2024-2025学年新教材高中生物 第三章 基因的本质 第3节 DNA的复制和第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段教案 新人教版必修第二册

2024-2025学年新教材高中生物第三章基因的本质第3节DNA的复制和第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段教案新人教版必修第二册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容源自2024-2025学年新教材高中生物第三章“基因的本质”中的第3节“DNA的复制”和第4节“基因通常是有遗传效应的DNA片段”，新人教版必修第二册。教学内容围绕DNA的结构、复制过程及其与基因功能的关系展开。学生将通过学习，理解DNA复制的重要性，掌握DNA复制的基本过程，以及基因作为DNA片段如何产生遗传效应。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在之前的学习中已经接触了细胞的基本结构，对DNA作为遗传物质有了初步的认识。在此基础上，本节课将引导学生深入探讨DNA分子的双螺旋结构，以及复制过程中的半保留复制原理。同时，通过学习基因作为有遗传效应的DNA片段，将帮助学生将分子层面的知识与其生物学功能联系起来，加深对生命现象分子基础的理解。二、核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生以下能力：首先，通过探究DNA的复制过程，提高学生的生命观念，使其深刻理解DNA复制的生物学意义及其在遗传信息传递中的关键作用。其次，通过分析基因作为有遗传效应的DNA片段，提升学生的科学思维，使其能够运用分子生物学知识解释遗传现象。再次，通过小组合作讨论与实验模拟，增强学生的科学探究能力，使其在实践中掌握科学研究方法。最后，结合实际案例分析，培养学生的社会责任感，使其认识到基因技术在生物科学领域及社会生活中的重要影响，并在此基础上形成正确的价值观。这些目标与新教材要求紧密相连，旨在全面提升学生的学科核心素养。三、学习者分析1.学生已经掌握了相关知识：在学习本节课之前，学生已经掌握了细胞的结构与功能、生物的遗传规律等基础知识。他们了解了DNA作为遗传物质的基本概念，以及染色体、基因与DNA之间的关系。此外，学生对生物学实验的基本操作方法和科学探究过程也有一定的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中阶段的学生通常对生物学有着浓厚兴趣，尤其是与生活实际相关的生物现象。他们对新知识充满好奇心，具备一定的观察能力和思考能力。在学习风格上，学生倾向于通过合作、讨论和实验等方式进行学习，善于从实践中总结规律。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在本节课的学习过程中，学生可能面临以下困难和挑战：首先，DNA复制和基因表达的概念较为抽象，学生可能难以理解分子层面的生命现象。其次，学生在分析实验结果时，可能会对复制的精确性和遗传信息的传递产生疑问。此外，学生在小组合作中可能会出现沟通不畅、分工不明确等问题，影响学习效果。

针对以上分析，教师应充分关注学生的学习需求，采用多样化的教学方法和策略，帮助学生克服困难，提高学习效果。四、教学方法与策略为了实现本节课的核心素养目标，针对学习者分析结果，选择以下教学方法与策略：

1.讲授与讨论相结合：

教师通过讲授的方式向学生介绍DNA复制的基本过程、基因作为有遗传效应的DNA片段等概念。在讲授过程中，教师可适时提出问题，引导学生进行思考，鼓励他们积极参与讨论。通过课堂讨论，帮助学生巩固所学知识，提高科学思维能力。

教学活动示例：

（1）教师提出问题：“DNA复制过程中，解旋酶和DNA聚合酶分别起到什么作用？”

（2）学生分小组讨论，总结复制过程中的关键步骤和所需酶的作用。

（3）各小组汇报讨论成果，教师进行点评和总结。

2.案例研究与项目导向学习：

结合课本内容，引入与DNA复制和基因表达相关的实际案例，如基因突变引起的遗传病等。通过分析案例，让学生了解分子生物学知识在实际生活中的应用。

教学活动示例：

（1）教师提供案例：“某种遗传病的发生与基因突变有关，请分析可能的突变类型及其影响。”

