3.2DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期生物人教版必修2

章/節(jié)名稱(chēng)第3章、基因的本質(zhì)第3節(jié)、DNA的復(fù)制設(shè)計(jì)者姓名周嘉玲使用的教材人教版（2019版）高中生物必修2：遺傳與進(jìn)化學(xué)習(xí)者分析需求分析本節(jié)是“DNA分子的結(jié)構(gòu)”內(nèi)容的延續(xù)和拓展，也是對(duì)孟德?tīng)栠z傳定律和減數(shù)分裂中相關(guān)知識(shí)的深化和延伸，同時(shí)為學(xué)習(xí)中心法則、基因突變、基因工程等知識(shí)奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課包括對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（選學(xué)）和DNA分子復(fù)制的過(guò)程。其中，DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)雖是選學(xué)內(nèi)容，但作為體驗(yàn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)思想和進(jìn)行科學(xué)研究方法教育的良好載體，在教學(xué)中也不容忽略。學(xué)情分析本節(jié)課學(xué)生需要從分子水平探尋遺傳的本質(zhì)，對(duì)學(xué)生來(lái)講看不見(jiàn)、摸不到，屬于比較抽象的認(rèn)知，因此需要學(xué)生開(kāi)發(fā)抽象邏輯思維能力、辯證思維能力。高一年級(jí)的學(xué)生具有一定的觀察力和想象力，同時(shí)有一定的生物學(xué)基礎(chǔ)，如同位素、離心等方法的應(yīng)用，便于進(jìn)行DNA復(fù)制方式的探究。但微觀世界對(duì)學(xué)生來(lái)講具有很高的抽象性，純粹的講述，很難讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并理解概念，因此本節(jié)課我借助磁貼模型，嘗試引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)DNA復(fù)制后子代DNA兩條鏈的情況，引導(dǎo)學(xué)生自主、合作、探究，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)和有效的問(wèn)題情境，以科學(xué)史料為支撐，引導(dǎo)學(xué)生利用假說(shuō)演繹法，探究DNA復(fù)制方式，有效突破難點(diǎn)，并通過(guò)模型建構(gòu)的方式將DNA復(fù)制這一微觀過(guò)程直觀化，有助于學(xué)生理解DNA復(fù)制的本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)他們分析、歸納、概括能力。學(xué)習(xí)任務(wù)分析教材分析本節(jié)課是人教版高中生物學(xué)教材《遺傳與進(jìn)化》中第3章第3節(jié)內(nèi)容，是學(xué)生在認(rèn)識(shí)DNA分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深入探討遺傳信息的傳遞過(guò)程，是繼續(xù)學(xué)習(xí)遺傳信息表達(dá)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為已經(jīng)學(xué)習(xí)的孟德?tīng)栠z傳規(guī)律、即將學(xué)習(xí)的基因突變、生物進(jìn)化等提供分子基礎(chǔ)。本節(jié)課主要內(nèi)容包括DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)、DNA復(fù)制過(guò)程，是學(xué)生體驗(yàn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)思想和進(jìn)行科學(xué)研究方法教育的良好載體。根據(jù)新課標(biāo)的要求，本節(jié)課的關(guān)鍵在于構(gòu)建概述DNA分子通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制這一次位概念。學(xué)習(xí)本節(jié)課有助于學(xué)生更深刻的理解有絲分裂與減數(shù)分裂過(guò)程中，遺傳信息傳遞的本質(zhì)及高保真性的原因，對(duì)于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)遺傳的本質(zhì)是非常重要的。同時(shí)學(xué)生認(rèn)識(shí)DNA分子復(fù)制過(guò)程中的錯(cuò)誤，為后續(xù)學(xué)習(xí)基因突變打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同為也為基因重組、染色體變異與生物進(jìn)化的學(xué)習(xí)做鋪墊。教學(xué)重點(diǎn)DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)DNA半保留復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)證據(jù)；DNA分子復(fù)制的過(guò)程及特點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)闡明知識(shí)與技能概述DNA分子復(fù)制的時(shí)間、場(chǎng)所、條件、特點(diǎn)及生物學(xué)意義。過(guò)程與方法沿著科學(xué)家探索DNA復(fù)制方式的思路，通過(guò)假說(shuō)演繹法，結(jié)合經(jīng)典實(shí)驗(yàn)與科學(xué)史材料，認(rèn)同DNA半保留復(fù)制的方式。情感態(tài)度和價(jià)值觀體驗(yàn)科學(xué)家認(rèn)識(shí)DNA復(fù)制的思維過(guò)程，進(jìn)一步體會(huì)假說(shuō)演繹法這一科學(xué)研究方法，形成良好的科學(xué)態(tài)度，落實(shí)社會(huì)責(zé)任。教學(xué)策略制定課程類(lèi)型新授課√實(shí)驗(yàn)課測(cè)試課復(fù)習(xí)課探究課習(xí)題課教學(xué)方法提問(wèn)導(dǎo)入、講授結(jié)合、啟發(fā)式、圖片展示教學(xué)媒體選擇多媒體PPT、黑板教學(xué)流程圖教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)新課導(dǎo)入圖片展示被琥珀困住的蚊子（侏羅紀(jì)年代）。提問(wèn)若這只蚊子吸過(guò)恐龍的血，科學(xué)家想要通過(guò)這只蚊子復(fù)活恐龍能否實(shí)現(xiàn)？如果可以的話(huà)，那讓恐龍復(fù)活的關(guān)鍵是什么？【師】組織學(xué)生討論并評(píng)價(jià)【生】蚊子的體內(nèi)含有恐龍的DNA，可以提取出來(lái)進(jìn)行復(fù)制【師】有關(guān)DNA復(fù)制，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)哪些知識(shí)?你們覺(jué)得還有哪些疑問(wèn)?(以此設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識(shí)，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。)【生】1、DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分袋間期和減數(shù)第一次分裂前的間期2、由于DNA主要存在與細(xì)胞核內(nèi)，因此DNA復(fù)制的場(chǎng)所主要是細(xì)胞核。