2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的复制教学设计

2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的复制教学设计科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的复制教学设计设计意图本节课旨在通过生动形象的教学方法，帮助学生理解DNA复制的基本过程、条件和特点，掌握DNA复制过程中的关键步骤和酶的作用，以及DNA复制在生物遗传中的作用。结合高一学生的认知水平和人教版必修二生物教材内容，设计本节课的教学活动，以提高学生对DNA复制知识的理解和应用能力，为后续学习基因表达和变异打下坚实基础。核心素养目标分析本节课核心素养目标在于培养学生的科学思维与创新意识，通过探究DNA复制的过程，发展学生的实验设计与问题解决能力。同时，注重科学探究与实践，引导学生通过观察、分析、推理等科学方法，深入理解DNA复制在生物体遗传信息传递中的关键作用，以及其在生物技术中的应用价值。此外，培养正确的生命观念，让学生认识到生命的连续性和生物科学研究的严谨性。重点难点及解决办法重点：DNA复制的过程、条件及精确性的保证。

难点：1.DNA复制过程中的半保留性原理。

2.DNA聚合酶的作用机制及校对功能。

解决办法：

1.DNA复制过程：通过动画演示和模型构建，直观展示DNA双螺旋结构的解开、RNA引物的合成、DNA链的合成及校对剪辑过程，帮助学生形象理解DNA复制的基本步骤。

2.半保留性原理：设计课堂实验或小组讨论，让学生亲自操作模拟DNA复制过程，通过实际操作感受并理解半保留性复制的意义。

3.DNA聚合酶作用机制：结合教材中的图示和文字描述，讲解酶的作用原理，通过案例分析，让学生理解DNA聚合酶如何添加互补核苷酸并确保复制的准确性。

4.校对功能：通过举例说明DNA复制过程中可能出现的错误，以及DNA聚合酶的校对功能如何修正这些错误，强调校对在保持遗传信息稳定性中的重要性。教学资源1.软硬件资源：多媒体投影仪、电脑、生物模型、DNA结构模型。

2.课程平台：校园网络教学平台。

3.信息化资源：教学PPT、动画演示、教学视频。

4.教学手段：小组讨论、课堂实验、案例分析。教学过程设计1.导入环节（用时5分钟）

-利用多媒体展示DNA双螺旋结构图像，提问：“这是什么结构？它在生物体中有什么作用？”

-学生自由发言后，引导：“今天我们将学习DNA复制，这是生命传递信息的核心过程。”

