《DNA的复制》教学设计

作者:《DNA的复制》教学设计 来源:未知 2021-05-18   阅读:

《DNA的复制》教学设计【课标及教材依据】1.课标分析《课程标准》的要求是:“概述DNA分子通过半保留方式进行复制”。2.教材分析《DNA的复制》是人教版高中生物学必修二《

《DNA的复制》教学设计


【课标及教材依据】
1.课标分析
《课程标准》的要求是:“概述DNA分子通过半保留方式进行复制”。
2.教材分析
《DNA的复制》 是人教版高中生物学必修二《遗传与进化》第三章第3节的内容。本节是建立在学习了DNA分子结构的基础上开展的,学好这一课时,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。探究DNA的复制方式,为下一章基因的表达和变异部分做好铺垫,有利于学生对后面章节中基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。本节的生物学经典实验,向学生展示了生物学研究中的科学思维方式和科学方法,对学生科学素养的提高有积极的意义。
一、设计思路
1.设计理念
根据新课程理念,高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养,因此,本节课以“假说演绎法”和“模型构建法”,落实主体性学习,引导学生在做中学,体验式探究科学发现的过程,感受科学思维方式和生物技术对生物学研究的积极推进作用,提高学生的探究能力和动手实践能力,训练学生科学的思维方法,形成对生物学的自我认知。
2.学情分析
高一年级的学生通过必修一有丝分裂和必修二前两章的学习,对遗传规律有了初步的认识,对遗传物质DNA的的结构有清晰的掌握,在此基础上,为新知识的学习奠定了良好的知识铺垫。同时高一的学生对于新鲜事物有很强的的求知欲,思维活跃,动手实践能力强,具有较强的分析问题、解决问题的思维能力,为本节课激发学生的探索思考精神,奠定了良好的基础。
3.学习目标
3.1知识目标
(1)能准确描述DNA的复制过程的几个步骤;
(2)能清晰说出DNA复制的基本条件、特点、原则等。
3.2能力目标
(1)能通过假说演绎法探究DNA的复制方式;
(2)能快速建构DNA的平面结构模型,并尝试推测、模拟DNA的复制方式;
(3)能利用DNA的立体结构模型,完整建构DNA的复制过程;
(4)能通过观察形成的子代DNA,分析亲子代间的DNA数量关系。
3.3情感态度与价值观
(1)认同DNA准确复制的重要意义;
(2)通过DNA复制的研究实验,鼓励学生大胆想象、敢于猜测的科学探索精神;
(3)通过小组探究活动,培养学生的协作意识,提高学生的交流沟通能力。
4.核心素养
(1)生命观念:学生在较好地理解DNA复制概念的基础上,形成DNA分子结构与其功能相统一的生命观念,体会在亲子代之间遗传物质的连续性;
(2)理性思维:本节课尝试引导学生应用“假说—演绎法”探究DNA的复制过程,并应用“模型建构法”探讨、归纳DNA复制的内在规律。
(3)科学探究:能够针对DNA复制方式的思考,提出自己的见解,分析、比较,得出合理的结论,将微观的生物现象学会应用模型建构的方法形象化。
(4)社会责任:认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程;认同科学技术的发展对科学研究的进展有积极的推动作用。
5.学习重难点
重点:清晰表述DNA分子复制的条件、过程和特点,并能分析DNA准确复制的因素。
难点:能分析并阐述DNA准确复制到相关因素。
二、学习方法
1.假说演绎法:这种方法是生物学科学探究中的经典方法,引导学生在观察现象的基础上提出问题,通过大胆假设,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验的方式,得出结论:DNA的复制方式为半保留复制。
2.模型建构法:将微观分子水平的DNA分子直观化,建构宏观模型,先通过建立DNA分子的平面结构,并尝试模拟DNA分子的复制过程,在规范表述的基础上,利用DNA的立体模型,模拟DNA的复制过程,并深入探讨母链和子链间的数量关系,理解DNA准确复制的重要生物学意义。
三、教学过程
环节
教师活动
学生活动
教学意图





同学们,当我们安静地坐在教室的时候,我们体内的细胞却处于活跃的状态,我们的脚丫子的一些细胞也不例外,我们一起来看看细胞中有什么变化。
播放视频:细胞中的染色体复制,染色体中的DNA。
引导学生思考,细胞水平染色体的复制其本质是DNA分子水平的复制,DNA如何复制呢?我们来学习本节内容。

观看视频,从细胞水平到DNA分子体会细胞内的生命活动。

通过视频,帮助学生理解细胞水平下包括的分子水平DNA的变化,帮助学生尽快进入学习思考状态。







































































一、DNA复制方式的探索
引导学生用假说—演绎法来研究该问题
1.发现问题
DNA作为遗传物质,如何将信息复制,形成两个完全相同的DNA分子?
引导学生用科学研究方法思考DNA的复制方式。

快速切入主题,帮助学生抓住关键思考方向。
2.提出假说
结合生活常识和DNA本身的结构特点,引导学生思考DNA复制可能存在的两种方式。
假说1:“全旧全新” 假说2:“半旧半新”
提问学生:如何区分DNA的旧链和新链呢?
技术手段:同位素示踪法(14N 和15N)。
模型建构
利用红、绿图形模拟亲代到子一代的DNA变化。
(旧链用15N表示,新链用14N表示)。
思考片刻后,提问建构DNA两种假说的子一代组成,并用PPT展示。
大家思考一下,如何区分地到的子一代不同组成的DNA呢? 离心的方法
展示科学家DNA复制实验(亲代的培养和离心实验)

