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1、DNA 的复制教学设计河南省新乡市第二中学(453000)张军一、总体设计指导思想科学的本质是探究，学习科学的中心环节也是探究。因此，通过探究活动调动学生课堂主动参与是我设计本节课的基本指导思想。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、内容地位本节课内容是人教版高级中学课本生物全一册必修本第五章第一节。DNA 分子的结构和复制是遗传学的基本理论。“DNA 的复制”一课时，在联系 DNA结构的基础上
2、，进一步阐明 DNA 通过复制传递遗传信息的功能。具体内容有：复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。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、前后联系DNA 的复制与细胞的有丝分裂、减数分裂以及基因突变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。3、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
3、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，认知结构迅速发展，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、想象力有了明显的提高，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深的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，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、第 1 页共 9 页概括能力。四、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
4、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1、通过介绍、Kornberg 的试验以及 Meselson、stehl 的试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。2、通过引导学生主动模拟DNA 的复制过程，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。情感目标1、通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。五、教法、学法设计（一）教法设计结合教材的特点和学生实际，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。通过教师的引导，从知识的发生过程入手，教师把教材中的科学活动过程充分展开
5、，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，培养学生的合作、探索的精神，发展学生的思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道，强化素质教育。充分体现教师的“主导”地位。（二）学法设计教学的目的不仅仅是使学生简单的掌握知识，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；
6、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、媒体选择1、多媒体课件（1）用 3DSMAX 制作的 DNA 复制过程的三维动画（2）用 PowerPoint 制作的演示文稿2、实物展台第 2 页共 9 页（1）展示教师提供的材料和自制的DNA 模型（2）展示学生模拟探索的 DNA 复制的过程3、自制 DNA 模型利用四种彩色塑料夹子、丝带制作（方法见教学程序）。七、教学程序设计（1）流程图学生利用教师提供的材料，自主探利 用 课 件 复 习引 导 所 学 的 知索DNA复制过程，DNA 双螺旋结识，发现问题并用实物展
7、台展构，引入新课。示成果，提出假说。利用多媒体课件利用多媒体课件介绍并分析科学展示 DNA 复制引导学生进行课家 Kornberg 和的过程，并和小后小结，强化知识Meselson、Stehl的记忆和联系。组结果对比，归的试验，验证假纳总结，得出结说论。（2）教学过程：程 序复习旧知教 学 活 动教 师 活 动展示课件并提问：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。学 生 活 动思考回答：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、一分碱基有四种，它们
8、是腺嘌呤（A）、鸟嘌胸腺嘧啶（T）。设计意图学 生 已有的 DNA 双螺 旋结 构 的知 识是 学 习DNA 复制的基础，同时利与 功能 的 密切关系，培养思维过程。子含氮的碱基组成。用 DNA 结构呤（G）、胞嘧啶（C）、学 生辩 证 的第 3 页共 9 页引入新课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。关于 DNA 复制，我引导回忆们已经学习过哪些有关发现问题的知识？还有哪些问题没有解决？以次设问引导学生回忆已有知识，发现新的问题。思考回答1、DN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DNA 复制的场所主要是细胞核。发