-展示一个简单的DNA复制动画，激发学生的好奇心和求知欲。

2.讲授新课（用时20分钟）

-利用PPT展示DNA复制的基本过程，包括解开双螺旋、合成RNA引物、DNA链的合成和校对剪辑。

-通过模型和动画详细讲解DNA聚合酶的作用机制和校对功能。

-通过案例分析，解释半保留性复制原理及其在生物体遗传信息传递中的重要性。

-强调实验证据如何支持DNA复制理论的建立。

3.课堂互动（用时10分钟）

-将学生分组，每组分配一个DNA复制过程中的关键步骤，要求学生用自己的语言解释该步骤，并与其他小组分享。

-教师针对每个小组的分享进行点评和补充，确保学生对知识点的准确理解。

4.巩固练习（用时5分钟）

-快速问答：教师提出问题，学生抢答，检验学生对DNA复制过程的理解。

-学生在纸上绘制DNA复制过程简图，标注关键步骤和参与的酶。

5.总结与反思（用时3分钟）

-教师引导学生总结DNA复制的主要过程和条件。

-学生分享本节课的学习心得，教师给予反馈。

6.作业布置（用时2分钟）

-布置课后作业：阅读教材相关章节，完成课后练习题，深化对DNA复制过程的理解。知识点梳理一、DNA复制的基本过程

1.DNA分子的解旋：在DNA复制开始时，DNA双螺旋结构在解旋酶的作用下被解开，形成两个单链模板。

2.RNA引物的合成：Primase（引物酶）在单链模板上合成一段短的RNA引物，为DNA聚合酶提供一个起始点。

3.DNA链的合成：

-DNA聚合酶沿着模板链的3'到5'方向移动，并在5'到3'方向上添加互补的核苷酸，形成新的DNA链。

-由于DNA聚合酶只能添加核苷酸到已有的3'端，因此新合成的DNA链是半保留性的，即每个新DNA分子包含一个旧链和一个新链。

4.校对与剪辑：DNA聚合酶具有校对功能，可以识别并移除错误的核苷酸，确保DNA复制的准确性。

二、DNA复制的条件

1.模板：解开的双链DNA作为复制的模板。

2.原料：四种游离的脱氧核苷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）。

3.酶：解旋酶、Primase（引物酶）、DNA聚合酶、DNA连接酶等。

4.ATP：提供能量。

三、DNA复制的特点

1.半保留性：每个新DNA分子包含一个旧链和一个新链。

2.精确性：通过DNA聚合酶的校对功能，确保复制的准确性。

3.连续性与不连续性：在DNA复制过程中，一条新链的合成是连续的（领先链），另一条新链的合成是不连续的（滞后链），形成一系列的DNA片段（Okazaki片段）。

四、DNA复制在生物体遗传中的作用

1.保持遗传信息的稳定性：通过DNA复制，生物体能够将遗传信息准确无误地传递给后代。

2.为基因表达提供模板：DNA复制为基因的转录和翻译提供必要的模板。

五、DNA复制相关实验与技术

1.Meselson和Stahl的实验：通过密度梯度离心，证明了DNA复制的半保留性。

2.PCR技术：利用DNA复制原理，通过循环扩增特定DNA片段，用于基因克隆、基因表达分析等。

六、DNA复制相关疾病与异常

1.DNA复制错误：可能导致基因突变，进而引发遗传性疾病。

2.DNA复制异常：如复制叉停滞、DNA损伤修复缺陷等，可能导致基因组不稳定和肿瘤发生。

七、DNA复制的研究进展与应用

1.DNA复制机制的深入研究，为发展新的基因编辑技术提供了理论基础。

2.DNA复制相关疾病的分子机制研究，为疾病的诊断和治疗提供了新的思路。

八、课堂讨论话题

1.DNA复制过程中的能量消耗与ATP的作用。

2.DNA复制中的校对机制与生物体的生存策略。

3.DNA复制与生物进化之间的关系。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾DNA复制的基本过程，强调每个步骤的关键点和所需的酶。

