堂主動參與是我設(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)研究的過程（發(fā)現(xiàn)問題提出假設(shè)試驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論）作為本節(jié)課的教學(xué)主線，以求向?qū)W生介紹科學(xué)研究的一般過程和方法，并讓學(xué)生親身參與探究過程，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)工作的能力和方法。二、 教材分析1、 內(nèi)容地位本節(jié)課內(nèi)容是人教版高級中學(xué)課本生物全一冊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

2、礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明DNA通過復(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、場所、條件、過程、特點(diǎn)、意義。學(xué)好這一課時(shí)，對于學(xué)生深刻認(rèn)識遺傳的本質(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)制過程完成了遺傳信息的傳遞功能；對DNA復(fù)制過程的研究，蘊(yùn)含著科學(xué)研究的過程和方法教育；DNA復(fù)制的過程具有微觀、動態(tài)、連續(xù)、抽象的特點(diǎn)。因此，DNA復(fù)制的過程既是本課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。三、 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，在此基礎(chǔ)上，本課時(shí)將要從分子

3、水平來探討生命的本質(zhì)，屬于肉眼看不到的抽象知識。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。觀察力、記憶力、想象力有了明顯的提高，認(rèn)知活動的自覺性，認(rèn)知系統(tǒng)的自我評價(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，還通過啟發(fā)式教學(xué)，設(shè)置大量的問題情境，來激發(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。四、 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)知識目標(biāo)1、 記住DNA復(fù)制的概念2、 簡述DNA復(fù)制的過程，并分析、歸納出DNA復(fù)

4、制過程的特點(diǎn)。3、 知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義能力目標(biāo)1、 通過介紹、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、 通過引導(dǎo)學(xué)生主動模擬DNA的復(fù)制過程，鼓勵學(xué)生大膽想象、猜測，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力。情感目標(biāo)1、通過分組探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識和科學(xué)態(tài)度。五、 教法、學(xué)法設(shè)計(jì)（一） 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、比較、討論、探究等教學(xué)方法。通過教師的引導(dǎo)，從知識的發(fā)生過程入手，教師把教材中的科學(xué)活動過程充分展開，著重引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、觀察、思考

5、、分析、歸納、總結(jié)，使學(xué)生在教學(xué)活動中初步學(xué)會科學(xué)研究的一般方法，即發(fā)現(xiàn)問題提出假說試驗(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。（二） 學(xué)法設(shè)計(jì)教學(xué)的目的不僅僅是使學(xué)生簡單的掌握知識，更重要的是教會學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，“授之以漁”。本課時(shí)通過設(shè)疑導(dǎo)學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自主探索DNA復(fù)制的過程，發(fā)現(xiàn)知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、相互協(xié)作、自主學(xué)習(xí)的能力；通過點(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)生分析、推理、概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法；通過展示小組提出的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的參與

6、意識和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生學(xué)會在學(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。六、 媒體選擇1、 多媒體課件（1） 用3DSMAX制作的DNA復(fù)制過程的三維動畫（2） 用PowerPoint制作的演示文稿2、 實(shí)物展臺（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)制的過程3、 自制DNA模型利用四種彩色塑料夾子、絲帶制作（方法見教學(xué)程序）。七、 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)制過程，并用實(shí)物展臺展示成果，提出假說。（1） 流程圖利用課件復(fù)習(xí)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，引入新課。引導(dǎo)所學(xué)的知識，發(fā)現(xiàn)問題利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課后小結(jié)，強(qiáng)化知識的

7、記憶和聯(lián)系。介紹并分析科學(xué)家Kornberg和Meselson、Stehl的試驗(yàn)，驗(yàn)證假說利用多媒體課件展示DNA復(fù)制的過程，并和小組結(jié)果對比，歸納總結(jié)，得出結(jié)論。（2） 教學(xué)過程：程 序教 學(xué) 活 動設(shè) 計(jì)意 圖教 師 活 動學(xué) 生 活 動復(fù)習(xí)舊知引入新課展示課件并提問：1、 DNA化學(xué)組成的基本單位是什么？2、 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和性質(zhì)是什么？總結(jié)學(xué)生的回答之后，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。堿基有四種，它們是腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。2、

8、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：DNA分子結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性、多樣性、特異性。學(xué)生已有的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的知識是學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的基礎(chǔ)，同時(shí)利用DNA結(jié)構(gòu)與功能的密切關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生辯證的思維過程。引導(dǎo)回憶發(fā)現(xiàn)問題關(guān)于DNA復(fù)制，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過哪些有關(guān)的知識？還有哪些問題沒有解決？以次設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識，發(fā)現(xiàn)新的問題。思考回答1、 DN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)制的場所主要是細(xì)胞核。發(fā)現(xiàn)問題關(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)？等等是還沒有解決的問題。發(fā)現(xiàn)問題是科學(xué)研究的第一步。問題使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知

