《DNA的复制》教学设计

《DNA的复制》教学设计
指导思想
本节课根据教材的内容和学生的实际特点，在课堂教学过程中，注重培养学生的主体意识，发展学生的主题能力，塑造学生的主体个性，使学生的主体性得到充分的发展。教师通过讲述沃森和克里克对DNA分子复制的推测的小故事，提高学生对科学探索的兴趣以及培养学生严谨的科学精神；通过放映证明DNA半保留复制的实验，培养学生的观察和分析能力；通过详细讲解DNA分子的复制过程，使学生掌握DNA分子的复制准确具体的知识。这种教法是感性认识发展到理性认识，形象思维过渡到抽象思维的规律，既突出了学生的主体地位，又体现了教师的引导作用，突出教学重点，突破教学难点，达到最佳教学效果。
学习任务分析
教材地位：
本节课选自人民教育出版社高中《生物学（必修二）遗传与进化》第三章“基因的本质”第三节“DNA的复制”。本节课的主要内容是对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的实验证据以及DNA分子的复制过程。这些知识尤其是DNA分子的复制过程的准确理解和切实掌握是学习基因对性状的控制、基因的突变和重组以及遗传体变异的基础。因此，本节课的内容在本章的学习中占有重要的地位。
教学重点：
DNA半保留复制的实验证据
DNA分子的复制过程
DNA半保留复制的实验证据虽然是选修部分，但随着社会的发展和学生的自身发展，也已成为重点知识，有利于提高学生的素质教育。而DNA分子的复制过程是本节课内容的重中之重，是学习基因对性状的控制、基因的突变和重组以及遗传体变异的基础。
教学难点：
DNA分子的复制过程
这既是本节课的重点也是本节课内容的难点，是学习基因对性状的控制、基因的突变和重组以及遗传体变异的基础。DNA的复制过程涉及模板、原料、能量、酶等，而且学生首次接触到半保留复制这个概念，因此学习起来会有一定的难度。
学情分析
本节课的授课对象是高中二年级的学生。从知识起点上来看，学生在初中阶段已经学习过有关DNA的基础知识，对DNA分子有了一定的了解，在高中生物必修二的前几章中，学生又学习了DNA是主要的遗传物质和DNA的基本结构，为本节课的学习奠定了基础；从认知结构上来看，高二学生已经形成了一定的逻辑思维，具备了一定的理论分析能力，但认知思维还不是很成熟，所以本课时注重讲授与自主探索相结合的方法，进一步锻炼学生的探索能力和总结归纳能力。
教学目标
知识目标：
说出半保留复制的概念
概述科学家证明DNA半保留复制的实验过程和结果
简述DNA分子复制的具体过程
说出DNA复制的意义
能力目标：
尝试查找其他证明DNA半保留复制的实验和理解书本上的DNA半保留复制的实验
模仿书本上的DNA半保留复制的示意图，画出DNA半保留复制过程图
情感态度与价值观目标：
通过学习证明DNA半保留复制的实验，逐渐形成严谨的科学实验精神
教学准备
DNA半保留复制实验的视频、课件
教学方法选择
本次教学采用讨论法和讲授法，使学生能更好地掌握本节课所学的知识
教学过程
1、教学流程图
课堂教学开始和结束的符号
媒体的类型和媒体的内容
教师进行逻辑判断的内容
学生进行的活动
教学内容和教学活动
师生交互活动
学生在教师的引导
下详细了解该实验
学生分组进行讨
论总结，教师总结
2、具体教学过程
新课导入（5分钟）
【教师活动】向学生展示北京奥运会会徽（PPT），并向学生提问：同学们，如果现在要你们将这枚会徽复制成两个一样的印章，应该如何操作？完成后又如何检验呢？
【学生活动】认真观看（引起兴趣），思考问题，并相互积极讨论回答
【教师启发】在学生讨论回答后，再次提问：同学们现在已经知道了，复制也有好多种方式。生命的进程中也存在着很多的复制行为，那么同学们知道我们上节课所学习过的DNA是采用怎样的复制方式吗？（学生回答不知道或有多种答案）好，为了解决这个问题，那么今天我们就来学习第3节DNA的复制 。
设计意图：通过新课导入，可以提高学生的学习兴趣，提高课堂学习效率，使学生能更好地掌握本节课所学的知识。
讲授新课（30分钟）
对DNA分子复制的推测（5分钟）
【教师活动】复习提问：在上节课中，我们已经学习过了DNA的分子结构，（PPT展示DNA的分子结构图）请同学们回忆一下，DNA的分子结构是由谁提出的，具有怎么样的特点。
【学生活动】集体回答：由沃森、克里克提出；双螺旋结构模型
设计意图：通过复习提问，激发学生已有的认知结构，为学习本节课的知识内容奠定基础
【教师活动】提问：同学们刚才已经思考了DNA的复制方式，那么结合它的双螺旋分子结构能否更加深入地设想出DNA复制的方式呢？科学家又有怎样的假设呢？请同学们先认真阅读书本第52页第一、二段。
【学生活动】阅读书本内容，了解科沃森、克里克对DNA分子复制的推测