2.总结DNA复制的条件，包括模板、原料、酶、ATP等。

3.强调DNA复制的特点，如半保留性、精确性以及连续性与不连续性。

4.讨论DNA复制在生物体遗传中的作用，以及与遗传性疾病的关系。

5.提及DNA复制的研究进展和应用，激发学生对科学研究的兴趣。

当堂检测：

1.选择题：

a.DNA复制过程中，哪个酶负责解开双螺旋结构？

b.哪个酶合成RNA引物，为DNA聚合酶提供起始点？

c.DNA复制是半保留性的，这意味着什么？

d.哪个酶具有校对功能，可以移除错误的核苷酸？

学生需在规定时间内完成选择题，教师随后公布答案并解释。

2.简答题：

a.描述DNA复制的基本过程。

b.解释为什么DNA复制是半保留性的。

c.讨论DNA复制在生物体遗传中的作用。

学生需在纸上写下答案，教师随机抽取学生回答，并给出评价。

3.思考题：

a.如果DNA复制过程中没有校对机制，可能会导致什么后果？

b.DNA复制中的连续性与不连续性是如何产生的？

学生进行小组讨论，每组选择一名代表汇报讨论结果，教师给予点评。

4.实践题：

要求学生绘制DNA复制过程的示意图，标注出关键步骤和参与的酶。

教师在黑板上展示正确答案，并与学生绘制的图进行比较，指出需要改进的地方。

检测结束后，教师总结学生的表现，对正确的回答给予肯定，对错误的回答进行分析和纠正，确保学生能够准确理解和掌握DNA复制相关知识。板书设计1.DNA复制的基本过程

①DNA分子的解旋

②RNA引物的合成

③DNA链的合成与校对

2.DNA复制的条件

①模板：解开的双链DNA

②原料：四种脱氧核苷酸

③酶：解旋酶、Primase、DNA聚合酶等

④ATP：提供能量

3.DNA复制的特点与意义

①半保留性

②精确性

③连续性与不连续性

④保持遗传信息的稳定性

4.DNA复制相关实验与技术

①Meselson和Stahl的实验

②PCR技术

5.DNA复制相关疾病与异常

①DNA复制错误

②DNA复制异常

6.DNA复制的研究进展与应用

①基因编辑技术

②分子诊断与治疗教学反思与总结在今天的课堂上，我讲授了关于DNA复制的内容。回顾整个教学过程，我深感课堂教学是一个不断调整和改进的过程。

在教学策略方面，我尝试通过动画和模型来帮助学生直观地理解DNA复制的复杂过程。我发现这种教学方法确实能够吸引学生的注意力，并帮助他们更好地理解抽象的概念。然而，我也注意到，一些学生在理解DNA复制过程中的半保留性原理时仍然存在困惑。未来，我计划增加一些互动环节，比如角色扮演游戏，让学生亲自模拟DNA复制过程，以此来加深他们的理解。

在课堂管理方面，我发现学生在小组讨论时参与度很高，但有时讨论的声音过大，影响了其他小组的学习。我应该在讨论环节设定明确的规则，比如限定讨论时间，要求学生使用适当的音量进行讨论。

教学总结方面，我认为本节课在知识传授方面是成功的。学生能够复述DNA复制的基本过程，并理解其重要性。在技能方面，学生的思维能力和合作能力得到了提升。情感态度上，学生表现出了对生命科学的浓厚兴趣，这让我非常欣慰。

尽管如此，我也发现了一些不足之处。例如，在课堂提问环节，一些学生表现出不愿意主动回答问题的态度。我应该在今后的教学中更加鼓励学生参与，创造一个更加开放和包容的课堂氛围。另外，我在课堂上可能过于注重知识的传授，而忽略了培养学生的批判性思维和问题解决能力。未来，我计划在课堂上增加更多的思考题和实际问题，让学生学会如何将所学知识应用到实际情境中。

针对教学中存在的问题和不足，我将采取以下改进措施：首先，我会调整教学计划，确保每个知识点都有足够的时间进行深入讲解和讨论。其次，我会增加更多的课堂互动活动，让学生在活动中学习和思考。最后，我会定期进行教学反思，根据学生的反馈和学习效果调整教学方法和内容。典型例题讲解例题1：描述DNA复制过程中RNA引物的合成及其作用。

解答：在DNA复制过程中，Primase（引物酶）在单链DNA模板上合成一段短的RNA分子，这段RNA分子称为RNA引物。RNA引物的作用是为DNA聚合酶提供一个3'端的起始点，使得DNA聚合酶能够开始添加脱氧核苷酸，从而合成新的DNA链。

例题2：解释DNA复制中的半保留性原理。

解答：DNA复制的半保留性原理指的是在DNA复制过程中，每个新合成的DNA分子由一条旧链和一条新链组成。这意味着亲代DNA分子的两条链在复制后被保留下来，一条进入每个子代DNA分子中，保证了遗传信息的稳定传递。

例题3：绘制DNA复制过程中滞后链的合成示意图，并解释其不连续性。

解答：滞后链的合成示意图如下：

```

5'→3'

旧链：------↑------↑------↑------↑

新链：------↓------↓------↓------↓

```

滞后链的合成是不连续的，因为它是在5'到3'方向上合成的，而DNA聚合酶只能在3'端添加核苷酸。因此，滞后链的合成形成了一系列短的DNA片段，称为Okazaki片段。

例题4：讨论DNA聚合酶的校对功能在维持DNA复制精确性中的作用。

解答：DNA聚合酶在合成新DNA链的