2024-2025学年新教材高中生物 第二章 遗传信息的复制与表达 第一节 遗传信息的复制教学设计 北师大版必修2

2024-2025学年新教材高中生物第二章遗传信息的复制与表达第一节遗传信息的复制教学设计北师大版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容北师大版必修2《遗传信息的复制与表达》第二章第一节，主要包括以下内容：DNA分子的结构特点，DNA复制的概念、过程和条件，DNA复制的基本规律，以及DNA复制在生物体遗传中的重要意义。通过本节课的学习，使学生掌握DNA复制的原理和过程，理解DNA复制在生物遗传中的重要性。核心素养目标培养学生生物科学思维，理解DNA复制过程中的逻辑关系，提升学生实验探究能力，通过模拟实验和数据分析，锻炼学生的科学探究和数据分析技能。同时，引导学生树立生物观念，认识到DNA复制在生物遗传中的基础作用，增强学生的科学态度与责任意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在此之前已经学习了高中生物的基本概念，如细胞、基因、遗传等。他们对DNA的结构有一定了解，但可能尚未深入到DNA复制的具体过程。学生可能对DNA的半保留复制原理有所耳闻，但对于复制过程中的酶、模板、原料等具体细节还缺乏系统认识。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对生物科学通常抱有浓厚的兴趣，尤其是对遗传学领域。他们具备一定的逻辑思维能力和观察能力，能够从实验现象中提取信息。学习风格上，学生可能以视觉和听觉为主，对实际操作和案例分析有较高的接受度。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习DNA复制时可能会遇到以下困难：一是理解半保留复制机制中的抽象概念；二是难以把握复制过程中的细节，如酶的作用和反应步骤；三是实验操作可能较为复杂，需要精确的技巧。此外，学生可能对实验数据的分析感到困惑，需要教师引导他们正确解读实验结果。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的教学方法，通过讲解DNA复制的基本原理，引导学生思考和讨论。

2.设计模拟DNA复制的实验活动，让学生通过小组合作，动手操作，直观感受DNA复制的动态过程。

3.利用多媒体课件展示DNA结构模型和复制过程动画，帮助学生理解抽象概念。

4.引入案例分析，让学生分析实际生物现象中的DNA复制问题，提高学生的分析能力和应用能力。教学过程设计一、导入环节（用时5分钟）

1.创设情境：展示一张DNA双螺旋结构的图片，提问学生：“你们知道这个结构代表了什么？它在生物体中有什么重要作用？”

2.提出问题：引导学生思考：“DNA如何从亲代传递给后代？这个过程是如何发生的？”

3.引导学生回顾已学知识：简要回顾DNA的结构和基本遗传原理。

二、讲授新课（用时20分钟）

1.讲解DNA复制的基本原理：半保留复制、复制过程（解旋、配对、合成等）。

2.讲解DNA复制过程中的关键酶：解旋酶、DNA聚合酶、连接酶等。

3.通过PPT展示DNA复制过程中的具体步骤和图像，帮助学生理解抽象概念。

4.讨论DNA复制的重要性：保证遗传信息的稳定传递，对生物体生长发育、遗传变异等具有重要意义。

三、巩固练习（用时10分钟）

1.发放练习题：让学生独立完成与DNA复制相关的填空题、选择题和简答题。

2.学生互相检查答案，讨论解题思路。

四、课堂提问（用时5分钟）

1.提问：“DNA复制过程中有哪些关键步骤？”

2.提问：“DNA复制对生物体有哪些意义？”

