3.3DNA的复制教学设计（表格版）高中生物学人教版（2019）必修2 遗传与进化

教学设计
第1课时 DNA的复制
课时教材分析 本节课是北师大版本高中生物学必修2《遗传与进化》中的第2章第1节。在本章节中是以胰岛素的合成为单元情境，而第1节主要围绕胰岛素基因如何进行复制。DNA的分子结构和复制是遗传学基本理论，本节课在联系DNA的结构基础上，进一步阐明了DNA通过复制传递遗传信息的功能。本节内容是学习好遗传基本规律的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。
课时学情分析 本课时的授课对象为高一学生，已经具备了DNA双螺旋结构、有丝分裂的基本知识，在此基础上，学生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。DNA的复制是一个复杂而微观的过程，具有较高的抽象性，学生们会感到困难，那么在教学中除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过多媒体教学的运用，设置一定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。
课时学习重点 DNA分子复制的条件、过程和特点
课时学习难点 DNA分子复制的过程。
开放性学习环境 具有多媒体条件的教室
课时学习目标（单元学习目标的具体化）
1．简述DNA复制的过程并说明DNA分子的半保留复制；
2．知道DNA复制在遗传上的意义。
课时教学过程
教学环节 教师行为 学生活动 学习评价
一、导入新课 向学生展示糖尿病相关视频素材“每年的11月14日是世界糖尿病日，目前全球糖尿病患者已超过1.2亿人，我国患者人群居世界第二，目前中国的糖尿病发病率高达9.6%，未来50年内糖尿病仍将是中国一个严重的公共卫生问题。”并思考以下问题： 治疗糖尿病的有效药物是什么？ 该种药物的实质是脂质，糖类，无机物还是蛋白质？ 此种药物的制备是否有相应的基因来进行控制？又是怎样指导药物的合成？ 学生回答问题后教师进行总结，胰岛素能够有效治疗糖尿病，而胰岛素的合成需要胰岛素基因发挥作用，那么基因又是怎样来合成胰岛素的呢 这就涉及到DNA的复制过程。 那么，何谓DNA的复制？ 所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，1DNA→2DNA。 那么，新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？ 学生首先小组内进行讨论，针对视频所提出的问题进行思考，然后请小组代表发表自己组内的意见以及看法。 引起思考，激发学习兴趣。
新知探究 DNA复制为半保留复制 DNA的复制过程 （三）构建胰岛素基因复制过程模型 课前给学生布置相应的任务，借助一切网络以及文献工具查阅DNA复制方式的多种推测。 将每种复制方式展示在黑板上，接着请同学们组内讨论并合作绘制不同复制方式连续复制2代的结果图，并请代表上黑板前绘制小组结果。 接着带领同学们回归到教材“寻找证据.阅读”栏目，自行阅读梅瑟生的 实验，并与其实验结果进行比对： 实验材料：大肠杆菌 实验方法：同位素示踪法和离心技术 实验过程：①用15N标记的培养基培养大肠杆菌，获得15N/l5N-DNA； ②将大肠杆菌转移到只含14N的培养基中培养； ③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA； ④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。 实验预期：离心后出现3条DNA带： ①重带（密度最大，最靠近试管底部）：15N标记的亲代双链DNA（15N/15N）； ②杂交带（密度居中，位置也居中，称为中带）：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA（15N/14N）； ③轻带（密度最小，离试管底部最远），两条链都为14N标记的子代双链DNA（14N/14N） 实验结果（与预期结果相同）： 亲代 子一代 子二代 根据实验结果归纳总结得出实验结论：DNA复制方式为半保留复制。 