资源简介

《DNA的复制》教学设计
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。
教材分析
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，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。
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。
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。
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、概括能力。
教学目标设计
知识目标
记住DNA复制的概念
简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。
知道DNA复制在遗传上的意义
能力目标
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。
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。
教法、学法设计
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，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。
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；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。
媒体选择
多媒体课件
用3DSMAX制作的DNA复制过程的三维动画
用PowerPoint制作的演示文稿
实物展台
展示教师提供的材料和自制的DNA模型
展示学生模拟探索的DNA复制的过程
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）。
教学程序设计
流程图
教学过程：
以“问题探究”创设情景，引入新课
北京奥运会会徽“中国印舞动的北京”，将中国传统的印章和书法等艺术形式与体育运动特征结合起来，巧妙地勾画出一个向前奔跑、舞动着迎接胜利的人形。
现要将这枚会徽复制成两个印章（由于时间紧迫，有两人手工刻制）。想一想，如何才能将两个印章做得一模一样？做成后又如何验证这两个章的相似程度
那么作为遗传物质的DNA又是怎么复制的呢
激起学生的兴趣，使学生陷入思考中。
教师展示DNA双螺旋结构图。
教师提供如下资料
最早期提出的DNA复制模型有三种：保留型复制、半保留型复制和分散型复制。在保留型复制的模型中，新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。半保留型是一链旧模板合成另一链，因此形成的分子是一半新的、一半旧的。分散模型复制的两个分子也是同时含有旧的和新的部分，但是其分配是随机组合的。沃森和克里克所推测的是半保留型的复制。他们认为原有的两链DNA会分开，每一链各作为一个模板用来复制新的部分，所以新合成的分子中有一旧链和一新链。
分析问题：
这些复制的观点的提出你有何启示？
这些观点各不相同，如何来证明哪个观点是正确的？
要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么
问题说明：
人类对科学的探究过程是一个不断自我修正错误的过程。
只能用实验来证明。
最基本的思路就是能把复制的单链和原来的链作上标记，然后观察它在新链中出现的情况。
科学家就做了这样一个实验，证明DNA是进行半保留复制的。（由于本部分是选学部分内容，可由教师介绍实验的整个过程，学生理解。）
DNA的复制过程
教师提供学习提纲：
1、什么是半保留复制？
2、什么叫解旋？解旋的目的是什么？
3、什么是“子链”，什么是“母链”？复制一次能形成几条子链？
4、DNA复制的必须条件有哪些？
5、这样复制有何意义？
6、复制的DNA如何确保准确性？
展示动态的DNA分子复制过程的flash，待学生看懂后，回答如下问题：
1、什么是半保留复制？
新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链的方式。
2、什么叫解旋？解旋的目的是什么？
在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。
解旋的目的就是为复制提供准确模板。
3、什么是“子链”，什么是“母链”？复制一次能形成几条子链？
解开的两条单链叫母链（模板链）。以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一条链称为子链。
一条母链复制一次能形成两条子链。
4、DNA复制的必须条件有哪些？
亲代DNA的两条母链提供准确模板
四种脱氧核苷酸为原料
能量（ATP）
酶
5、这样复制有何意义？
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。
6、复制的DNA如何确保准确性？
DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
思考：DNA的复制是否就像洗照片似的，有一张底片就可以洗出许多照片来？
不是，与洗照片不同。因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的、新的DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子。
教师小结：DNA分子的半保留复制保证了DNA的精确拷贝，保证了遗传物质的稳定性。由于DNA的半保留复制，亲代DNA虽然多代复制，它的两条母链仍存在于后代而不会消失，这是解答DNA复制有关计算的关键。
课堂小结
利用多媒体课件，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。
DNA复制
时 间
场 所
条 件
原 则
结 果
特 点
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) 在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种（A、G、C、T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷 酸也有4种，它们的名称是： 、 、 、 。
2)、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制需要 、 、 、和 等条件。DNA分子的 结构能够为复制提供精确的模板，通过 保证了复制能够正确地进行。
3）将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是（ ）
A、DNA连接酶 B、DNA酶
C、DNA解旋酶 D、DNA聚合酶
4）1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体时期
中的1条染色体含有（ ）
A、4个双链的DNA分子
B、2个双链的DNA分子
C、2个单链的DNA分子
D、1个双链的DNA分子
5）虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA复制仍有约10 的错误率。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？
答案：
腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
2）模板 原料 能量 酶 双螺旋 碱基互补配对
3）D
4）B
5）解：31.6×108×2×10-9 ＝6个
可能影响会很大，如果此错误碱基刚好是转录链中决定一个密码子的第一个或者第二个碱基，那么就可能造成对应的密码子上决定的氨基酸种类发生任何改变，进而可能造成蛋白质结构和功能的改变。
也可能没有影响，如果此错误碱基刚好是转录链中决定一个密码子的第三个碱基，根据密码子具有的兼并性，对应的密码子上决定的氨基酸种类发生任何改变，蛋白质结构和功能也和原来完全相同。
布置作业：
P54 一、基础题1、2、3、4
板书设计
第三节 DNA的复制
1、DNA分子复制的过程：边解旋、边复制
2、DNA分子复制的时间：有丝分裂的间期、减数第一次分裂前的间期
DNA分子复制的特点：非连续性的半保留复制
DNA分子复制的条件：酶、原料、能量、模板
DNA分子复制的结果：一个DNA分子 两个DNA分子
DNA分子复制的概念：是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA分子的过程。
DNA分子复制的生物学意义：保证了亲子两代之间性状的相似性。
（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。）
学生利用教师提供的材料，自主探索DNA复制过程，提出假说。
利用“问题探讨”作为情节，引入新课。
引导所学的知识，发现问题
教师利用多媒体课件引导学生进行课后小结，强化知识的记忆和联系。
介绍并分析科学家Kornberg的试验，验证假说
利用多媒体课件展示DNA复制的过程，学生按学习提纲学习整个过程。

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