3.鼓励学生积极回答问题，教师进行点评。

五、师生互动环节（用时5分钟）

1.教师引导学生分析DNA复制过程中可能出现的错误和解决方法。

2.学生分组讨论，教师巡视指导。

3.每组选出代表分享讨论成果，教师点评并总结。

六、实验操作（用时5分钟）

1.教师简要介绍DNA复制模拟实验的原理和步骤。

2.学生分组进行实验操作，教师巡视指导。

3.学生观察实验现象，分析实验结果。

七、核心素养拓展（用时5分钟）

1.教师引导学生思考：DNA复制技术在生物工程、医学等领域有哪些应用？

2.学生分组讨论，教师巡视指导。

3.每组选出代表分享讨论成果，教师点评并总结。

八、总结（用时5分钟）

1.教师总结本节课所学内容，强调DNA复制的重要性。

2.回答学生在课堂上提出的问题，加深学生对知识的理解。

3.布置课后作业，巩固所学知识。

本节课总用时不超过45分钟，教学过程紧扣实际学情，注重培养学生的核心素养，实现教学目标。教学资源拓展1.拓展资源：

-遗传信息的传递与变异：介绍基因突变、基因重组、染色体变异等遗传信息的变异形式及其对生物多样性的影响。

-DNA复制技术：探讨PCR技术、基因工程等现代生物技术中DNA复制技术的应用，如基因克隆、基因测序等。

-遗传疾病：介绍常见的遗传疾病，如囊性纤维化、血红蛋白病等，以及基因治疗等干预措施。

-生物信息学：介绍生物信息学的基本概念、研究方法和应用领域，如基因组学、蛋白质组学等。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读相关的科普书籍或期刊文章，了解遗传信息传递与变异的原理和应用。

-建议学生参与学校或社区组织的生物实验活动，亲自动手操作DNA提取、PCR实验等，加深对DNA复制技术的理解。

-鼓励学生关注遗传疾病的案例，通过查阅资料或咨询专业人士，了解遗传疾病的诊断、治疗和预防方法。

-建议学生利用网络资源，如在线课程、教育平台等，学习生物信息学的基本知识，了解生物信息学在基因组学、蛋白质组学等领域的应用。

-组织学生参观生物实验室、基因检测中心等机构，实地了解现代生物技术的应用和发展。

-通过小组讨论或撰写研究报告的形式，让学生对遗传信息的传递与变异、DNA复制技术、遗传疾病和生物信息学等主题进行深入研究。

-鼓励学生参与科学竞赛或创新项目，将所学知识应用于实际问题解决中，提升学生的创新能力和实践能力。典型例题讲解1.例题：某DNA分子含有15个碱基对，若该DNA分子复制一次，产生的子代DNA分子中碱基对的总数是多少？

答案：15个碱基对复制一次，根据半保留复制原理，每个碱基对会产生两个子代碱基对，因此，15个碱基对将产生30个碱基对。所以，子代DNA分子中碱基对的总数是30个。

2.例题：已知DNA的一条链序列为5'-ATGCATGCATG-3'，请写出另一条互补链的序列。

答案：互补链的序列为3'-TAGCTAGCTAGC-5'。根据碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对。

3.例题：在DNA复制过程中，若DNA聚合酶从某一点开始复制，复制方向为5'→3'，则该DNA分子的5'端和3'端分别是什么？

答案：DNA聚合酶从5'端开始复制，因此，5'端是DNA聚合酶起始复制的一端，而3'端是DNA聚合酶延伸复制的一端。

4.例题：假设一个DNA分子含有10个碱基对，每个碱基对由A、T、G、C四种碱基组成，若该DNA分子复制过程中发生了一次点突变，突变后的DNA分子中有多少个碱基对发生了改变？

答案：在复制过程中，若发生了一次点突变，则只有一个碱基对发生改变。因此，突变后的DNA分子中有1个碱基对发生了改变。

5.例题：某DNA分子含有100个碱基对，已知其复制过程中发生了一次插入突变，插入了一个新的碱基对，那么复制后的DNA分子中碱基对的总数是多少？

答案：原始DNA分子含有100个碱基对，复制后理论上应为200个碱基对。由于发生了一次插入突变，实际上增加了1个碱基对，所以复制后的DNA分子中碱基对的总数是201个。内容逻辑关系①本文重点知识点：

