高中生物-遗传信息的复制教学设计学情分析教材分析课后反思

第2节《遗传信息的复制》教学设计一、教学目标1.知识目标：（1）概述DNA分子的复制过程；（2）探讨DNA复制的生物学意义。2.能力目标：（1）通过对DNA复制方式的推测，再次领悟假说—演绎法在科学研究中的应用；（2）通过分组探究，增强合作意识，提高合作能力。3.情感态度与价值观目标：（1）认识到合作交流在科学研究中的重要性；（2）认同技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用；（3）认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。二、教学重难点重点：2,4,6DNA分子复制的过程2,4,6难点：对DNA分子复制方式的探究；DNA分子复制的过程三、教法、学法设计（一）教法设计结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用探究式、启发式教学法、角色扮演，引导学生探究DNA复制的方式，当学生遇到问题难以解决时，教师进行恰当的启发，让学生的探究过程得以顺利进行。（二）学法设计本课时通过设疑，学生提出问题——提出假说——演绎推理——实验验证——得出结论。学生小组合作探究DNA复制的方式和复制的过程。教学过程：教学过程教师的组织和引导学生活动设计意图导入1、观看视频，根据性状的遗传，提出问题：鳄鱼妈妈和五个鳄鱼宝宝像不像？为什么性状如此相似？亲代的遗传物质如何多出一份来传递给下一代？2、什么是DNA的复制？一个DNA分子有两条链，复制一次以后得到几个DNA分子，几条链？3、新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像复印文件一样，一个原文件复印产生多个全新的文件？思考后回答：亲代通过减数分裂和受精作用将遗传信息传递给下一代。阅读课本后回答：DNA分子的复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。2个，4条。通过有趣的视频导入，提高学生学习兴趣和注意力。一、DNA复制方式的假说提出假说【合作探究一】1、沃森和克里克在提出了DNA分子双螺旋结构模型后一周，又提出DNA分子复制方式的假说--半保留复制。又有其他科学家提出了全保留复制。阅读课本，思考什么是半保留复制、全保留复制？如果亲代DNA的两条链用蓝色表示，新合成的链都用红色表示，你能设想出得到的DNA分子有可能是什么样子吗？合作探究并完成第一代的复制。请小组代表上黑板展示自己小组的讨论结果。2、教师请其他小组的同学起来表达意见，点评后展示答案。介绍分散复制的概念，并展示三种假说第一代的复制结果，请同学们对照改错。【自主探究一】3、根据三种假说的复制第一代启发，独自完成第二代的复制，并请同学上黑板展示。教师点评指导后展示答案，并让学生修改。学生分小组讨论结果：半保留复制是新形成的两个子代DNA分子中，分别有一条链来自于亲代DNA，另一条链是新合成的。全保留复制形成的两个DNA分子，其中一个DNA两条链完全来自亲代，另外两条是新和成的。其他各小组继续探究并思考两个同学的完成情况，请学生总结并修改自己的答案。学生根据假设，独自完成三种复制的第二代结果，并选派学生上黑板展示。学生修改自己的答案。培养学生的参与意识和学生的合作、探究的精神。培养学生深度挖掘概念的能力，并让学生了解科学发现的方法假说-演绎法的基本步骤。二、DNA复制方式的实验证据二、DNA复制方式的实验证设计实验演绎推理实验验证1、DNA分子的复制是哪种方式呢？如何用实验证明？设计实验的关键是什么？我们可以采用什么方法呢？（提示：三种假设的复制图中用蓝色表示亲代的链，用红色表示子代的链，很容易区分）2、可以标记哪些元素呢？3、如果选择N元素标记，并用蓝色表示15N,红色表示14N，若有三种结构相同的DNA分子：①两条链都为14N的DNA（表示为14N/14N）；②一条链为14N、另一条链为15N的DNA（表示为14N/15N）；③两条链都为15N的DNA（表示为15N/15N）。如何将它们区分开呢？4、离心以后，在离心管里会有几个条带呢？分别对应哪种类型的DNA？如何设计实验用同位素标记的方法将亲子代DNA分子区分呢？将大肠杆菌放在含有15N标记的15NH4Cl培养基中繁殖几代，使所有的大肠杆菌DNA被15N所标记，提取DNA，离心。会出现怎样的条带呢？进而如何设计实验区分子代的DNA？【合作探究二】5、第一代会出现什么样的结果，取决于DNA的复制方式。请同学们分组讨论并在导学案上画出各代的离心情况。（提示：可以根据绘制的假说图像判断，先判断出条带的元素组成，再判断条带位置）请同学起来分析并回答。教师展示结果并讲解可能会出错的分散复制。【自主探究二】6、引导学生分析第一代离心结果，能否判断出复制方式？如何继续设计实验？请同学们独自思考，并在导学案上画出第二代的离心情况。巡视学生的活动，并请学生回答，教师修正并展示答案。让学生修改答案。7、实验结论的得出只有假设跟演绎推理是远远不够的，还需要实验来验证。科学家们进行了实验，实验结果是什么？请同学们根据实验结果得出实验结论。8、回顾结论的得出过程，并总结假说-演绎法的一般过程：提出问题-提出假说-演绎推理-进行实验-得出结论。回答：关键是将亲代和子代DNA分子区分开，可以同位素对DNA分子进行标记。学生回忆DNA分子的元素组成，并回答：C、H、O、N、P。因为质量不同，所以选择密度梯度离心。三个条带，最上面的是轻带14N/14N的DNA分子，中间的是中带14N/15N的DNA分子，最下面是重带15N/15N的DNA分子。出现一条重带。学生思考后回答：将亲代DNA分子放入14N标记的培养基中分裂一次。