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《DNA分子的复制》教学设计
《DNA分子的复制》教学设计

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《DNA分子的复制》教学设计
一、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——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。
二、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本第3章第3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，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。DNA的复制与细胞的有丝分裂、减数分裂以及后面基因突变、基因重组、生物进化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。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.
2、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.
三、学情分析
学生已经具有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。高中学生的认知体系基本形成，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高的抽象性，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、教学目标设计
1、知识目标:
（1)理解DNA分子的复制过程;
（2)掌握DNA分子复制所需的条件及复制的特点。
2、能力目标：
（1）培养学生发现问题和解决问题的能力。
(2)培养学生探索求知、分析图解、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。
3、情感目标：
　 通过DNA复制的学习，探索生物界丰富多彩的奥秘，从而激发学生学习生物的兴趣。
五、教法、学法设计
1、教法设计
结合教材特点和学生实际，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。通过教师引导，从知识的发生过程入手，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,培养学生合作、探索精神，发展学生思维能力，强化素质教育.充分体现教师的“主导"地位。
2、学法设计
教学的目的不仅仅是使学生简单掌握知识，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。
六、教具
1、多媒体课件:用PowerPoint制作的演示文稿(内有DNA复制过程的动画）
2、实物展台：展示学生模拟探索的DNA复制的过程
七、教学程序设计

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
（3分钟）
展示课件并提问：
1、DNA化学组成的基本单位是什么?
2、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：
1、DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸,由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基组成。
2、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。

温故知新

引导回忆
发现问题
（3-5分钟）
有关DNA复制,我们已经学习过哪些知识？你们觉得还有哪些疑问？
（以此设问引导学生回忆已有知识，发现新问题。)

思考回答
1、DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
2、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？有何特点？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求知解疑心理，教师抓住这一有利时机，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.

D
N
A
复制方式探讨
（约10分钟)

分组讨论模拟探索

你能从DNA分子的双螺旋结构，设想出DNA复制的方式可能有哪几种吗？
假如用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。

教师投影展示部分小组的讨论情况。

学生分组分析讨论,提出DNA复制的三种假设：全保留复制、半保留复制及弥散复制。

学生根据假设讨论演绎并画图表示三种复制的结果

小组间相互补充作出评价

培养学生参与意识和培养学生的合作、探索精神。并进一步复习假说-演绎法。
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，细菌细胞的DNA充分地被15N标记上.然后把这些细胞移入正常的含同位素14N的培养基中，然后，在不同时刻(复制不同代数后)收集细菌样本，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。
密度大的DNA在试管上方还是下方，密度小的呢?中等的呢？ 请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的DNA条带所在的位置。并画出示意图.
巡视学生的活动，记录学生出现的问题。
教师投影展示部分小组的讨论情况.
教师展示科学家的实际实验结果。
并总结出科学发现的一般过程。

在老师启发引导下，学生根据刚才演绎结果，推导出可能的实验现象：如果是全保留复制，则离心后DNA条带应该只有两条；如果是半保留复制，则离心后DNA条带应该有三条，并画出条带的位置。

激发学生探索和协作的兴趣，培养学生的动手能力和思维能力。

D
N
A
复制的条件和过程探讨
(约20分钟)

请同学们思考DNA复制至少需要什么条件？

科学家是怎么知道这些条件的呢？
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
科学家通过推导和实验知道的.

老师引导学生补充完整。

介绍试验

请同学们想一想,下面这个事实说明了什么？
1958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA.他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中，并没有发生DNA 的合成,当加入少量的RNA作引子和ATP作为能源物质,经保温孵育后，测定其中DNA的含量.发现其中的DNA的含量增加了。

让学生根据实验结果得出结论：复制除需要四个基本条件外，还需要其他条件，如RNA引物等.

旨在提醒学生不能把书读死.而应该始终保持怀疑和探究的心态。
观看动画

组织学生观看DNA复制的动画课件，引导学生概括总结DNA复制的概念、过程、特点.

学生总结DNA复制的概念、过程、特点.
反复播放DNA复制动画，使学生完成由感性到理性的知识过渡达到突出重难点目的。
DNA复制的意义
DNA复制有什么意义？
传递遗传信息

课堂小结
利用多媒体课件引导学生概括总结
学生总结本节课知识要点
巩固基础知识
课堂测评

基础知识测评
学生练习
检验知识目标达标情况
八、课堂测评
1、下列关于DNA复制的说法,其中不正确的是（ ）：
A．DNA复制过程中需要酶的催化 B．DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C．DNA分子是边解旋边复制的 D．DNA复制过程中两条母链均可作模板
2、假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为，a若将其长期培养在含15N的培养基中便得到含15N的DNA，相对分子质量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养在14N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为（　　）
A．(a+b)/2 B．(3a+b)/2 C．(a+3b)/2 D．(a+b）/2
九、课后作业布置
1、一个噬菌体侵染细菌后，形成了200个子代噬菌体,子代DNA中含最初DNA链的DNA占
A. 1% B。 2％ C。 25% D。 50%
2、某双链DNA分子带有15N同位素标记，在试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续复制4代之后,试管中带有14N同位素标记的DNA占总量的
A。 12.5% B. 25% C. 50％ D。 100%
3、让学生列表概括、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。

DNA复制
时 间

场 所

条 件

原 则

结 果

特 点

十、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
边解旋、边复制
碱基配对,形成子链。
子链与母链结合，构成新的DNA分子。
四、复制的意义：传递遗传信息
十一、教学反思
将科学家的实验资料转变成探究性学习的材料，引导学生提出问题、作出假设、分析结果，进行探究性学习。科学家巧妙地设计,大胆地假设，严密地推理,融合在师生共同的学习过程中，使学生完全投入在不断探究、不断释疑的活动中，便时常有一种惊喜、兴奋的感觉，大大提高了学习效果.同时,学生感受到生命活动的复杂、生物体的稳定，激发他们进一步探索生物奥秘的兴趣。
教师在教学过程中要注意材料的筛选和设计问题的可读性，要让学生理解问题的意思，学生能够经过一番思考初步解决问题.在适当的时候，教师要提供解决问题的思路，因为学生掌握的知识有限、思维能力有限。教师不能提供了探究材料就“置之不理”，要在探究活动中发挥重要的引导、帮助作用。