第3章第3节 DNA的复制 -2023-2024学年高一生物同步教学设计+分层作业（人教版2019必修2）

第3章第3节DNA的复制-2023-2024学年高一生物同步教学设计+分层作业（人教版2019必修2）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）第3章第3节DNA的复制-2023-2024学年高一生物同步教学设计+分层作业（人教版2019必修2）教材分析第3章第3节“DNA的复制”是人教版2019年版高中生物必修2中的核心内容，该章节旨在帮助学生理解DNA复制的基本过程、条件及意义。本节课紧密围绕教材内容，结合实际教学，引导学生通过实验探究和理论分析，深入理解DNA复制的机制，为后续学习基因表达打下坚实基础。核心素养目标培养学生生物学实验探究能力，通过观察、实验和数据分析，理解DNA复制的过程和规律；提升科学思维能力，运用模型解释生物学现象；增强科学态度与责任，认识到生物学知识在解决实际问题中的重要性。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已具备一定的生物学基础知识，包括细胞结构、遗传物质的概念以及细胞分裂的基本过程。然而，对于DNA复制这一复杂过程的具体机制和步骤，学生可能仅有初步的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高一学生对生物学学科普遍保持较高的兴趣，尤其对与生命现象相关的内容。他们具备较强的观察力和分析能力，能够通过实验和模型理解生物学概念。学习风格上，学生中既有偏好直观教学的，也有喜欢通过逻辑推理来学习的。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解DNA复制过程中可能会遇到以下困难：一是对DNA双螺旋结构的理解不够深入，二是难以把握DNA复制过程中的半保留复制原理，三是实验操作技能不足可能影响实验结果的准确性。此外，将抽象的生物学概念与实际应用相结合的能力也是学生需要提升的。教学资源-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实验器材（显微镜、DNA模型、实验试剂等）

-课程平台：学校内部网络教学平台

-信息化资源：DNA复制动画视频、相关实验操作步骤PPT、在线生物学实验模拟软件

-教学手段：互动式教学软件、小组讨论卡片、实验报告模板教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：展示DNA双螺旋结构的图片，提出问题：“你们知道DNA是如何复制自己的吗？”通过这个问题，激发学生的好奇心和探究欲望。

-回顾旧知：简要回顾DNA的概念、结构以及遗传信息的传递过程，帮助学生建立新旧知识的联系。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：详细讲解DNA复制的概念、条件、过程和特点，包括前导链和滞后链的合成、DNA聚合酶的作用等。

