2024-2025學年新教材高中生物 第三章 基因的本質 第3節(jié) DNA的復制和第4節(jié) 基因通常是有遺傳效應的DNA片段教案 新人教版必修第二冊

2024-2025學年新教材高中生物第三章基因的本質第3節(jié)DNA的復制和第4節(jié)基因通常是有遺傳效應的DNA片段教案新人教版必修第二冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內容分析本節(jié)課的主要教學內容源自2024-2025學年新教材高中生物第三章“基因的本質”中的第3節(jié)“DNA的復制”和第4節(jié)“基因通常是有遺傳效應的DNA片段”，新人教版必修第二冊。教學內容圍繞DNA的結構、復制過程及其與基因功能的關系展開。學生將通過學習，理解DNA復制的重要性，掌握DNA復制的基本過程，以及基因作為DNA片段如何產生遺傳效應。

教學內容與學生已有知識的聯(lián)系在于，學生在之前的學習中已經接觸了細胞的基本結構，對DNA作為遺傳物質有了初步的認識。在此基礎上，本節(jié)課將引導學生深入探討DNA分子的雙螺旋結構，以及復制過程中的半保留復制原理。同時，通過學習基因作為有遺傳效應的DNA片段，將幫助學生將分子層面的知識與其生物學功能聯(lián)系起來，加深對生命現象分子基礎的理解。二、核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學生以下能力：首先，通過探究DNA的復制過程，提高學生的生命觀念，使其深刻理解DNA復制的生物學意義及其在遺傳信息傳遞中的關鍵作用。其次，通過分析基因作為有遺傳效應的DNA片段，提升學生的科學思維，使其能夠運用分子生物學知識解釋遺傳現象。再次，通過小組合作討論與實驗模擬，增強學生的科學探究能力，使其在實踐中掌握科學研究方法。最后，結合實際案例分析，培養(yǎng)學生的社會責任感，使其認識到基因技術在生物科學領域及社會生活中的重要影響，并在此基礎上形成正確的價值觀。這些目標與新教材要求緊密相連，旨在全面提升學生的學科核心素養(yǎng)。三、學習者分析1.學生已經掌握了相關知識：在學習本節(jié)課之前，學生已經掌握了細胞的結構與功能、生物的遺傳規(guī)律等基礎知識。他們了解了DNA作為遺傳物質的基本概念，以及染色體、基因與DNA之間的關系。此外，學生對生物學實驗的基本操作方法和科學探究過程也有一定的了解。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：高中階段的學生通常對生物學有著濃厚興趣，尤其是與生活實際相關的生物現象。他們對新知識充滿好奇心，具備一定的觀察能力和思考能力。在學習風格上，學生傾向于通過合作、討論和實驗等方式進行學習，善于從實踐中總結規(guī)律。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在本節(jié)課的學習過程中，學生可能面臨以下困難和挑戰(zhàn)：首先，DNA復制和基因表達的概念較為抽象，學生可能難以理解分子層面的生命現象。其次，學生在分析實驗結果時，可能會對復制的精確性和遺傳信息的傳遞產生疑問。此外，學生在小組合作中可能會出現溝通不暢、分工不明確等問題，影響學習效果。

針對以上分析，教師應充分關注學生的學習需求，采用多樣化的教學方法和策略，幫助學生克服困難，提高學習效果。四、教學方法與策略為了實現本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標，針對學習者分析結果，選擇以下教學方法與策略：

1.講授與討論相結合：

教師通過講授的方式向學生介紹DNA復制的基本過程、基因作為有遺傳效應的DNA片段等概念。在講授過程中，教師可適時提出問題，引導學生進行思考，鼓勵他們積極參與討論。通過課堂討論，幫助學生鞏固所學知識，提高科學思維能力。

教學活動示例：

（1）教師提出問題：“DNA復制過程中，解旋酶和DNA聚合酶分別起到什么作用？”

