3.3DNA的复制 教学设计 2024—2025学年高一下学期生物人教版必修2

人教版高中一年级生物学必修2 第三章第3节《DNA的复制》教学设计 一、教材分析 本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时，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。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。 二、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。学生们会感到困难，因此在教学中，我除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过启发式教学，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。 三、教学目标 1、教学目的 （1）通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观； （2）分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力； （3）运用假说－演绎法，探究DNA半保留复制。 2、教学重难点 （1）教学重点：DNA复制的条件、过程及特点。运用假说－演绎法，探究DNA半保留复制。 其中蕴含着科学研究的过程和方法教育。因此，这是本课时的教学重点。 （2） 教学难点：DNA复制的过程。 此过程具有微观、动态、连续、抽象的特点。因此，这是本课时的教学难点。 3、课的类型及主要教学方法 讲授法、观察法、分析法和讨论法。 四、教学过程： 程 序 教 学 活 动 设 计 意 图 教 师 活 动 学 生 活 动 发现问题 展示课件并提问： 1、 生物的遗传物质是什么？ 2、 一个细胞是如何将遗传物质传递给子细胞的？要经过怎样的过程？ 3、 DNA复制的过程是如何进行的呢？ 思考回答： 1、 主要是DNA。 2、 细胞分裂，DNA复制 学生已有的DNA双螺旋结构的知识，知道DNA是主要的遗传物质，由此引出新课题。 DNA复制的三种假说 教师介绍并讲述当时的三种假设，全保留复制，半保留复制和分散复制。并引导如何证明DNA复制可能是以哪一种方式进行复制的。 问题1:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法？ 问题2:可以用什么元素的同位素(放射性)进行标记? 问题3: 要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子混合在一起，不易分离。怎么解决这个问题？ 学生哪个看PPT并思考问题 思考回答： 1、 同位素示踪法 2、 C、H、O、N、P 3、 离心法 （教师具体介绍密度梯度离心） 小步骤阶梯式学习。把大问题分解为具体的小问题，,解决起来就轻而易举了。 DNA复制方式的探究 教师创设实验情景，学生进行实验设计。 思考：请根据假说-演绎法，在上述三种假说中任选一种，利用大肠杆菌、密度梯度离心和同位素示踪技术（分别含有15N和14N两种同位素的培养液），设计实验证明选择的假说的正确性。 教师给与实验设计的相关提示： （1）大肠杆菌DNA分子初始标记情况？后续如何培养？ （2）大肠杆菌应培养几代 （3）每代大肠杆菌提取DNA分子离心情况如何？） 学生分六组设计实验，分别验证3种DNA复制方式假说的正确性。 小组合作交流，突破重点知识。 此内容虽是选学内容，但有利于对复制过程的理解，有必要让学生学习。 同时提高学生实验设计思维，再次理解假说演绎法。 得出复制方式结论 根据科学家的实验结果，与学生设计实验的结果作对照可以得出什么结论？ DNA的复制是半保留复制。 再次理解假说演绎法过程。 DNA分子复制的过程 根据沃森和克里克提出的对DNA的复制的假说，及书P54，学生分析DNA复制过程，判断以下说法的正误并说明理由： 1、DNA分子的复制只发生于有丝分裂和减数第一次分裂前的间期 2、DNA分子的复制场所是细胞核 3、DNA复制的模板是DNA的一条链，需要4种核糖核苷酸为原料，复制过程中不消耗能量 4、右图酶1是解旋酶，酶2是DNA聚合酶（这两种酶的作用分别是什么？） 5、DNA的复制就是以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程（子代DNA是否相同？新合成两条脱氧核苷酸链的关系是？如何保证DNA的精确复制？） 6、由右图可知DNA复制特点是半保留复制和先解旋再复制（DNA的复制具有怎样的意义？） 学生回答： 1、× 时期：有丝分裂和减数第一次分裂前的间期，无丝分裂 2、× 场所：细胞核、叶绿体、线粒体、拟核 3、× 4、× 条件：①模板②原料③能量④酶（解旋酶、DNA聚合酶） 5、√ 结果：形成两个完全相同的DNA（原因？） 6、 × 特点：半保留复制、边解旋边复制（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。） 梳理DNA复制主体知识，落实本节课知识目标，在学习过程中化抽象为具体，提高学生微观空间想象力。 课堂小结 五、板书设计 第三节 DNA的复制 一、对DNA分子复制的推测 2、方法： 同位素示踪法 密度梯度离心法： 二、DNA分子复制的过程 1、时期：有丝分裂和减数第一次分裂前的间期，无丝分裂 2、场所：细胞核、叶绿体、线粒体、拟核 3、条件： ①模板 ②原料 ③能量 ④酶 解旋酶：使DNA双链打开，作用于氢键 DNA聚合酶：形成磷酸二酯键 4、结果：形成两个完全相同的DNA（原因？） 5、特点：半保留复制、边解旋边复制 6、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 六、教学反思： 本节课围绕 DNA 复制的过程与原理展开，旨在通过假说 - 演绎法引导学生探究半保留复制机制，同时突破微观过程的抽象性。从教学效果来看，有以下几点反思： 成功之处： 1.探究式学习激发思维活力：通过还原梅塞尔森和斯塔尔的实验情境，让学生分组设计验证三种复制假说的实验方案，有效调动了学生的主动性。学生在讨论同位素标记方案、离心结果分析时，展现出较强的逻辑推理能力，尤其对 “15N/14N 杂合链” 的条带分析，体现了对密度梯度离心技术的理解，达成了科学探究能力的培养目标。 2.问题链设计突破难点：针对 “如何标记 DNA”“如何分离亲子代 DNA” 等问题，采用阶梯式提问分解难点，使学生逐步理解同位素示踪法与离心技术的应用。结合课件中条带示意图，多数学生能清晰区分三种复制方式的离心结果，为后续理解半保留复制奠定基础。 3.知识关联强化体系构建：通过对比有丝分裂、减数分裂中 DNA 复制的时期，联系叶绿体、线粒体的复制场所，帮助学生将新知识融入已有知识网络，强化了 “结构与功能相统一” 的生物学观念。 不足与改进： 1.微观过程可视化不足：尽管使用课件展示复制过程，但部分学生仍对 “边解旋边复制” 的动态性理解模糊。后续可引入 DNA 复制的动态模型或动画，重点演示解旋酶与 DNA 聚合酶的协同作用，让抽象过程更具象。 2.实验设计深度待加强：小组讨论时，少数学生对实验步骤的逻辑性把握不足，如忽略 “大肠杆菌培养代数与 DNA 链标记的关系”。下次教学可提前发放实验设计模板，明确 “初始标记 - 培养条件 - 离心结果” 的逻辑链，同时增加组间互评环节，强化设计的严谨性。 3.差异化教学需优化：部分学生对数量计算（如子代 DNA 中含亲代链的比例）掌握较慢。可在课堂练习中设置分层任务，基础题聚焦复制条件与过程，提高题侧重链数、比例计算，兼顾不同层次学生的需求。 总之，本节课通过探究活动落实了科学思维与探究能力的培养，但在微观过程的具象化和学生参与的深度上仍有提升空间。未来教学中，需进一步平衡知识传授与能力培养，借助多元教学手段降低抽象概念的理解门槛，让学生在 “做科学” 的过程中真正理解 DNA 复制的本质，深化对生命延续性的认知。 学科网（北京）股份有限公司 $$