（2）学生以小组为单位，进行项目导向学习，收集资料、分析案例、提出解决方案。

（3）各小组展示项目成果，教师进行评价和指导。

3.实验教学：

安排与DNA复制和基因表达相关的实验，如PCR扩增、基因表达载体的构建等。通过实验，让学生亲身体验科学研究过程，提高科学探究能力。

教学活动示例：

（1）教师讲解实验原理和操作步骤，强调实验注意事项。

（2）学生分组进行实验操作，观察实验现象，记录实验结果。

（3）教师指导学生分析实验结果，总结实验规律。

4.教学媒体和资源的使用：

（1）PPT：制作精美、清晰的PPT课件，展示DNA结构、复制过程、基因表达等相关图片和动画，帮助学生形象地理解抽象概念。

（2）视频：播放与DNA复制和基因表达相关的科普视频，如“DNA复制过程”等，增强学生的直观感受。

（3）在线工具：利用在线基因编辑软件、生物信息学分析工具等，让学生在课堂上进行实际操作，提高学生的实践能力。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过学校的学习平台，发布关于DNA复制和基因概念的基础资料，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“DNA如何复制？”和“基因如何产生遗传效应？”设计问题，如“DNA复制过程中有哪些关键酶？”和“基因是如何指导蛋白质合成的？”

-监控预习进度：通过学习平台的数据分析，跟踪学生的预习情况，确保学生为课堂学习做好充分准备。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，阅读资料并尝试理解DNA复制的基本过程和基因的功能。

-思考预习问题：对预习问题进行思考，记录自己的理解和新产生的疑问。

-提交预习成果：将笔记、思维导图和问题通过学习平台提交，以便教师了解学生的预习情况。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的自主学习能力，让学生在预习中自主探索知识。

-信息技术手段：利用学习平台和微信群，实现资源的共享和预习进度的监控。

作用与目的：

-让学生提前接触课程重难点，为课堂学习打下基础。

-培养学生的独立思考能力和自主学习习惯。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个关于遗传病的案例视频，引出DNA复制和基因的概念。

-讲解知识点：详细讲解DNA复制的过程，包括解旋、子链合成等，并解释基因如何作为DNA片段产生遗传效应。

-组织课堂活动：设计小组讨论和实验模拟DNA复制过程，让学生在实践中掌握知识。

-解答疑问：针对学生在讨论和实验中的疑问，进行实时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，对教师的提问进行积极思考。

-参与课堂活动：在小组讨论中积极发言，参与实验模拟，体验DNA复制的具体过程。

-提问与讨论：对不理解的部分勇敢提问，与同学和教师进行讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解课程重难点。

-实践活动法：通过实验模拟，增强学生对DNA复制过程的理解。

-合作学习法：通过小组讨论，培养学生的团队协作能力。

作用与目的：

-加深学生对DNA复制和基因概念的理解，突破课程重难点。

-通过实践活动，培养学生的动手操作能力和问题解决能力。

-通过合作学习，提高学生的沟通能力和团队合作意识。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据课程内容，布置相关习题和思考题，巩固学生对DNA复制和基因的理解。

-提供拓展资源：推荐相关书籍、学术文章和在线课程，供学有余力的学生深入探索。

-反馈作业情况：及时批改作业，给出具体反馈，指导学生改进。

学生活动：

-完成作业：认真完成作业，巩固课堂学习成果。

-拓展学习：利用教师提供的资源，进行更深入的学习和研究。

-反思总结：对自己的学习过程进行反思，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习，培养自主学习习惯。

-反思总结法：引导学生通过反思，发现自己的不足，促进自我提升。

作用与目的：

-巩固课堂学习成果，确保学生对DNA复制和基因概念的理解。

-拓宽学生的知识视野，提高学生的学术研究能力。

-通过反思和总结，帮助学生形成长期有效的学习方法，促进个人成长。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-图书：推荐学生阅读《分子生物学》、《基因与遗传》等与DNA复制、基因表达相关的专业图书，以加深对课程内容的理解。

-学术文章：引导学生查阅国内外学术期刊上发表的关于DNA复制机制、基因突变与遗传病等方面的研究论文，了解学术前沿动态。

-视频资料：观看与DNA复制、基因表达相关的科普视频，如“DNA复制过程”、“基因表达调控”等，有助于形象地理解抽象概念。

-实验教程：提供关于DNA提取、PCR扩增、基因克隆等实验操作的教程，让学生了解实验原理和操作技巧。

2.拓展建议：

-阅读专业图书：在课后阅读专业图书，了解DNA复制、基因表达的基本原理，以及这些知识在实际应用中的价值。通过阅读，提高自己的专业素养，为未来的生物学学习打下坚实基础。

