高中生物DNA的复制教学设计

《DNA的复制》教学设计河南省新乡市第二中学(453000)张军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加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——实验验证——得出结论）作为本节课的教学根本，以求向学生介绍科学研究的普通过程和办法，并让学生亲身参加探究过程，从而培养学生科学工作的能力和办法。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分子的构造和复制是遗传学的基本理论。“DNA的复制”一学时，在联系DNA构造的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功效。具体内容有：复制的概念、时间、场合、条件、过程、特点、意义。学好这一学时，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亲密的联系，因此本节课在教材中占有重要的地位。重点难点DNA复制过程完毕了遗传信息的传递功效；对DNA复制过程的研究，蕴含着科学研究的过程和办法教育；DNA复制的过程含有微观、动态、持续、抽象的特点。因此，DNA复制的过程既是本学时的教学重点，也是难点。学情分析学生已经含有了DNA双螺旋构造、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本学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，认知构造快速发展，认知能力不停完善。他们能够掌握基本的思维办法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、发明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对应的发展。由于本学时内容含有较深的抽象性，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，设立大量的问题情境，来激发学生的学习爱好和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。教学目的设计知识目的记住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。懂得DNA复制在遗传上的意义能力目的通过介绍、Kornberg的实验以及Meselson、stehl的实验，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，激励学生大胆想象、猜想，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。情感目的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，本学时重要采用启发式教学法，结合直观、比较、讨论、探究等教学办法。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足展开，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普通办法，即发现问题——提出假说——实验验证——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。充足体现教师的“主导”地位。学法设计教学的目的不仅仅是使学生简朴的掌握知识，更重要的是教会学生学习的办法，“授之以渔”。本学时通过设疑导学，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、互相协作、自主学习的能力；通过点拨导议，启发学生思考、分析科学家的实验，概括、总结出对的结论，从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习办法；通过展示小组提出的假设，培养学生的参加意识和创新意识，让学生学会在学习中进行交流的基本办法。充足体现学生的“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模型运用四种彩色塑料夹子、丝带制作（办法见教学程序）。教学程序设计学生运用教师提供的材料，自主探索DNA复制过程，并用实物展台展示成果，提出假说。流程图学生运用教师提供的材料，自主探索DNA复制过程，并用实物展台展示成果，提出假说。运用课件复习DNA双螺旋构造，引入新课。引导所学的知识，发现问题运用课件复习DNA双螺旋构造，引入新课。引导所学的知识，发现问题运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和Meselson、Stehl的实验，验证假说运用多媒体课件展示DNA复制的过程，并和小构成果对比，归纳总结，得出结论。运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和Meselson、Stehl的实验，验证假说运用多媒体课件展示DNA复制的过程，并和小构成果对比，归纳总结，得出结论。教学过程：程序教学活动设计意图教师活动学生活动复习旧知引入新课展示课件并提问：DNA化学构成的基本单位是什么？DNA双螺旋构造的特点和性质是什么？总结学生的回答之后，引出DNA复制的课题。思考回答：DNA化学构成的基本单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基构成。