高中生物-DNA的结构与复制教学设计学情分析教材分析课后反思

DNA分子的结构和复制教学设计

一、教学目标

知识与技能：1、概述DNA分子的结构的特点

2、简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点

情感态度与价值观：1、讨论DNA分子双螺旋结构模型的构建历程学习科学家不

怕失败和善于协作的精神，体位科学研究中闪光思想的重要性。

2、通过引导学生主动模拟DNA的复制过程，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学

生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。

二、教学策略选择与设计

教学策略：自学讨论、动手操作、实体模拟

板书设计：

DNA分子的结构

1、DNA分子双螺旋结构模型的构建历程

2、DNA分子的结构

(1)双链反向平行

⑵基本支骨架:外侧脱氧核糖和磷酸交替连接

⑶内侧碱基配对

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

场所：主要在细胞核

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：半保留复制。

意义：传递遗传信息

三、教学过程

教学教师活动学生活动设计

过程意图及资

源准备

创设情景观看沃森发现DNA结构的影片阅读DNA分子初步了解

导入新课双螺旋结构模DNA分子的

型的构建历程，结构，

讨论问题。学习科学

家的精神。

DNA的基构建脱氧核昔酸的结构模型学生活动相关亲身模拟，

本单位模型代表磷酸，记忆深刻

脱氧核糖，代表

含氮碱基.思

考:两个脱氧核

甘酸怎样连接

DNA分子DNA分子双螺旋结构有什么特点？阅读DNA分子使抽象的

的结构的结构的相关DNA具体

指导学生连接,并利用学生的模拟及内容，仔细观察化，便于学

时讲解.DNA分子的结生理解。

构模式图。

【提问】那么脱氧核甘酸长链是如何相邻两纵排学

构成具有独特双螺旋结构的DNA分生起立模拟脱

子的呢？氧核昔酸连接

成双链DNAO

(当时很多科学家都积极参与了对

DNA分子结构的研究，只有沃森和克

里克以锲而不舍的追求和分工合作

的科学探索，最终提出了DNA分子的

结构模型。)

【简述】沃森和克里克首先借用威尔

金斯和富兰克林提供的DNA衍射图

中反映出的有关数据，推算出了DNA

分子呈螺旋结构。

【安排阅读、提出问题】

1、DNA分子是双螺旋如何构成？

2、碱基排在螺旋外侧，还是螺旋内

侧？【资料分析】

奥地利著名生物化学家查哥夫对碱

基对组成的研究对沃森和克里克的

启迪：

腺喋吟(A)的量等于胸腺喀咤(T)