在老师的启发引导下，学生们分组探讨，分析得出预期结果。学生观察演绎推理的结果，发现半保留复制和分散复制的条带都在中带附近，无法区分。所以应该继续进行实验。将第一代细菌继续在含有14N标记的培养基中进行培养，分裂第二次之后，提取DNA，离心。学生回答：如果是半保留复制，第二代为中带和轻带，且比例相同。如果是全保留复制，第二代离心后是两个条带，轻带和重带，且轻带宽度是重带的三倍。分散复制第二代位于中带和轻带之间。第一代离心后DNA条带为一条中带，可以排除全保留复制，第二代为中带和轻带，且比例相同，排除分散复制。因此DNA的复制方式是半保留复制。从设计实验到演绎推理，旨在激发学生探索和协作的兴趣，培养学生分析问题解决问题的能力，让学生养成严谨的科学态度。实验验证阶段旨在让学生知道科学结论的得出是要靠实验证据的，了解科学发现是在曲折中不断前进的。三、DNA分子的复制过程观看视频角色扮演观看视频1、组织学生观看DNA复制的动画，让学生对DNA的复制有感性的认识。【自主学习】2、阅读课本P11-12页，DNA复制的过程，思考复制的时间、场所、过程、条件、意义等问题。思考DNA复制的过程大体可以分为几个阶段？这个过程中两个关键酶是什么？【角色扮演】3、以小组为单位，部分同学扮演解旋酶，部分同学扮演DNA聚合酶，完成一段已知DNA片段的复制过程。选两个学生（酶）代表，上讲台给大家展示自己在DNA复制过程中的作用。并提问两个同学他们分别作用于什么化学键。思考复制过程所需要的四个条件及特点？再次观看动画，对DNA分子复制过程有全新的认识，观看完成后，比较新合成的DNA和亲代DNA的碱基序列是否完全一样？分析DNA分子能精确复制的条件。5、思考DNA分子复制的时间、主要场所以及意义，并结合导入里视频中的情境解说DNA分子复制的意义。学生阅读课本，带着问题独立学习DNA分子的复制。过程：解链--合成子链--复旋。解旋酶和DNA聚合酶。部分同学扮演解旋酶，部分同学扮演DNA聚合酶，在白板上完成DNA的解旋和合成子链的过程。两位学生上台展示自己的动手制作成果并讲解。条件：模板：两条链分别作为模板原料：四种脱氧核苷酸能量：由ATP提供酶：解旋酶、DNA聚合酶特点：边解旋边复制、半保留复制。完全一样。精确复制的条件：双螺旋结构提供精确模板；碱基互补配对保证了复制的准确进行。时间：细胞分裂前的间期主要场所：真核生物主要是细胞核，还有线粒体和叶绿体，原核生物主要是拟核。意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性和一致性。学生通过角色扮演，提高学习兴趣和参与度，能在活动中掌握知识。借助动画，学生可以深刻理解DNA的复制过程。让学生感悟DNA复制的意义。课堂测验1、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”2、某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是（）3、将32P标记的DNA分子放在31P的培养基上培养，经过3次复制，在所形成的子代DNA中，含32P的DNA占总数是（

）A．1/16B．l／8C．1／4D．1／2检测学生对本节课知识的掌握情况。课堂小结学生总结本堂课学习到的主要内容，并请其他同学补充。锻炼学生对知识点的概括能力。五、板书设计第一章第2节遗传信息的复制一、DNA复制方式的假说二、复制的过程1、过程：①解旋②合成子链③复旋2、特点：①边解旋边复制②半保留复制3、原则：碱基互补配对原则4、条件：模板：解开的两条母链原料：四种脱氧核苷酸能量：由ATP提供酶：解旋酶、DNA聚合酶1.2《遗传信息的复制》学情分析本节课传授的对象是高一的学生，学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂的基本知识，在此基础上，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、想象力有了一定的提高，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。DNA分子复制方式的发现通过假说-演绎法确定，对于有一定实验设计基础的学生来说，设置问题，步步引导，启发学生的思维，加上合作探究，能够完成演绎推理并得出结论。DNA的复制是一个复杂而微观的过程，具有较高的抽象性，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，还通过角色扮演与多媒体教学的结合，设置一定的问题情境，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。对于DNA分子复制的过程应用教学视频帮助学生理解。1.2《遗传信息的复制》效果分析从遗传信息的复制方式的假说的提出到结论的得出，问题的设置具有引导性，层层深入，有助于学生对实验方法的正确选择和实验设计意图的理解，从而突破难点。采取了合作探究和自主探究相结合的方式，提高了学生的团队合作与独立思考的能力。从测评结果看，实验部分掌握良好。遗传信息的复制过程的讲解建立在DNA分子双螺旋结构的基础上，通过导学案知识回顾，有利于加强学生的记忆，为整节课打下良好的基础。DNA分子的复制过程比较微观，通过直观教学、角色扮演、视频教学等方法，让学生身临其境，感受复制的过程，提高了学生的参与度和学习兴趣，并有助于加强对复制过程的理解。从测评结果看，学生对DNA分子的复制过程掌握良好。1.2《遗传信息的复制》教材分析本节课是青岛出版社普通高中课程标准实验教学辅导用书生物必修2《遗传与进化》中的第1章第2节。本节前半部分讲述了DNA遗传方式的实验证据，该科学结论发现的方法-假说演绎法为遗传的细胞学的学习打下基础，并且可以提高学生实验设计与分析的能力，有利于学生形成严谨的科学思维模式。