9、现问题关于 DNA 怎样复制？需要哪些条件？复制的结果怎样？有什么特点？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 烈的 求知 解 疑时 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。与细胞核内，因此，心理，教师此第 4 页共 9 页自主探索提出假设分组讨论模拟探索引导学生分组自学课本内容和通过模拟试验主动探索 DNA 的复制过程。材料：红色、黄色、蓝色、绿色塑料夹子，丝带。简介材料的用途：塑料夹子有四种颜色，分别代表四种脱氧核苷酸，用丝带把它们连起来表示脱氧核苷酸链，两条链之间用夹子连结表示碱基互补
10、配对。展示教师做的 DNA模型。巡视学生的活动，记录学生出现的问题。讨论：DNA 复制过程中发生的基本变化？学生 4 人一组，合作学习，利用所提供的材料做出 DNA 的模型，并共同探讨 DNA 复制的基本过程。讨论老师提出的问题：DNA 复制过程发生哪些变化？结果怎样？本 模 拟探 索试 验 的设计和运用，旨 在激 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。展示成果学习交流分组活动结束后，让有代表性的小组成员发言，报告它们学习和探索的过程和结果。部分学生利用实物展 台 展 示 他 们 模 拟 的DNA 复制的过程，并进行交流。展 示 成果 的目 的 在于 让学
11、生 树立自信心，大胆 提出 自 己的假设，培养学 生的 参 与意 识和 创 新意识，学会在学 习中 如 何交流。第 5 页共 9 页介绍试验科学验证介绍试验11958 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DNA 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，并且新合成的 DNA 性质完全决定于加入的作为引物的DNA。在老师的启发引导下，学生分析、推理，得出结论，即 DNA
12、可以进行复制，复制时必需具备模板、能量、酶。本 程 序使 学生 的 对比、分析能力得 到了 进 一道 了科 学 实验 的技 巧 和方法。四个基本条件原料、步的培养，知介绍试验21958 年 Meselson 和 Stehl把大肠杆菌培养在含有重同位素（N15）的培养基中，在细菌的生长过程中，N15进入含氮碱基，经过多次细胞分裂，细菌细胞的 DNA 充分地被N15标记上。然后把这些细胞移入正常的轻同位素（N14）的培养基中，经过一次细胞分裂，抽取细 菌 样 本，从 中 提 取DNA，通过热变性，使DNA 双链分开，然后离心。这是他们观察到两条带，一条是重的，一条是轻的。在老师的启发引导下，学生们
13、分析试验，得出子代 DNA 的双链中，一条来自亲代（N15），一条是新合成的（N14）的结论，总结出 DNA 复制的特点是半保留复制。第 6 页共 9 页组织学生观看 DNA观察分析得出结论复制的动画课件，引导学生概括总结 DNA 复制的概念、过程、特点、意义。学生总结 DNA 复制的概利 用 课反 复 播 放DNA 复制的动画，使学生完 成由 感 性到 理性 的 知识 过渡 达 到突出重点、突破 难点 的 目的。念、过程、特点、意义。件的优越性，课堂小结课堂测评利用多媒体课件引导学生概括总结基础知识测评学生总结本节课知识要点学生练习巩 固基 础 知识检 验知 识 目标达标情况八、课后小结利用
14、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。时间场所条件原则结果特点九、教学评价设计为了检测本节课达标情况，教师从知识和能力不同层次设计练习题进行测评。1、DNA 分子的复制是指以（）为模板来合成（）的过程。2、从 DNA 分子的复制过程可以看出，DNA 分子的（）结构能够为复制 DNA 提供精确的模板；它的（）保证了复制准确无误地进行。3、DNA 复制的意义就在于复制过程使亲代的（）传递给第 7 页共 9 页DNA 复制子代，从而使前后代保持了一定的连续性。4、DNA 分子的复制发生在细胞有丝分裂的（）：（A）分裂前期(B)分裂中期（C）分
15、裂后期（D）分裂间期5、DNA 分子的复制是以周围游离的（）为原料？（A）脱氧核苷酸（B）磷酸（C）脱氧核糖（D）含 N 碱基6、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 B）DNA 复制过程中需要的能量直接由糖类提供。（C C）DNA 分子是边解旋边复制的。（D D）DNA 复制过程中两条母链均可作模板。7、实验室里，让一个 DNA 分子（称第一代）连续复制三代，问：在第四代 DNA 分子中，有第一代 DNA 分子链的 DNA 分子占（）：（A）100%(B)75%(C)50%(D)25%8、研究性学习请同学们在课后两周的时间内，撰写小论文
16、，题目：“DNA复制”的研究史。两周后进行交流，并评选优秀小论文。设计此作业的目的是培养学生查阅资料，收集信息，进行研究性学习的能力。十、板书设计二、DNA 的复制概念：时间：有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期场所：主要在细胞核条件：模板、酶、原料、能量等。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。特点：半保留复制。意义：传递遗传信息第 8 页共 9 页（点评：本节课教师用反映科学认识的基本过程的方法、程序组织教学，将科学工作方法（发现问题提出假设试验验证得出结论）与课堂教学有机的结合，为学生铺设了符合知识规律的思维轨道，学生在学习知识的同时，也体验了科学工作的一般过程。在教学中，我还努力创设情境，让学生主动参与探究活动，培养学生的参与意识和创新意识，培养学生自主学习，合作交流的能力。另外，通过形象、直观的多媒体教学手段，使知识更易于被学生接受，既培养了学生的兴趣，又培养了学生观察问题、分析问题、解决问题的能力。充分发挥教师的主导作用，体现了学生是学习过程的主体，克服了注入式教学的弊端，将探索知识、科学研究方法和培养能力有机地融为一体，从而较好地完成本节课的教学任务，取得良好的教学效果。）第 9 页共 9 页