的量，鸟喋吟(G)的量等于胞喀咤

(C)的量。

【构建模型3】

引发学生思考：”两条长链中的碱基

是怎样连接起来的？”，指导学生继

续构建模型。【同步演示动态课件】

从DNA分子的平面结构到独特的双

螺旋结构。

总结：师生共同归纳出DNA分子的结构要点，并小结出DNA分子的结构具有稳

定性、多样性和特异性。

程序教学活动设计

教师活动学生活动意图

复习旧展示课件并提问：思考回答：学生

知1、DNA化学组成的基本单位1、DNA化学组成的基本已有的

引入新是什么？单位是脱氧核昔酸，每DNA双螺

课2、DNA双螺旋结构的特点和个脱氧核甘酸是由一旋结构的

性质是什么？分子磷酸、一分子脱氧知识是学

总结学生的回答之后，引出核糖、一分子含氮的碱习DNA复

DNA复制的课题。基组成。碱基有四种，制的基

它们是腺喋吟（A）、鸟础，同时

喋吟（G）、胞喀陡（C）、利用DNA

胸腺喀咤（T）。结构与功

2、DNA双螺旋结构的主能的密切

要特点是：DNA分子结关系，培

构具有稳定性、多样养学生辩

性、特异性。证的思维

过程。

关于DNA复制，我们已思考回答发现问

引导回经学习过哪些有关的知识？1、DNA复制发生在有题是科学研

忆还有哪些问题没有解决？丝分裂间期和减数究的第一

发现问以次设问引导学生回忆第一次分裂前的间步。问题使

题已有知识，发现新的问题。期学生产生了

2、由于DNA主要存在与强烈的求知

细胞核内，因此，DNA解疑心理，

复制的场所主要是教师此时抓

细胞核。住这一有利

发现问题时机，提出

关于DNA怎样复紧扣主题的

制？需要哪些条件？复具有挑战

制的结果怎样？有什么性、探索性

特点？等等是还没有解的问题，使

决的问题。学生主动去

探索。

引导学生分组自学课本本模拟

内容和通过模拟试验主动探探索试验的

自索DNA的复制过程。设计和运

主材料：红色、黄色、蓝学生4人一组，合用，旨在激

探分色、绿色塑料夹子，丝带。作学习，利用所提供的发学生探索

组

索简介材料的用途：塑料材料做出DNA的模型，和协作的兴

讨

提夹子有四种颜色，分别代表并共同探讨DNA复制的趣，培养学

论

出四种脱氧核昔酸，用丝带把基本过程。生的动手能

模

假它们连起来表示脱氧核昔酸力和思维能

拟

设链，两条链之间用夹子连结讨论老师提出的问题：力。

探

表示碱基互补配对。DNA复制过程发生哪些

索

展示教师做的DNA模型。变化？结果怎样？

巡视学生的活动，记录

学生出现的问题。

讨论:DNA复制过程中发

生的基本变化？

展分组活动结束后，让有部分学生利用实物展示成

示

代表性的小组成员发言，报展台展示他们模拟的果的目的在

成

告它们学习和探索的过程和DNA复制的过程，并进行于让学生树

果

结果。交流。立自信心，

学

大胆提出自

习

己的假设，

交

培养学生的

流

参与意识和

创新意识，

学会在学习

中如何交

流。

1958年美国生化学家在老师的启发引导本程序

Kornberg在试管中用脱氧核下，学生分析、推理，使学生的对

介昔酸合成DNA。他将大肠杆菌得出结论，即DNA可以比、分析能

绍中提取的DNA聚合酶加入到进行复制，复制时必需力得到了进

介试含有四种丰富的脱氧核昔酸具备四个基本条件----一步的培

绍验和适量的Mg?+的人工体系中，原料、模板、能量、酶。养，知道了

试1并没有发生DNA的合成，当科学实验的

验加入少量的DNA作引子和技巧和方

科ATP作为能源物质，经保温孵法。

学育后，测定其中DNA的含量。

验发现其中的DNA的含量增加

证了，并且新合成的DNA性质

完全决定于加入的作为引物

的DNA。

1958年Meselson和Stehl在老师的启发引导

把大肠杆菌培养在含有重同下，学生们分析试验，

位素(N15)的培养基中，在得出子代DNA的双链中，

介细菌的生长过程中，H进入一条来自亲代(N15),一

绍含氮碱基，经过多次细胞分条是新合成的(N14)的

试裂，细菌细胞的DNA充分地结论，总结出DNA复制

验被N标记上。然后把这些细的特点是半保留复制。

2胞移入正常的轻同位素(N14)