根据实验内容,介绍技术手段:密度梯度离心法




根据该技术手段,分析两种假说对应的离心结果。

结合生活经验和对DNA分子结构的认识,提出DNA复制的两种假说。

学生利用红、绿图形,分析两种DNA复制方式情境下,子一代组成。





学生体会科学家的遇到问题如何转换思维方式解决问题。

引导学生根据生活经验和已有知识,尝试提出假设的情况。



利用模型建构的方法,帮助学生快速建立DNA复制方式的探究模型。




展示科学家实验亲代部分,引导学生体会遇到科学研究的问题如何转化思维。

重温科学家的实验过程,帮助学生巧妙地解决遇到的实验问题。

3. 验证假说
展示科学家子一代的离心结果:子一代只有中带。

4. 得出结论
分析实验结果,得出结论,应该是“半旧半新”的复制方式,即科学家所说的“半保留复制。”
沿着科学家的科学实验过程,理清实验思路。

学生根据实验结果,得出实验结论。


引导学生在科学实验的基础上,得出科学的结论。
小结:DNA复制方式探索


学生整理DNA复制的研究过程的研究方法和使用的技术手段。
引导学生思考的好实验设计有科学的研究方法和合适的技术手段结合,才能得出正确的结论。
DNA如何准确复制,传递遗传信息呢?我们一起来学习DNA的复制过程。
二、DNA的复制过程
1. 明确DNA连接方式
(1)脱氧核苷酸间的连接方式
图示DNA的基本单位,引导学生明确脱氧核苷酸间的连接方式——磷酸二酯键
(2)两条链间的碱基连接方式
图示DNA的一部分片段,引导学生回顾DNA两条链之间的碱基连接的键——氢键


学生回顾DNA分子的结构,明确DNA单链基本单位间的连接方式,DNA双链间碱基的连接方式和DNA的两条链的方向。



由宏观的DNA复制方式的推导,初步过渡到对DNA复制过程的认识,先回顾学生对DNA结构的基本掌握。
2. 建构DNA平面模型
模型建构
引导学生尝试用DNA的基本单位模型,完成建构DNA双链模型;
①尝试建构DNA双链平面模型;
(选择绿色基本单位拼接)
②找出磷酸二酯键和氢键;

③明确DNA双链的方向;

④猜测、模拟DNA双链复制过程;
(选择红色基本单位拼接)

⑤规范描述DNA双链复制的过程。
引导学生阅读课本54页第二段,以划线的方式完成DNA复制过程关键词的规范描述,并一起复述其过程,每一步骤提取关键词,自主总结DNA复制的过程。

展示DNA复制图片。
帮助学生分析DNA的复制特点:边解旋边复制


学生先用绿色基本单位建构DNA双链,熟悉DNA的结构;

尝试根据半保留复制方式猜测、模拟DNA双链的复制过程;



找出课本复制过程的关键词,明确DNA复制完成过程。






引导学生由已学知识,利用模型建构的方法,尝试探索模拟DNA的复制过程需要的条件和步骤。




帮助学生学会规范描述DNA复制过程,理清DNA复制的思路,锻炼学生的语言表达能力。
3. 建构DNA空间模型
①根据提供的亲代DNA,观察DNA的结构
(说出各部分名称,指出磷酸二酯键、氢键)
②回顾DNA复制的过程
③模拟DNA双链复制过程
(选择另6个基本单位为原料)

利用DNA立体模型的基本单位,尝试按照步骤建立DNA双链,模拟DNA复制过程。

在明确DNA的复制过程之后,再次准确建构,深入体会DNA复制过程,并清晰描述出DNA的复制过程。
三、DNA分子复制的思考

概念:以( )为模板,以( )方式,遵循( )原则,合成( )的过程。
展示学生建构的两个相同的DNA,并展示学生建构的不同的DNA,比较DNA准确复制的含义。
1.DNA准确复制的保障条件
思考:哪些因素有助于DNA的准确复制?

2.亲代DNA和子代DNA间的数量关系

(1)①③链间称为( );
(2)①④间称为( );
(3)亲代DNA有20个碱基,合成子一代DNA需( )个碱基;
(4)亲代DNA有A碱基10个,合成子一代DNA需A( )个。




学生在对DNA复制模拟的基础上,分析DNA 能准确复制的条件。








分析DNA复制过程中涉及的数量关系。




在模型建构的基础上,引导学生上升到对DNA准确复制的保障条件。








引导学生思考DNA复制内在的数量关系和规律。


重温科学家的实验:展示子二代实验图示。请同学们思考子二代的DNA组成及离心情况分析,难度较大,可以作为课后探究的思考。
尝试思考DNA半保留复制子二代DNA组成和子二代离心结果。

提升学生对知识的认识,上升到再认识的层次,深化理解DNA复制。

课堂
小结
一、复制的方式:半保留复制
二、复制的条件:模板、酶、原料、能量等
三、复制的过程:解旋—合成子链—螺旋
四、复制的意义:准确遗传信息

一起回顾本节知识。


回顾知识结构。

荐 书


向学生推荐两本记录生命科学研究中重要历程的书籍。

薛定谔的《生命是什么》 ;詹姆斯.沃森的《双螺旋》






生命不息,奋斗不止,在科学研究的道路上我们还要继续努力前行。。。 。。。

板书设计
图形的形式呈现DNA的半保留复制方式和DNA复制产生子代的过程

半保留复制 DNA复制过程

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