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題【師】關(guān)于DNA怎樣復(fù)制?需要哪些條件?復(fù)制的結(jié)果怎樣?有什么特點(diǎn)?接下來(lái)我們開(kāi)始學(xué)習(xí)今天的新課——DNA的復(fù)制設(shè)計(jì)意圖：提出疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生求知欲和勇于探究的熱情。新知構(gòu)建對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)【師】沃森和克里克在發(fā)表DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫(xiě)道:“在提出堿基特異性配對(duì)的看法后，我們立即又提出了遺傳進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理。"你能從DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，設(shè)想出DNA復(fù)制的方式可能有哪幾種嗎?假如用15N標(biāo)記母鏈，用1標(biāo)記子鏈，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)假設(shè)分組討論復(fù)制一代和兩代的結(jié)果是什么?用圖形表示結(jié)果?！旧繉W(xué)生分組分析討論，提出DNA復(fù)制的兩種假設(shè):全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。（學(xué)生根據(jù)假設(shè)討論演繹并畫(huà)圖表示兩種復(fù)制的結(jié)果，小組間相互補(bǔ)充作出評(píng)價(jià)）設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生合作、探索的精神。并進(jìn)一步復(fù)習(xí)假說(shuō)—演繹法?！編煛?958年Meselson和Steh1用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，經(jīng)過(guò)多次細(xì)胞分裂，細(xì)菌細(xì)胞的DNA充分地被15N標(biāo)記上。然后把這些細(xì)胞移入正常的含同位素15N的培養(yǎng)基中，然后，在不同時(shí)刻(復(fù)制不同代數(shù)后)收集細(xì)菌樣本，從中提取DNA，再將提出的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置?！編煛棵芏却蟮腄NA在試管的上方還是下方，密度小的呢?中等的呢?請(qǐng)同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置。并畫(huà)出示意圖。請(qǐng)同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置。并畫(huà)出示意圖?！旧吭诶蠋煹膯l(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)剛才演繹得結(jié)果，推導(dǎo)出這樣的可能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:如果是全保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該只有兩條;如果是半保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該有三條，并畫(huà)出條帶的位置。（【師】巡視學(xué)生的活動(dòng)，記錄學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題。）教師展示部分小組的討論情況。教師展示科學(xué)家的實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并總結(jié)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過(guò)程設(shè)計(jì)意圖：本模擬探索試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和運(yùn)用，旨在激發(fā)學(xué)生探案和協(xié)作的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力。DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)【師】請(qǐng)同學(xué)們思考DNA復(fù)制至少需要什么條件？【生】討論后回答:模板:兩條鏈分別作為模板原料:四種脫氧核首酸能量:由ATP提供酶:解旋酶、泰合酶等【師】科學(xué)家是怎么知道這些條件的呢？【生】科學(xué)家通過(guò)多次的推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)知道的設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生的討論不能完全正確，老師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生補(bǔ)充完整?！編煛空?qǐng)同學(xué)們想一想，下面這個(gè)事實(shí)說(shuō)明了什么?1958年美國(guó)生化學(xué)家Kornberg在試管中用脫氧核昔酸合成DNA。他將大腸桿菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四種豐富的脫氧核百酸和適量的Mg2+的人工體系中，并沒(méi)有發(fā)生DNA的合成，當(dāng)加入少量的RNA作引子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后，測(cè)定其中DNA的含量。發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加了?！旧孔寣W(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：復(fù)制除需要四個(gè)基本條件外，還需要其他條件，如：RNA引物等。設(shè)計(jì)意圖：旨在提醒學(xué)生不能把書(shū)讀死。而應(yīng)該始終保持懷疑和探究的心態(tài)。【師】請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)課本上有關(guān)DNA復(fù)制過(guò)程的內(nèi)容,總結(jié)DNA復(fù)制大體上分為幾個(gè)步驟教師通過(guò)拉鏈米模擬DNA復(fù)制過(guò)程。提出問(wèn)題:拉鏈中的各個(gè)部件各代表復(fù)制過(guò)程中的什么?復(fù)制代數(shù)和DNA數(shù)目之間，及與含母鏈的DNA數(shù)目之間有什么關(guān)系?DNA復(fù)制過(guò)程是否就是完全像拉鏈的開(kāi)合?【生】自學(xué)并總結(jié)，如不完整可由其他同學(xué)補(bǔ)充：解鏈——合成子鏈——螺旋（學(xué)生分組討論拉鏈中的各個(gè)部件各代表復(fù)制過(guò)程中的什么，由學(xué)生代表發(fā)言。）設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想理解的意識(shí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中化抽象為具體，提高學(xué)習(xí)效培養(yǎng)學(xué)生分析比較的意識(shí)