碱基有四种，它们是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。DNA双螺旋构造的重要特点是：DNA分子构造含有稳定性、多样性、特异性。学生已有的DNA双螺旋构造的知识是学习DNA复制的基础，同时运用DNA构造与功效的亲密关系，培养学生辩证的思维过程。引导回想发现问题有关DNA复制，我们已经学习过哪些有关的知识？尚有哪些问题没有解决？以次设问引导学生回想已有知识，发现新的问题。思考回答DNＡ复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期由于DNA重要存在与细胞核内，因此，DNA复制的场合重要是细胞核。发现问题有关DNA如何复制？需要哪些条件？复制的成果如何？有什么特点？等等是还没有解决的问题。发现问题是科学研究的第一步。问题使学生产生了强烈的求知解疑心理，教师此时抓住这一有利时机，提出紧紧围绕主题的含有挑战性、探索性的问题，使学生主动去探索。自主探索提出假设分组讨论模拟探索引导学生分组自学课本内容和通过模拟实验主动探索DNA的复制过程。材料：红色、黄色、蓝色、绿色塑料夹子，丝带。介绍材料的用途：塑料夹子有四种颜色，分别代表四种脱氧核苷酸，用丝带把它们连起来表达脱氧核苷酸链，两条链之间用夹子连结表达碱基互补配对。展示教师做的DNA模型。巡视学生的活动，统计学生出现的问题。讨论：DNA复制过程中发生的基本变化？学生4人一组，合作学习，运用所提供的材料做出DNA的模型，并共同探讨DNA复制的基本过程。讨论老师提出的问题：DNA复制过程发生哪些变化？成果如何？本模拟探索实验的设计和运用，旨在激发学生探索和协作的爱好，培养学生的动手能力和思维能力。展示成果学习交流分组活动结束后，让有代表性的小构组员讲话，报告它们学习和探索的过程和成果。部分学生运用实物展台展示他们模拟的DNA复制的过程，并进行交流。展示成果的目的在于让学生树立自信心，大胆提出自己的假设，培养学生的参加意识和创新意识，学会在学习中如何交流。介绍实验科学验证介绍实验11958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中，并没有发生DNA的合成，当加入少量的DNA作引子和ATP作为能源物质，经保温孵育后，测定其中DNA的含量。发现其中的DNA的含量增加了，并且新合成的DNA性质完全决定于加入的作为引物的DNA。在老师的启发引导下，学生分析、推理，得出结论，即DNA能够进行复制，复制时必需含有四个基本条件——原料、模板、能量、酶。本程序使学生的对比、分析能力得到了进一步的培养，懂得了科学实验的技巧和办法。介绍实验21958年Meselson和Stehl把大肠杆菌培养在含有重同位素（N15）的培养基中，在细菌的生长过程中，N15进入含氮碱基，通过多次细胞分裂，细菌细胞的DNA充足地被N15标记上。然后把这些细胞移入正常的轻同位素（N14）的培养基中，通过一次细胞分裂，抽取细菌样本，从中提取DNA，通过热变性，使DNA双链分开，然后离心。这是他们观察到两条带，一条是重的，一条是轻的。在老师的启发引导下，学生们分析实验，得出子代DNA的双链中，一条来自亲代（N15），一条是新合成的（N14）的结论，总结出DNA复制的特点是半保存复制。观察分析得出结论组织学生观看DNA复制的动画课件，引导学生概括总结DNA复制的概念、过程、特点、意义。学生总结DNA复制的概念、过程、特点、意义。运用课件的优越性，重复播放DNA复制的动画，使学生完毕由感性到理性的知识过渡达成突出重点、突破难点的目的。课堂小结运用多媒体课件引导学生概括总结学生总结本节课知识要点巩固基础知识课堂测评基础知识测评学生练习检查知识目的达标状况课后小结运用多媒体课件，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、总结的基本学习办法。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状况，教师从知识和能力不同层次设计练习题进行测评。1、DNA分子的复制是指以（）为模板来合成（）的过程。2、从DNA分子的复制过程能够看出，DNA分子的（）构造能够为复制DNA提供精确的模板；它的（）确保了复制精确无误地进行。3、DNA复制的意义就在于复制过程使亲代的（）传递给子代，从而使前后裔保持了一定的持续性。4、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5、DNA分子的复制是以周边游离的（）为原料？（A）脱氧核苷酸（B）磷酸（C）脱氧核糖（D）含N碱基6、下列有关DNA复制的说法，其中不对的的是（）：DNA复制过程中需要酶的催化。DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供。DNA分子是边解旋边复制的。DNA复制过程中两条母链均可作模板。实验室里，让一种DNA分子（称第一代）持续复制三代，问：在第四代DNA分子中，有第一代DNA分子链的DNA分子占（）：（A）100%(B)75%(C)50%(D)25%8、研究性学习请同窗们在课后两周的时间内，撰写小论文，题目：《“DNA复制”的研究史》。两周后进行交流，并评比优秀小论文。设计此作业的目的是培养学生查阅资料，收集信息，进行研究性学习的能力。板书设计二、DNA的复制概念：时间：有丝分裂的间期减数第一次分裂前的间期场合：重要在细胞核条件：模板、酶、原料、能量等。过程：边解旋、边复制碱基配对，形成子链。子链与母链结合，构成新的DNA分子。特点：半保存复制。意义：传递遗传信息（点评：本节课教师用反映科学认识的基本过程的办法、程序组织教学，将科学工作办法（发现问题——提出假设——实验验证——得出结论）与课堂教学有机的结合，为学生铺设了符合知识