（2）學生分小組討論，總結復制過程中的關鍵步驟和所需酶的作用。

（3）各小組匯報討論成果，教師進行點評和總結。

2.案例研究與項目導向學習：

結合課本內容，引入與DNA復制和基因表達相關的實際案例，如基因突變引起的遺傳病等。通過分析案例，讓學生了解分子生物學知識在實際生活中的應用。

教學活動示例：

（1）教師提供案例：“某種遺傳病的發(fā)生與基因突變有關，請分析可能的突變類型及其影響?！?/p>

（2）學生以小組為單位，進行項目導向學習，收集資料、分析案例、提出解決方案。

（3）各小組展示項目成果，教師進行評價和指導。

3.實驗教學：

安排與DNA復制和基因表達相關的實驗，如PCR擴增、基因表達載體的構建等。通過實驗，讓學生親身體驗科學研究過程，提高科學探究能力。

教學活動示例：

（1）教師講解實驗原理和操作步驟，強調實驗注意事項。

（2）學生分組進行實驗操作，觀察實驗現象，記錄實驗結果。

（3）教師指導學生分析實驗結果，總結實驗規(guī)律。

4.教學媒體和資源的使用：

（1）PPT：制作精美、清晰的PPT課件，展示DNA結構、復制過程、基因表達等相關圖片和動畫，幫助學生形象地理解抽象概念。

（2）視頻：播放與DNA復制和基因表達相關的科普視頻，如“DNA復制過程”等，增強學生的直觀感受。

（3）在線工具：利用在線基因編輯軟件、生物信息學分析工具等，讓學生在課堂上進行實際操作，提高學生的實踐能力。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過學校的學習平臺，發(fā)布關于DNA復制和基因概念的基礎資料，明確預習目標和要求。

-設計預習問題：圍繞“DNA如何復制？”和“基因如何產生遺傳效應？”設計問題，如“DNA復制過程中有哪些關鍵酶？”和“基因是如何指導蛋白質合成的？”

-監(jiān)控預習進度：通過學習平臺的數據分析，跟蹤學生的預習情況，確保學生為課堂學習做好充分準備。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：按照預習要求，閱讀資料并嘗試理解DNA復制的基本過程和基因的功能。

-思考預習問題：對預習問題進行思考，記錄自己的理解和新產生的疑問。

-提交預習成果：將筆記、思維導圖和問題通過學習平臺提交，以便教師了解學生的預習情況。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：培養(yǎng)學生的自主學習能力，讓學生在預習中自主探索知識。

-信息技術手段：利用學習平臺和微信群，實現資源的共享和預習進度的監(jiān)控。

作用與目的：

-讓學生提前接觸課程重難點，為課堂學習打下基礎。

-培養(yǎng)學生的獨立思考能力和自主學習習慣。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過一個關于遺傳病的案例視頻，引出DNA復制和基因的概念。

-講解知識點：詳細講解DNA復制的過程，包括解旋、子鏈合成等，并解釋基因如何作為DNA片段產生遺傳效應。

-組織課堂活動：設計小組討論和實驗模擬DNA復制過程，讓學生在實踐中掌握知識。

-解答疑問：針對學生在討論和實驗中的疑問，進行實時解答和指導。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，對教師的提問進行積極思考。

-參與課堂活動：在小組討論中積極發(fā)言，參與實驗模擬，體驗DNA復制的具體過程。

-提問與討論：對不理解的部分勇敢提問，與同學和教師進行討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細講解，幫助學生理解課程重難點。

-實踐活動法：通過實驗模擬，增強學生對DNA復制過程的理解。

-合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

作用與目的：

-加深學生對DNA復制和基因概念的理解，突破課程重難點。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手操作能力和問題解決能力。

-通過合作學習，提高學生的溝通能力和團隊合作意識。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據課程內容，布置相關習題和思考題，鞏固學生對DNA復制和基因的理解。

-提供拓展資源：推薦相關書籍、學術文章和在線課程，供學有余力的學生深入探索。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給出具體反饋，指導學生改進。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成作業(yè)，鞏固課堂學習成果。

-拓展學習：利用教師提供的資源，進行更深入的學習和研究。

-反思總結：對自己的學習過程進行反思，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主完成作業(yè)和拓展學習，培養(yǎng)自主學習習慣。

-反思總結法：引導學生通過反思，發(fā)現自己的不足，促進自我提升。

作用與目的：

-鞏固課堂學習成果，確保學生對DNA復制和基因概念的理解。

-拓寬學生的知識視野，提高學生的學術研究能力。

-通過反思和總結，幫助學生形成長期有效的學習方法，促進個人成長。六、教學資源拓展1.拓展資源：

-圖書：推薦學生閱讀《分子生物學》、《基因與遺傳》等與DNA復制、基因表達相關的專業(yè)圖書，以加深對課程內容的理解。

-學術文章：引導學生查閱國內外學術期刊上發(fā)表的關于DNA復制機制、基因突變與遺傳病等方面的研究論文，了解學術前沿動態(tài)。

-視頻資料：觀看與DNA復制、基因表達相關的科普視頻，如“DNA復制過程”、“基因表達調控”等，有助于形象地理解抽象概念。

-實驗教程：提供關于DNA提取、PCR擴增、基因克隆等實驗操作的教程，讓學生了解實驗原理和操作技巧。

2.拓展建議：

-閱讀專業(yè)圖書：在課后閱讀專業(yè)圖書，了解DNA復制、基因表達的基本原理，以及這些知識在實際應用中的價值。通過閱讀，提高自己的專業(yè)素養(yǎng)，為未來的生物學學習打下堅實基礎。