-查阅学术文章：针对课程内容，查阅相关学术文章，了解科学家们是如何探索和研究DNA复制、基因表达等领域的。通过这个过程，培养自己的学术素养和独立思考能力。

-观看视频资料：利用课外时间观看科普视频，从视觉和听觉上加深对DNA复制、基因表达过程的理解。同时，可以尝试向家人和朋友分享所学知识，提高自己的表达能力。

-学习实验教程：对实验感兴趣的学生，可以自学实验教程，了解实验操作技巧。在条件允许的情况下，可以尝试在实验室进行实践操作，提高自己的动手能力。

-参与学术活动：鼓励学生参加学校或社区组织的学术活动，如学术讲座、科普展览等，与专业人士交流，拓宽自己的知识视野。七、板书设计1.条理清楚、重点突出：

①DNA复制的基本过程

②DNA复制的关键酶及其作用

③基因作为有遗传效应的DNA片段

④基因表达与蛋白质合成的关系

2.简洁明了：

-DNA复制：半保留复制、解旋酶、DNA聚合酶

-基因：遗传信息、转录、翻译、蛋白质

3.艺术性和趣味性：

-利用图形和色彩突出重点，如用不同的颜色标注DNA复制过程中的关键酶。

-设计有趣的插图，如展示DNA双螺旋结构、基因表达过程中的转录和翻译过程。

-使用生动形象的比喻，如将DNA复制比作“复印机”，将基因比作“指挥家”，帮助学生形象地理解抽象概念。八、课堂小结，当堂检测八、课堂小结，当堂检测

一、课堂小结：

1.DNA复制的基本过程：半保留复制、解旋酶的作用、DNA聚合酶的作用。

2.DNA复制的关键酶：解旋酶、DNA聚合酶。

3.基因作为有遗传效应的DNA片段：遗传信息的载体、转录、翻译、蛋白质合成。

4.基因表达与蛋白质合成的关系：基因通过转录和翻译过程指导蛋白质的合成。

二、当堂检测：

1.请简述DNA复制的基本过程。

2.请列举DNA复制过程中的关键酶及其作用。

3.请解释基因作为有遗传效应的DNA片段的含义。

4.请阐述基因表达与蛋白质合成的关系。

检测目的：检验学生对本节课知识点的理解和掌握情况，及时发现问题并进行纠正，巩固学习成果。反思改进措施一、教学特色创新

1.结合实际案例教学：通过引入与DNA复制和基因表达相关的实际案例，如遗传病的发生机制，使学生在理解理论知识的同时，也能了解其在现实生活中的应用。

2.多媒体辅助教学：充分利用PPT、视频等资源，使抽象的DNA复制和基因表达过程直观化，提高学生的学习兴趣。

二、存在主要问题

1.学生参与度不高：在课堂讨论和实验活动中，部分学生参与度不高，可能是因为对知识点的理解不够深入，导致无法积极参与。

2.实验操作能力不足：学生在实验操作中，存在操作不规范、实验结果分析能力不足等问题，需要加强实验技能的培训。

三、改进措施

1.提高学生参与度：针对参与度不高的学生，通过课后辅导、小组合作等方式，帮助他们深入理解知识点，提高课堂参与度。

2.加强实验技能培训：通过增加实验课程、组织实验操作竞赛等方式，提高学生的实验操作能力和实验结果分析能力。同时，鼓励学生多参与实验室的实践活动，提高实践能力。典型例题讲解例题1：

题目：简述DNA复制的基本过程。

答案：DNA复制的基本过程包括解旋、子链合成和连接。首先，解旋酶在ATP的参与下，将DNA双螺旋解开。随后，DNA聚合酶沿着模板链进行合成，形成新的子链。最后，连接酶将新合成的子链与模板链连接，形成完整的DNA分子。

例题2：

题目：DNA复制过程中的关键酶及其作用是什么？

答案：DNA复制过程中的关键酶包括解旋酶和DNA聚合酶。解旋酶的作用是在ATP的参与下，解开DNA双螺旋，形成复制起始位点。DNA聚合酶则沿着模板链进行合成，形成新的子链。

例题3：

题目：请解释基因作为有遗传效应的DNA片段的含义。

答案：基因是DNA分子上的一段具有遗传信息的序列。它通过转录和翻译过程，指导蛋白质的合