-举例说明：通过具体例子，如细菌DNA复制实验，帮助学生理解DNA复制的过程和机制。

-互动探究：组织学生进行小组讨论，探讨DNA复制过程中的关键步骤和影响因素。

3.实验操作（约30分钟）

-学生活动：分组进行DNA复制实验，观察实验现象，记录实验数据。

-教师指导：在实验过程中，教师巡回指导，解答学生疑问，确保实验顺利进行。

4.结果分析（约20分钟）

-学生活动：根据实验数据，分析DNA复制过程中的特点和规律。

-教师指导：引导学生总结实验结果，形成对DNA复制过程的整体认识。

5.模型构建（约20分钟）

-学生活动：利用DNA模型，模拟DNA复制过程，加深对半保留复制原理的理解。

-教师指导：指导学生如何使用模型，并引导学生观察模型与实际过程的异同。

6.应用拓展（约10分钟）

-学生活动：探讨DNA复制在基因工程、遗传病诊断等领域的应用。

-教师指导：引导学生关注生物学知识在实际生活中的应用，提高学生的科学素养。

7.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：完成课后练习题，巩固所学知识。

-教师指导：及时检查学生练习情况，解答学生疑问。

8.总结反思（约5分钟）

-学生活动：回顾本节课所学内容，总结DNA复制过程的关键点和难点。

-教师指导：引导学生思考DNA复制在生物学研究中的重要性，激发学生对生物学的热爱。

9.作业布置（约5分钟）

-学生活动：完成课后作业，为下一节课做好准备。

-教师指导：提醒学生按时完成作业，并注意作业质量。知识点梳理1.DNA复制的基本概念

-定义：DNA复制是指DNA分子在细胞分裂前，通过半保留复制的方式，准确无误地复制出与原DNA分子完全相同的DNA分子的过程。

-意义：DNA复制是生物体遗传信息传递和保持遗传稳定性的基础。

2.DNA复制的基本条件

-环境条件：适宜的温度、pH值和离子浓度。

-物质条件：模板DNA、四种游离的脱氧核苷酸（dATP、dCTP、dGTP、dTTP）、DNA聚合酶、解旋酶、拓扑异构酶等。

3.DNA复制的过程

-解旋：解旋酶解开DNA双螺旋结构，形成单链DNA。

-合成：DNA聚合酶在模板链上，从5'端到3'端合成新的DNA链。

-校对：DNA聚合酶具有校对功能，确保复制过程中碱基配对的准确性。

-连接：DNA连接酶连接新合成的DNA片段，形成完整的DNA分子。

4.DNA复制的半保留复制特点

-每个新合成的DNA分子包含一条来自亲代DNA的链和一条新合成的链。

-保证了遗传信息的稳定传递。

5.DNA复制过程中的酶

-解旋酶：解开DNA双螺旋结构。

-DNA聚合酶：催化DNA合成。

-解旋酶：解开DNA双螺旋结构。

-拓扑异构酶：解除DNA复制过程中产生的拓扑张力。

-DNA连接酶：连接DNA片段。

6.DNA复制的影响因素

-温度：过高或过低都会影响DNA复制的效率。

-pH值：过酸或过碱都会影响DNA复制的效率。

-离子浓度：适当的离子浓度有利于DNA复制。

7.DNA复制的生物学意义

-维持生物体的遗传稳定性。

-为生物体细胞分裂提供遗传物质。

-为基因工程、遗传病诊断等提供理论依据。

8.DNA复制与基因表达的关系

-DNA复制是基因表达的前提条件。

-DNA复制过程中，基因序列的稳定性对基因表达至关重要。

9.DNA复制与生物进化

-DNA复制过程中，基因突变可能导致生物进化。

-DNA复制过程中的错误可能导致遗传病的发生。

10.DNA复制在基因工程中的应用

-基因克隆：通过DNA复制技术，将目的基因插入载体，实现基因的扩增。

-基因治疗：通过DNA复制技术，将正常基因导入患者体内，治疗遗传病。

11.DNA复制与分子生物学技术

-Southernblot：检测特定DNA序列。

-Northernblot：检测特定RNA序列。

-PCR：体外扩增DNA片段。

12.DNA复制与生物信息学

-DNA序列分析：通过DNA复制技术，获取DNA序列，为生物信息学研究提供数据基础。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生参与度：通过观察学生的课堂发言、提问和互动情况，评估学生的参与度和积极性。

-学生专注度：通过学生的眼神交流、笔记记录和课堂活动参与度，评价学生的专注程度。

-学生理解力：通过提问和回答问题，检查学生对DNA复制过程和原理的理解程度。

2.小组讨论成果展示：

-小组合作精神：评估学生在小组讨论中的合作意识和团队协作能力。

-信息整合能力：检查学生能否将所学知识与实际案例相结合，形成有逻辑性的讨论成果。

-表达与沟通能力：通过学生的发言和展示，评价学生的表达清晰度和沟通效果。

3.随堂测试：

-知识掌握情况：通过随堂测试，检验学生对DNA复制基本概念、过程和原理的掌握程度。

-应用能力：测试学生能否将所学知识应用于解决实际问题。

-反思能力：评估学生能否对DNA复制过程中的难点进行自我反思和总结。

4.实验报告评估：

-实验操作规范性：评估学生在DNA复制实验中的操作是否符合规范要求。

-数据记录与分析能力：检查学生是否能够准确记录实验数据，并进行分析和解释。

-实验报告撰写能力：评价学生能否按照要求撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果和讨论。

5.教师评价与反馈：

-针对课堂表现：教师应针对学生在课堂上的积极参与、提问和回答问题给予正面的评价和鼓励。

-针对小组讨论：教师应肯定学生在小组讨论中的贡献，鼓励学生提出创新性观点。

-针对随堂测试：教师应详细分析学生的测试结果，指出学生的优点和不足，并提供相应的学习建议。

-针对实验报告：教师应评价学生的实验操作、数据分析能力和报告撰写能力，指出存在的问题并指导学生改进。通过及时有效的反馈，帮助学生巩固知识，提高学习效果。教学反思与总结哎，这节课讲完之后，我就在想，教学这事儿啊，真是一门艺术，也是一个不断学习和成长的过程。首先，我觉得我在教学方法上还是有点收获的。

我尝试了互动式教学，让学生们通过小组讨论和实验操作来理解DNA复制的原理。看着他们积极地参与，我挺欣慰的。但是，我也发现，有些学生可能对实验操作不太熟悉，我在指导的时候，得更加细致一些，尤其是对于那些实验步骤比较繁琐的地方。

至于策略嘛，我发现PPT的使用挺关键，尤其是那些DNA复制的动画，学生一看就明白了。但是，我也要注意，不能过度依赖PPT，要让学生有时间去思考，去总结。

管理上，我注意到课堂纪律总体还好，但是个别学生还是有点分心。我以后得想办法，比如设置一些小挑战或者小奖励，来吸引他们的注意力。

技能方面，我注意到学生们的观察能力和分析能力有了提升。他们在实验过程中，学会了如何观察、记录和分析数据。

情感态度上，我对学生的积极性感到很满意。他们对待实验和讨论的态度都很认真，这种学习态度是很好的。

但是，当然也有不足之处。比如说，我在讲解DNA双螺旋结构的时候，可能有点快了，有些学生可能没有完全跟上。我以后得注意，对于一些关键的概念和步骤，要多花点时间解释。

还有，我发现个别学生在实验操作上存在一些问题，比如取液量的控制、实验器材的使用等。我以后在实验课上，得更加细致地指导他们。

改进措施嘛，我打算在接下来的教学中，加强对实验操作的训练，同时，对于一些关键知识点，我会通过更多的例子和案例来讲解，帮助学生们更好地理解。典型例题讲解1.例题：

假设某DNA片段的碱基序列为5'-ATCGGCTA-3'，请写出该DNA片段的互补链序列。

答案：3'-TAGCCGAT-5'

2.例题：

在DNA复制过程中，如果A-T碱基对发生错误，错误配对为A-G，请写出可能导致的突变类型。

答案：点突变（替换突变）

3.例题：

假设某DNA片段含有100个碱基，其中G-C碱基对占60%，A-T碱基对占40%。请计算该DNA片段中G-C碱基对的数量。

答案：60个

4.例题：

在DNA复制过程中，如果发生一个碱基的插入，导致序列