-查閱學術文章：針對課程內容，查閱相關學術文章，了解科學家們是如何探索和研究DNA復制、基因表達等領域的。通過這個過程，培養(yǎng)自己的學術素養(yǎng)和獨立思考能力。

-觀看視頻資料：利用課外時間觀看科普視頻，從視覺和聽覺上加深對DNA復制、基因表達過程的理解。同時，可以嘗試向家人和朋友分享所學知識，提高自己的表達能力。

-學習實驗教程：對實驗感興趣的學生，可以自學實驗教程，了解實驗操作技巧。在條件允許的情況下，可以嘗試在實驗室進行實踐操作，提高自己的動手能力。

-參與學術活動：鼓勵學生參加學?；蛏鐓^(qū)組織的學術活動，如學術講座、科普展覽等，與專業(yè)人士交流，拓寬自己的知識視野。七、板書設計1.條理清楚、重點突出：

①DNA復制的基本過程

②DNA復制的關鍵酶及其作用

③基因作為有遺傳效應的DNA片段

④基因表達與蛋白質合成的關系

2.簡潔明了：

-DNA復制：半保留復制、解旋酶、DNA聚合酶

-基因：遺傳信息、轉錄、翻譯、蛋白質

3.藝術性和趣味性：

-利用圖形和色彩突出重點，如用不同的顏色標注DNA復制過程中的關鍵酶。

-設計有趣的插圖，如展示DNA雙螺旋結構、基因表達過程中的轉錄和翻譯過程。

-使用生動形象的比喻，如將DNA復制比作“復印機”，將基因比作“指揮家”，幫助學生形象地理解抽象概念。八、課堂小結，當堂檢測八、課堂小結，當堂檢測

一、課堂小結：

1.DNA復制的基本過程：半保留復制、解旋酶的作用、DNA聚合酶的作用。

2.DNA復制的關鍵酶：解旋酶、DNA聚合酶。

3.基因作為有遺傳效應的DNA片段：遺傳信息的載體、轉錄、翻譯、蛋白質合成。

4.基因表達與蛋白質合成的關系：基因通過轉錄和翻譯過程指導蛋白質的合成。

二、當堂檢測：

1.請簡述DNA復制的基本過程。

2.請列舉DNA復制過程中的關鍵酶及其作用。

3.請解釋基因作為有遺傳效應的DNA片段的含義。

4.請闡述基因表達與蛋白質合成的關系。

檢測目的：檢驗學生對本節(jié)課知識點的理解和掌握情況，及時發(fā)現問題并進行糾正，鞏固學習成果。反思改進措施一、教學特色創(chuàng)新

1.結合實際案例教學：通過引入與DNA復制和基因表達相關的實際案例，如遺傳病的發(fā)生機制，使學生在理解理論知識的同時，也能了解其在現實生活中的應用。

2.多媒體輔助教學：充分利用PPT、視頻等資源，使抽象的DNA復制和基因表達過程直觀化，提高學生的學習興趣。

二、存在主要問題

1.學生參與度不高：在課堂討論和實驗活動中，部分學生參與度不高，可能是因為對知識點的理解不夠深入，導致無法積極參與。

2.實驗操作能力不足：學生在實驗操作中，存在操作不規(guī)范、實驗結果分析能力不足等問題，需要加強實驗技能的培訓。

三、改進措施

1.提高學生參與度：針對參與度不高的學生，通過課后輔導、小組合作等方式，幫助他們深入理解知識點，提高課堂參與度。

2.加強實驗技能培訓：通過增加實驗課程、組織實驗操作競賽等方式，提高學生的實驗操作能力和實驗結果分析能力。同時，鼓勵學生多參與實驗室的實踐活動，提高實踐能力。典型例題講解例題1：

題目：簡述DNA復制的基本過程。

答案：DNA復制的基本過程包括解旋、子鏈合成和連接。首先，解旋酶在ATP的參與下，將DNA雙螺旋解開。隨后，DNA聚合酶沿著模板鏈進行合成，形成新的子鏈。最后，連接酶將新合成的子鏈與模板鏈連接，形成完整的DNA分子。

例題2：

題目：DNA復制過程中的關鍵酶及其作用是什么？

答案：DNA復制過程中的關鍵酶包括解旋酶和DNA聚合酶。解旋酶的作用是在ATP的參與下，解開DNA雙螺旋，形成復制起始位點。DNA聚合酶則沿著模板鏈進行合成，形成新的子鏈。

例題3：

題目：請解釋基因作為有遺傳效應的DNA片段的含義。

答案：基因是DNA分子上的一段具有遺傳信息的序列。它通過轉錄和翻譯過程，指導蛋白質的合