3.2DNA的复制教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学教学设计聚焦DNA半保留复制的探究历程及复制过程，通过萤火虫发光视频情境导入，结合DNA结构旧知引导学生猜测复制方式，借助AI复活克里克视频对话与磁铁模型构建，将抽象假说转化为具体认知支架。 特色在于融合AI技术（克里克视频、智能体创建）与假说-演绎法，通过小组磁铁模型构建、平板动画演示复制过程、希沃白板互动练习等多模态活动，落实科学思维与探究实践素养，助力学生理解科学本质，提升教师教学创新性与互动性。

《DNA的复制》教学设计 一、教材分析 DNA的复制是人教版必修二第三章第三节的内容，是遗传学的基本理论，也是本章的重点和难点之一，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明通过复制传递遗传信息的过程。同时为学生学习基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解打下坚实基础。 二、课标分析 《DNA的复制》位于人教版高中生物学必修二《遗传与进化》第 3章第3节，学生是在掌握了 DNA 的结构与功能等必备知识的基础上，继续进行科学探究，进而深入的理解基因的本质。根据普通高中生物学课程标准，本节课要帮助学生实现次位概念-概述DNA分子通过半保留方式进行复制，同时也是建构重要概念亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上的有力支撑，进而达成大概念遗传信息控制生物性状。 三、学情分析 从学情上分析，学生已经掌握了 DNA 分子的结构和功能。能力方面，学生已经具备了猜想、推理和提出假说的能力。高一的学生已经有了一定的演绎推理能力。同时也掌握了DNA分子的结构基础，对生物学科有着一定的兴趣。但实验设计和分析能力有所不足。且知识体系片断化不够系统。同时也缺乏着一定的积极性。 四、教学目标 1.概述DNA复制所需条件、复制过程及特点，形成一定的生命观念。 2.构建DNA复制方式的模型，进行演绎推理，体验科学探究的过程，学会运用科学思维认识事物，培养学生解决实际问题的思维习惯和能力。 3.探讨DNA复制的生物学意义;认同科学发展的艰难、科学探究方法的重要，从而承担起一定的社会责任。 五、教学重难点 1.运用假说-演绎法探究DNA的复制方式； 2.DNA 复制的条件、过程和特点。 六、教学过程 环节 教师活动 学生活动 设计意图 引入 通过PPT展示以熟悉的萤火虫因几千年前复制的错误而获得发光的特异功能的视频，引入课堂，并提问： 1.DNA复制的时间？（旧知） 2.DNA的复制方式？ 思考问题，回顾旧知，引出是DNA 复制的概念，并引导学生对 DNA 复制方式进行猜测。 根据本节内容设置情境引发学生思考、想象和回答。 DNA复制的探究历程 1、 DNA 复制方式的推测 课前准备：利用DeepSeek、豆包、即梦AI、剪印等工具复活课本中的克里克先生在上课时和学生微信视频通话对话。 提出假说 播放学生与克里克先生上课时视频通话，引导学生回答以下两个问题： ①一个DNA两条链，复制后有几个DNA，几条链？ ② 结合DNA分子结构，四条链如何结合形成2个DNA？ [小组活动一] 阅读教材P53页第一段的内容并结合克里克先生与学生的微信视频通话，并用红色软磁铁表示亲代DNA的两条链，用黄色软磁铁表示新合成的DNA链，分别构建出半保留复制和全保留复制的模型。 教师巡视，及时指导和点评学生完成情况。 通过结合学生和克里克对话，结合问题的思考，深刻的理解DNA复制的两种假设 通过结合沃森和克里克对话，结合问题的思考，深刻的理解DNA复制的两种假设。 引导学生通过模型建构将抽象问题转化为易于分析的具体问题。 过渡：假说是否正确需要实验验证。如何设计实验进行验证DNA复制的哪种假说正确。 二、DNA半保留复制的实验证据 1.设计实验： 思考讨论下列问题： ①这种复制方式最关键的区别是？ 在子代DNA分子中，来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链的结合情况不同。 ②要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？ 把复制出的子代DNA链（子链）和原来的链（母链）区别开，观察它在新DNA中出现的情况。 ③肉眼看不见DNA，如何区分母链和子链呢？同位素标记 ④形成的不同密度的DNA分子应如何区分？ 讲述：含15N的DNA比含14N的DNA密度大，可采用密度梯度离心的方法进行分离。 思考讨论：分离的结果不同DAN在试管中出现的条带及位置是怎样的？（借助PPT展示分析） 介绍梅塞尔森和斯塔尔发的经典实验采用的材料、实验过程。用动画展示密度梯度离心技术来说明此技术可以有效区分质量不同的DNA分子。 学生思考如何用同位素N区分亲代 DNA 链和子代 DNA 链。 问题导向学习，帮助学生回顾旧知，让学生感受同位素标记法和离心技术。 通过设计一系列螺旋渐进性的问题串，在学生的最近发展区搭建支架，引导学生预设的方向思考并理解实验原理引导学生逐步完善实验方案 2.演绎推理 过渡：前面我们已经对DNA 的复制方式进行了推测和模型构建已经知道子一代子二代DNA 双链的组成情况。 [小组活动二] 运用演绎推理预测 在白板上画出全保留和半保留复制后各代DNA中两条链的标记情况；标出离心后试管中的DNA位置。 学生小组讨论并利用课前发的白板软磁条对DNA链的标记及离心后试管中DNA 分布的情况。 理解密度梯度离心法等科学方法在生物学实验中的重要意义。 3.实验验证（利用国家教育公共平台的实验视频） 大屏幕展示大肠杆菌DNA 复制过程中，亲代、子一代和子二代DNA 分子的离心结果。 （1）含15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌若干代得到大肠杆菌做亲代，提取DNA，离心，观察试管中的条带数目及位置。（只出现一种条带且位于试管底部） （2）亲代大肠杆菌在含14NH4Cl的培养液培养繁殖一代（即细胞分裂一次）得子一代，提取DNA，离心，观察试管中的条带数目及位置。（只出现一种条带且位于试管中部） （3）子一代大肠杆菌在含14NH4Cl的培养液继续培养繁殖一代（即细胞分裂一次）得子二代，提取DNA，离心，观察试管中的条带数目及位置。（出现两种条带分别位于试管上部和中部） 学生观看实验结果。 理解科学以实证为判别的尺度。运用分析判断推理等方法，培养科学思维。 4. 实验结论 讲述：根据实验结果我们发现与预期的半保留复制结果相同，与全保留复制结果不符故可得出结论。 引导学生总结出DNA 的复制方式是半保留复制。 归纳总结 DNA 复制 是半保留复制这一结论。理解假说演绎法的过程。 DNA复制的过程 三、DNA复制的过程 多媒体播放DNA的复制过程，组织学生结合教材P55的文字及分析图3-10，讨论并完成以下问题： 1.DNA分子复制的概念，时间，场所? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制有何生物学意义? 表格展示问题1-4的答案。 [小组活动三]：在平板上拖动动画演示DNA的复制过程 归纳、概述DNA复制的过程。 教师引导学生理解DNA复制的生物学意义：DNA通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。 学生带着问题串观看视频。 学生讨论并发表自己的想法，能从结构与功能相适应理解DNA复制的过程，遗传与进化的角度理解遗传信息传递的连续性的意义。 学生通过自己动手在平板上演示DNA复制的过程，加深对DNA复制的条件、特点以及结果的理解。 层层设问，逐步启发、引导学生自主学习，培养学生交流和讨论的能力。 直观观察、设疑思考和有针对性的阅读，指导学生更高效地阅读教材，培养了学生归纳总结知识的能力。 培养学生的动手操作能力，又充分体现以学生为主体教师为 课堂小结 引导学生以思维导图的形式归纳总结本节课的重点。 学生认真思考总结。 培养学生主动建构知识框架，主动参与获取新知识的能力。 课堂练习 课堂活动：飞船运动会（希沃白板） 两位同学PK飞船运动会，比比谁更厉害。 教师点评学生作答情况并讲解当中的题目。 两位学生PK做题。 便于教师及时了解学生掌握本节课重难点的情况。 结束语 智能AI语音对话 学生利用豆包创建克里克或者沃森的智能体 学科网（北京）股份有限公司 $