9、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、探索性的問題，使學(xué)生主動去探索。自主探索提出假設(shè)分組討論模擬探索引導(dǎo)學(xué)生分組自學(xué)課本內(nèi)容和通過模擬試驗(yàn)主動探索DNA的復(fù)制過程。材料：紅色、黃色、藍(lán)色、綠色塑料夾子，絲帶。簡介材料的用途：塑料夾子有四種顏色，分別代表四種脫氧核苷酸，用絲帶把它們連起來表示脫氧核苷酸鏈，兩條鏈之間用夾子連結(jié)表示堿基互補(bǔ)配對。展示教師做的DNA模型。巡視學(xué)生的活動，記錄學(xué)生出現(xiàn)的問題。討論：DNA復(fù)制過程中發(fā)生的基本變化？學(xué)生4人一組，合作學(xué)習(xí)，利用所提供的材料做出DNA的模型，并共同探討DNA復(fù)制的基本過程。討論老師提出的問題：DNA復(fù)制過程發(fā)生哪些變

10、化？結(jié)果怎樣？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)生的動手能力和思維能力。展示成果學(xué)習(xí)交流分組活動結(jié)束后，讓有代表性的小組成員發(fā)言，報(bào)告它們學(xué)習(xí)和探索的過程和結(jié)果。部分學(xué)生利用實(shí)物展臺展示他們模擬的DNA復(fù)制的過程，并進(jìn)行交流。展示成果的目的在于讓學(xué)生樹立自信心，大膽提出自己的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和創(chuàng)新意識，學(xué)會在學(xué)習(xí)中如何交流。介紹試驗(yàn)科學(xué)驗(yàn)證介紹試驗(yàn)11958年美國生化學(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，并沒有發(fā)生DNA 的合成，當(dāng)加入少量的DNA作引

11、子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后，測定其中DNA的含量。發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加了，并且新合成的DNA性質(zhì)完全決定于加入的作為引物的DNA。在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生分析、推理，得出結(jié)論，即DNA可以進(jìn)行復(fù)制，復(fù)制時(shí)必需具備四個(gè)基本條件原料、模板、能量、酶。本程序使學(xué)生的對比、分析能力得到了進(jìn)一步的培養(yǎng)，知道了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技巧和方法。介紹試驗(yàn)21958年Meselson和Stehl把大腸桿菌培養(yǎng)在含有重同位素（N15）的培養(yǎng)基中，在細(xì)菌的生長過程中，N15進(jìn)入含氮堿基，經(jīng)過多次細(xì)胞分裂，細(xì)菌細(xì)胞的DNA充分地被N15標(biāo)記上。然后把這些細(xì)胞移入正常的輕同位素（N14）的培養(yǎng)基中，經(jīng)過一次細(xì)胞分

12、裂，抽取細(xì)菌樣本，從中提取DNA，通過熱變性，使DNA雙鏈分開，然后離心。這是他們觀察到兩條帶，一條是重的，一條是輕的。在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們分析試驗(yàn)，得出子代DNA的雙鏈中，一條來自親代（N15），一條是新合成的（N14）的結(jié)論，總結(jié)出DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。觀察分析得出結(jié)論組織學(xué)生觀看DNA復(fù)制的動畫課件，引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)DNA復(fù)制的概念、過程、特點(diǎn)、意義。學(xué)生總結(jié)DNA復(fù)制的概念、過程、特點(diǎn)、意義。利用課件的優(yōu)越性，反復(fù)播放DNA復(fù)制的動畫，使學(xué)生完成由感性到理性的知識過渡達(dá)到突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的目的。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)課知識要點(diǎn)鞏固基礎(chǔ)知識課堂

13、測評基礎(chǔ)知識測評學(xué)生練習(xí)檢驗(yàn)知識目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況八、 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)課的知識要點(diǎn)，鞏固基礎(chǔ)知識，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 所條 件原 則結(jié) 果特 點(diǎn)九、 教學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)為了檢測本節(jié)課達(dá)標(biāo)情況，教師從知識和能力不同層次設(shè)計(jì)練習(xí)題進(jìn)行測評。1、DNA分子的復(fù)制是指以（ ）為模板來合成（ ）的過程。2、從DNA分子的復(fù)制過程可以看出，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)確無誤地進(jìn)行。3、DNA復(fù)制的意義就在于復(fù)制過程使親代的（ ）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

14、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)制是以周圍游離的（ ）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)制的說法，其中不正確的是（ ）：（A） DNA復(fù)制過程中需要酶的催化。（B） DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供。（C） DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的。（D） DNA復(fù)制過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（稱第一代）連續(xù)復(fù)制三代，問：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)

15、習(xí)請同學(xué)們在課后兩周的時(shí)間內(nèi)，撰寫小論文，題目：“DNA復(fù)制”的研究史。兩周后進(jìn)行交流，并評選優(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。十、 板書設(shè)計(jì) 二、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所：主要在細(xì)胞核條件：模板、酶、原料、能量等。過程：邊解旋、邊復(fù)制堿基配對，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（點(diǎn)評：本節(jié)課教師用反映科學(xué)認(rèn)識的基本過程的方法、程序組織教學(xué)，將科學(xué)工作方法（發(fā)現(xiàn)問題提出假設(shè)試驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論）與課堂教學(xué)有機(jī)的結(jié)合，為學(xué)生鋪設(shè)了符合知識規(guī)律的思維軌道，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同