的培养基中，经过一次细胞

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。

观察分组织学生观看DNA复制学生总结DNA复制的概利用课

析的动画课件，引导学生概括念、过程、特点、意义。件的优越

得出结总结DNA复制的概念、过程、性，反复播

论特点、意义。放DNA复制

的动画，使

学生完成由

感性到理性

的知识过渡

达到突出重

点、突破难

点的目的。

课堂小利用多媒体课件引导学生概学生总结本节课知巩固基础知

结括总结识要点识

课堂测基础知识测评学生练习检验知识目

评标达标情况

复习课《DNA分子的结构和复制》课后反思

(1)学生已经复习了核酸的元素组成等相关知识，巩固了有丝分裂、

减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了生物的生殖过程、染色体

的化学组成等相关知识，明确了DNA是主要的遗传物质，为该部分节

的复习奠定了认知基础。

(2)高三学生具备了一定的知识基础，思维的目的性、连续性和逻

辑性也已基本建立，但还不完善，对于探究的方法和知识都有一定印

象，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考，所

以教师在学生复习探究的过程中要进行适当的引导。

复习课《DNA分子的结构和复制》课后反思

新课标理念下的高中生物教学要在“面向全体学生”的基础上

“提高学生的生物科学素养”，采取多种教学形式，重视“探究性

学习”，“注重与现实生活的联系”，使学生达成知识、能力的协

调一致。基于这个理念，在设计这节课时，先让学生先带着问题了

解DNA双螺旋模型构建的过程,接下来通过模拟构建DNA双螺旋结构,

逐步探究如何构建脱氧核甘酸、单链、平面双链、立体空间结构，

从而一步一步地构建出DNA双螺旋结构模型。通过探究构建模型的

过程，学生就会自然地了解DNA双螺旋结构的基本内容，同时还体

验了科学家的研究历程，能够学习到科学家善于捕获分析信息和严

谨的思维品质及持之以恒的科研精神。然后以构建好的DNA模型为依

托，让学生根据老师提出的问题分析模型、主动探究得出DNA结构

的有关知识，再由学生总结出DNA双螺旋结构的主要特点。由于考

虑到这个模型可以很好的解答遗传信息多样性，所以让学生比较不

同组构建的DNA模型，分析探究得出DNA分子多样性的原因。最后

让学生对本节课进行小结。

DNA分子的复制先带领回顾DNA分子复制的定义，时期，场所展

示DNA分子复制的过程图示，让学生描述过程，归纳其条件，特点，

稳定性，让学生体会半保留复制的过程，引导学生解决DNA分子复

制的有关计算

高三的复习时间非常有限，如何设计一轮复习的模式和方案，在

有限的时间里让学生去说、去暴露知识中的漏洞，教师如何做到敢

于不说或少说，都是值得探讨的问题。本节课的知识容量并不是很

大，可扩展的内容却很多，这些内容通过有效的课堂活动引领学生有

效复习，既拓展了知识，也提升了学生的能力。

复习课《DNA分子的结构和复制》教材分析

《DNA分子的结构》这一部分内容也是第三章的重点内容之一。

它既是对前面已学习的孟德尔遗传定律和减数分裂知识进一步的深

化理解，也是整个遗传的基础。它与前面所学的有关《核酸》和《细

胞的增殖》的知识相联系，同时也是学习《DNA的复制》、《基因的

表达》、《基因突变》等生物的遗传和变异理论和选修教材中《基因

工程》的基础。这一部分内容几乎是每年高考都有所涉及，所以学习

好这一节显得很有重要。通过科学的有效的学习，不但可以理解本节

知识点还可以进一步加深高二学生对后面各章节知识的学习和理解

奠定了基础。

《DNA的复制》是人教版教材高中生物必修二第三章第三节

内容。在此之前，学生们已经学习了孟德尔遗传定律和减数分裂知识，

这为过渡到本节内容的学习起到了铺垫的作用。因此，本节内容在遗

传学中具有的重要的地位。

据课程目标,本节内容的要求“概述DNA分子的复制”，是属于“理

解水平”的要求。

《DNA的结构和复制》复习导学案

一.课标要求

1.概述DNA分子是由四种脱氧核昔酸构成，通常由两条互补配对的反向平行长

链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息

2.概述DNA分子通过半保留方式进行复制

二.复习过程

考点一：DNA的分子结构

资料分析L科学家分析了多种生物DNA

的碱基组成，一部分实验数据如以下两表生物猪牛

所示，据表回答下面的问题器官肝脾胰肺肾胃

表1(A+T)…

表2(G+C)上1.431.421.291.291.30

kr

来源

不下T下嚅奖

人1.561.431.001.001.0

纯鱼1.431.431.021.021.02

1.表1中不同生物A/G,T/C的比值相同吗？

小麦

这说明DNA具有什么特点？1.221.181.000.970.99

结核分枝

0.40.41.091.081.1

杆菌

不同生物的A/T,G/C的比值基本相同,

为什么？

2.表2中同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核昔酸的比例基本相同。这说

明DNA具有什么特点？为什么？

考点二：DNA的半保留复制

DNA半保留复制方式的探究

演绎推理：预测子一代，子二代，子三代DNA的离心结果，并标注对应的DNA

类型

亲代DNA

重带

15N/15N-DNA

拓展延伸：请计算子一代，子二代，子三代DNA中含有MN的分子所占的比例？

资料分析2

（2016.全国1.29）将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使

其感染大肠杆菌，在不含32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双

链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比

例为2/n,原因是

资料分析3

资料一：人类基因组含有约31.6亿个碱基对,DNA平均每复制109个碱基对，

产生一个错误

1.DNA复制主要通过什么原理保证复制的准确性？

2.人类基因组每复制一遍，会产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？

资料二：已知果蝇的基因组大小为L8X108bp（bp表示碱基对），真核细胞中

DNA复制的速率一般为50~100bp/so下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡

状结构叫做DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形

成多个复制泡的原因？

果蝇DNA的电镜照片

课堂d、结：整合本节所复习内容，构建本节知识的思维导图

DNA的结构-

DNA的复制.

巩固练习

1.（2018•海南卷）现有DNA分子的两条单链均只含有唳（表示为皈唳）的大

肠杆菌，若将该大肠杆菌在含有限的培养基中繁殖两代，再转到含有"N的培养

基中繁殖一代，则理论上DNA分子的组成类型和比例分别是（）

A.有15N14N和14N14N两种，其比例为1：3

B.有♦丁和一■两种,其比例为1：1

C.有16N16N和14N14N两种，其比例为3：1

D.有15N14N和两种，其比例为3：1

2.（2017•海南卷）DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列

关于生物体内DNA分子中（A+T）/（G+C）与（A+C）/（G+T）两个比例的叙述，正确

的是（）

A.碱基序列不同的双链DNA分子后一