DNA的分子结构和复制是遗传学基本理论，本节课在联系DNA的结构基础上，进一步阐明了DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有助于学生对细胞增殖等知识的理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质非常重要。本节内容又是学习遗传基本规律的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。1.2《遗传信息的复制》评测练习【基础自测】1、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（）A.分裂前期B.分裂中期C.分裂后期D.分裂间期2、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”3、实验室内模拟DNA复制所需的一组条件是（）①相关的酶②能量③DNA模板④游离的脱氧核苷酸⑤适宜的温度和酸碱度⑥适宜的光照A.①②③④⑥B.②③④⑤⑥C.①②③④⑤D.①②④⑤⑥4、有两条互补的脱氧核苷酸链组成的DNA分子为第一代，经过两次复制得到的第三代DNA分子的脱氧核苷酸链中与原来第一代DNA分子一条链的碱基序列相同的有（）A.1条 B.2条 C.3条 D.4条5、DNA分子的复制是以周围游离的（）为原料？A.脱氧核苷酸B.磷酸C.脱氧核糖D.含N碱基6、将32P标记的DNA分子放在31P的培养基上培养，经过3次复制，在所形成的子代DNA中，含32P的DNA占总数是（

）A.1/16B.1/8C.1/4D.1/27、将一个DNA分子用14N进行标记，在普通培养基上让其连续复制3次，在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA的脱氧核苷酸链占DNA总的脱氧核苷酸链的比例是（）A.1/32B.1/16C.1/8D.1/48、下图表示DNA分子的片段，下列相关叙述正确的是（）A.DNA聚合酶用于合成=5\*GB3⑤B.DNA分子的多样性和特异性主要决定于④的种类和数目C.DNA解旋酶在①②之间断开DNAD.④表示构成DNA分子的基本单位，⑦构成DNA分子的基本骨架9、根据DNA分子复制的过程回答下列问题：（1）DNA分子的能够为复制提供精确的模板；它的保证了复制能够准确无误地进行。（2）DNA的复制一般发生在细胞的和时期。（3）DNA复制所需的原料是，他们能严格而准确的“对号入座”是因为。（4）形成的子代DNA分子含有一条和一条，因此，DNA分子的复制方式被称为。（5）子代DNA分子和亲代DNA分子的碱基对排列顺序是的；而子代DNA的母链与新链之间的碱基排列顺序是的。（6）如果一个DNA分子连续复制三次，则形成的新DNA分子中，有条新合成的多核苷酸链。【巩固提高】1、把培养在含轻氮（14N）环境中的细菌，转移到含重氮（15N）环境中培养相当于复制一次，然后放回原来的环境中培养相当于连续复制两次后，细菌DNA组成分析表明（）A．轻氮型，重氮型B．轻氮型，中间型C．中间型，重氮型D．轻氮型，轻氮型2、具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数（）A．60个B．80个C．20个D．180个3、双链DNA分子某片段包含m个碱基，其中胞嘧啶n个，该片段复制两次，需要消耗游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（）A．B．C．m－2nD．2(m－2n)4、蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是()A．每条染色体的两条单体都被标记B．每条染色体中都只有一条单体被标记C．只有半数的染色体中一条单体被标记D．每条染色体的两条单体都不被标记5、用15N同位素标记细菌的DNA分子，再将它们放入含14N的培养基上连续繁殖4代，a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N和15N，c只含14N。下图中这三种DNA分子的比例正确的是（）ABCD6、一个被放射性元素标记的双链DNA噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的（）A．1/nB．1/2nC．2/nD．1/27、假定某大肠杆菌含14N的DNA分子的相对质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含15N的DNA分子，假定其DNA的相对分子质量为b。现将含15N的DNA分子的大肠杆菌再培养在含14N的培养中，那么，子二代DNA分子的相对质量平均为（）A．(a+b)/2B．(3a+b)/4C．(2a+3b)/2D．(a+3b)/48、有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构有一个腺嘌呤，则它的其它组成应为（）A．3个磷酸、3个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶B．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胞嘧啶C．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个胸腺嘧啶D．2个磷酸、2个脱氧核糖和1个尿嘧啶9、某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是（）10、含有32P或31P的磷