-DNA分子的结构特点：双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，碱基通过氢键连接。

-DNA复制的概念：DNA分子在细胞分裂前通过半保留复制方式自我复制，保证遗传信息的传递。

-DNA复制的过程：解旋、配对、合成。

-DNA复制的基本规律：半保留复制，碱基互补配对。

②本文重点词句：

-“DNA分子在细胞分裂前通过半保留复制方式自我复制。”

-“解旋酶解开DNA双螺旋结构，使两条链分离。”

-“DNA聚合酶催化脱氧核苷酸与模板链上的碱基配对，形成新的DNA链。”

-“半保留复制保证了亲代DNA分子与子代DNA分子在遗传信息上的完全一致。”

③本文逻辑关系：

-DNA分子的结构特点（①）是DNA复制的基础，决定了DNA能够进行半保留复制。

-DNA复制的概念（②）阐述了复制的目的和方式，是理解复制过程的前提。

-DNA复制的过程（③）详细描述了复制的具体步骤，包括解旋、配对和合成。

-DNA复制的基本规律（④）总结了复制过程中的关键原则，如半保留复制和碱基互补配对。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.情境教学：在讲解DNA复制时，我尝试通过模拟实验的方式，让学生亲自操作，感受DNA复制的动态过程，这样的情境教学能更好地激发学生的学习兴趣。

2.多媒体辅助：利用多媒体课件展示DNA结构模型和复制过程动画，将抽象的生物学概念具体化，帮助学生直观理解。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对抽象概念的理解不够深入：尽管我采用了多种教学方法，但部分学生对DNA复制过程中的酶、模板、原料等具体细节理解不够。

2.学生实验操作技能有待提高：在实验操作环节，部分学生由于缺乏实践经验，操作不够熟练，影响了实验效果。

3.课堂互动不足：在课堂提问环节，学生的参与度不高，可能是因为他们对某些问题缺乏信心或者对答案的预期不够明确。

反思改进措施（三）

1.深化抽象概念的教学：在讲解DNA复制的过程中，我将更加注重对抽象概念的解释和举例，通过生活中的实例帮助学生理解。

2.加强实验操作训练：为了提高学生的实验操作技能，我将安排更多的实验练习时间，并邀请有经验的实验员进行指导。

3.提升课堂互动质量：为了鼓励学生积极参与课堂互动，我将设计更多开放性问题，并给予学生更多的时间和空间来表达自己的观点，同时，我将努力营造一个积极、包容的课堂氛围，让学生在轻松的环境中学习。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的参与度较高，对于DNA复制的基本概念和过程有较好的理解。在讲解过程中，大部分学生能够积极提问，对一些难点问题进行了深入讨论。课堂气氛活跃，学生的思维活跃，表现出了对生物科学的浓厚兴趣。

2.小组讨论成果展示：

在小组讨论环节，学生能够根据所学知识，就DNA复制过程中的关键步骤和原理进行讨论。每个小组都能够提出自己的观点，并通过辩论的形式，相互纠正错误，加深了对知识点的理解。展示成果时，各小组的汇报清晰有序，能够准确地表达DNA复制的过程和机制。

3.随堂测试：

随堂测试主要考察学生对DNA复制基本概念的理解和记忆。测试结果显示，大部分学生能够正确回答有关DNA复制的问题，对复制过程的具体步骤也有较好的掌握。但也有部分学生在理解半保留复制和碱基互补配对方面存在困难，需要进一步强化。

4.实验操作评价：

在实验操作环节，学生的实验技能得到了一定程度的提升。大多数学生能够按照实验步骤完成实验，对DNA复制过程有了更直观的认识。然而，部分学生在实验过程中出现了操作不当的情况，如未正确使用实验器材或未严格按照操作流程进行。因此，需要加强对实验操作的指导和监督。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现，教师对学生的积极参与表示肯定，并鼓励他们在今后的学习中继续保持。对于小组讨论成果展示，教师指出学生们的表现良好，能够充分发挥团队协作精神。在随堂测试和实验操作中，教师发现了一些问题，如学生对抽象概念的理解不足，实验操作技能有待提高。因此，教师提