【教师活动】同学们通过阅读可以得知，沃森和克里克在提出DNA双螺旋结构后，又提出了遗传物质自我复制的详细假说，也就是现在所说的DNA半保留复制。其实，还有很多科学家也提出了DNA复制的其他假设（PPT展示DNA复制的其他假设内容），不过通过科学家一系列的实验证明，DNA的确是以半保留的方式进行复制的。
设计意图：通过学习科学家对DNA分子复制的推测，了解DNA复制的一些假设，并初步了解DNA的半保留复制，为深入学习DNA的半保留复制做好铺垫，也体会到科学家严谨的科学研究精神
DNA半保留复制的实验证据（10分钟）
【教师活动】科学家于1958年证实DNA的确是以半保留的方式进行复制的，下面请同学们来观看有关该实验的视频
（视频地址：http:///v/b/925117-1276099844.html），
并回答下列问题：该实验以什么为材料，运用怎样的技术，其原理是怎样的？（在视频放映期间PPT展示问题）
【学生活动】带着问题认真观看视频
【教师提问】（观看结束后）同学们一起来回答下刚才老师所提的前两个问题：该实验以什么为材料，运用怎样的技术
【学生回答】以大肠杆菌为材料，运用放射性同位素示踪技术
【教师启发】好，下面请同学们来仔细观看这个实验的结果图，我们一起来探讨下这个实验的原理。（PPT展示结果图，如下）
从刚才的实验中我们可以知道，科学家用不同的同位素标记大肠杆菌，主要是为了什么？（学生回答：区分亲代和子代DNA）
由于DNA标记的同位素不同，如果是半保留复制，那么在提取不同时期的DNA并离心后会出现不同的DNA带。现在请同学们来思考下这三条DNA带应该是怎样分布的？
【学生回答】集体回答：15N/15N——密度最大；15N/14N——居中；14N/14N——密度最小
【教师总结】从视频和书上我们知道本实验结果和预期相同，所以证明DNA的确是以半保留的方式进行复制的。
设计意图：通过对该实验的认真观看、探讨，了解DNA的半保留复制的证明过程，对DNA的复制有更加深入的理解，为学习DNA的具体复制过程做好准备。
DNA分子复制的过程（15分钟）
【教师活动】复习提问：从前面的学习中我们已经知道DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。那么这一过程是在细胞分裂的什么时期完成的呢？
【学生活动】回答：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期
【教师活动】好，下面我们来进行一个小活动，请同学们以小组为单位根据DNA分子的复制图解来自己总结DNA半保留复制的具体过程（PPT展示DNA分子的复制图解，如下）。主要从以下几个方面讨论（板书：酶、能量、模板、原料、原则），结束后请每小组派代表回答，看哪组同学归纳的最好。
【学生活动】分小组对DNA的复制过程进行讨论总结，并以小组为单位进行总结陈述。
【教师活动】对同学们的回答及时纠正错误，补充遗漏，并对DNA的具体复制过程进行总结。
设计意图：通过同学自己总结归纳，教师纠正指导，可以更好地对DNA的具体复制过程有更加深刻的理解
小结（5分钟）
【教师活动】对本节课重点知识进行归纳总结（如半保留复制的概念、DNA复制的过程），并布置适当课后作业
【学生活动】在教师总结归纳的同时，检查自己是否已掌握该知识，以便课后有针对的复习
设计意图：通过总结归纳，检查学生的学习效果，以便及时调整教学进度
形成性评价
1、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制需要 酶 、 模板 、 原料 和 能量 等条件。DNA分子的双螺旋结构能够为复制提供精确地模板，通过 碱基互补原则 保证了复制能够正确地进行。
2、拓展题：研究发现DNA复制大约有10-9错误率，请根据这一数据计算，约为31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误，这些错误可能产生什么影响？（学生先相互讨论，课后查找资料）
板书设计
副板书区 主板书区 PPT展示区
具体板书内容：
第3节 DNA的复制
对DNA分子复制的推测
全保留？
半保留？
沃森和克里克的假说
DNA半保留复制的实验证据
以大肠杆菌为材料，运用放射性同位素示踪技术，证实了DNA是半保留复制
（教师手绘）
DNA分子复制的过程
酶：解旋酶、DNA聚合酶
能量：细胞提供
解旋：双链解开
模板：解开的每一条母链
原料：游离的4种脱氧核苷酸
原则：碱基互补配对原则
边复制边解旋，保证遗传信息的连续性
开始
课件 向学生展示北京奥运会会徽，导入本节课的学习
课件 DNA的分子结构图
由沃森、克里克提出；双螺旋结构模型
复习提问：DNA的分子结构是由谁提出的，具有怎么样的特点
阅读书本内容，了解科沃森、克里克对DNA分子复制的推测
视频 DNA半保留复制的实验
细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期
复习提问：DNA复制在细胞分裂的什么时期完成的呢？
形成性练习
小结
结束