规律总结 （1）运用DNA分子半保留复制特点，分析被标记DNA分子的比例时，应注意求的是DNA分子数，还是脱氧核糖核苷酸链数；还应注意培养基中化学元素的转换。 （2）运用DNA分子半保留复制特点，解决消耗某种脱氧核糖核苷酸数量问题时，应注意亲代DNA分子的两条母链被保留下来，不需消耗原料。 教师通过教学工具向学生展示DNA复制过程的动画视频，并结合教材19页的“寻找证据.阅读”栏目，学生总结DNA复制过程所需用到的物质以及条 件。 并试着回答以下问题： 1．DNA复制在什么时间进行的？（DNA复制时间是在细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。） 2．DNA复制的场所在哪里？（DNA复制的场所主要是在细胞核，还有少部分发生在线粒体、叶绿体中。） 3．DNA的复制过程（首先让学生明确DNA 并不是由原来DNA分子产生一个全新的DNA分子，而是DNA分子的两条链分开，每一条链（母链）作为一个模板再配上一条子链，这样形成的2个DNA分子每个都有一条母链和一条子链。DNA复制过程大体分为三个阶段：（1）DNA双螺旋结构在DNA解旋酶作用下解旋成2个单链片段；（2）以解开的每一条单链片段（母链）为模板，遵循碱基互补配对原则，与提供原料中的4种脱氧核苷酸各自互补配对，并在DNA聚合酶作用下连接成一段子链；（3）子链不断延伸并与对应母链盘绕成双螺旋结构，形成各含一条母链和一条子链的2个DNA分子。） 4．DNA复制过程的特点有哪些？（其特点是边解旋边复制，半保留复制。） 7．DNA准确复制的原因和意义。（①原因：A．DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；B．通过碱基互补配对原则，保证了复制能够精确地进行。②意义：使遗传信息从亲代传给子代，从而确保了遗传信息传递的连续性。） 8．试着阐述胰岛素基因是如何进行复制过程的。 提前为学生准备好不同颜色的卡片代表不同的脱氧核糖核苷酸，告知学生胰岛素基因的其中一段DNA序列，以一段DNA代表整个基因，让学生自己构建整个复制过程的模型，完成好的学生可以上台展示。 各小组展示自己的课前查阅资料成果，各抒己见，并举手投票表决各种观点的认同人数。 组内讨论并协助完成不同复制方式连续复制2代的结果图，小组活动，进行演绎推理，展示预测结果。 分析资料，推测比较。 学生小结。 学生观察动画并阅读课本，带着问题学习DNA分子的复制。 从结构分析，思考问题并进行回答。 模拟操作DNA复制的过程，并进行展示交流。 引导学生自主学习，运用已有知识构建新知识。 体会假说演绎法中的演绎推理，培养科学思维。 实验验证阶段旨在让学生指导科学结论的得出是要靠实验证据的，了解科学发现是在曲折中不断前进的。 理解结构与功能观、生命系统的高效性 从结构与功能相适应的角度，深入理解DNA复制的意义。 学生通过自己动手构建模型，提高学习兴趣和参与度，深刻理解DNA的复制过程。
课时教学板书设计
第2节 一、DNA复制方式 二、复制的过程 1.过程:解旋、合成子链、复旋 2.特点：边解旋边复制、半保留复制 3.原则：碱基互补配对原则 4.条件：模板：解开的两条母链 原料：四种脱氧核苷酸 能量：ATP提供 酶：解旋酶、DNA聚合酶
课时作业设计
1．在DNA复制过程中，不可能发生的是（ B ） A．基因突变 B．基因重组 C．DNA解旋 D．碱基互补配对 2．女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右即可完成。这是因为DNA分子（ D ） A．边解旋边复制 B．每个复制点双向复制，使子链迅速延伸 C．以半保留方式复制 D．复制起点多，分段同时复制 3．PCR过程与细胞内的DNA复制过程相比，主要有两点不同，它们是( B ) ①PCR过程需要的引物是人工合成的DNA单链 ②PCR过程不需要DNA聚合酶 ③PCR过程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通过对反应温度的控制来实现的 ④PCR过程中DNA不需要解旋，直接以双链DNA为模板进行复制 A．①④ B．①③ C．②③ D．②④