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《DNA的复制》教学设计通河一中生物组：姜美玲一、总体设计指导思想科学的本质是探究，学习科学的中心环节也是探究。因此，通过探究活动调动学生课堂主动参与是我设计本节课的基本指导思想。本节课突出对学生科学素质的培养，精心设计课堂教学，将科学研究的过程（发现问题——提出假设——试验验证——得出结论）作为本节课的教学主线，以求向学生介绍科学研究的一般过程和方法，并让学生亲身参与探究过程，从而培养学生科学工作的能力和方法。二、教材分析1、内容地位本节课内容是人教版高级中学课本生物全一册必修本第五章第一节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。“DNA的复制”一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。具体内容有：复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。学好这一课时，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。2、前后联系DNA的复制与细胞的有丝分裂、减数分裂以及基因突变等内容有密切的联系，因此本节课在教材中占有重要的地位。3、重点难点DNA复制过程完成了遗传信息的传递功能；对DNA复制过程的研究，蕴含着科学研究的过程和方法教育；DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点。因此，DNA复制的过程既是本课时的教学重点，也是难点。三、学情分析学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本课时将要从分子水平来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成，认知结构迅速发展，认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高，认知活动的自觉性，认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。由于本课时内容具有较深的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。四、教学目标设计知识与技能1、记住DNA复制的概念2、简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。3、知道DNA复制在遗传上的意义过程与方法1、通过介绍、Kornberg的试验以及Meselson、stehl的试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。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。情感态度与价值观1、通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。五、教法、学法设计（一）教法设计结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用启发式教学法，结合直观、比较、讨论、探究等教学方法。通过教师的引导，从知识的发生过程入手，教师把教材中的科学活动过程充分展开，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法，即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论，培养学生的合作、探索的精神，发展学生的思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道，强化素质教育。充分体现教师的“主导”地位。（二）学法设计教学的目的不仅仅是使学生简单的掌握知识，更重要的是教会学生学习的方法，“授之以渔”。本课时通过设疑导学，指导学生自主探索DNA复制的过程，发现知识，培养学生发现问题、解决问题、相互协作、自主学习的能力；通过点拨导议，启发学生思考、分析科学家的试验，概括、总结出正确结论，从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法；通过展示小组提出的假设，培养学生的参与意识和创新意识，让学生学会在学习中进行交流的基本方法。充分体现学生的“主体”地位。六、媒体选择1、多媒体课件（1）用3DSMAX制作的DNA复制过程的三维动画（2）用PowerPoint制作的演示文稿2、实物展台（1）展示教师提供的材料和自制的DNA模型（2）展示学生模拟探索的DNA复制的过程3、自制DNA模型利用四种彩色塑料夹子、丝带制作（方法见教学程序）。七、教学程序设计（1）流程图（2）教学过程：程序教学活动设计意图教师活动学生活动复习旧知展示课件并提问：1、DNA化学组成的基本单位是什么？2、DNA双螺旋结构的特点和性质是什么？总结学生的回答之后，引出DNA复制的课题。思考回答：1、DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。碱基有四种，它们是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础，同时利用DNA结构与功能的密切关系，培养学生辩证的思维过程。利用课件复习DNA双螺旋结构，引入新课。引导所学的知识，发现问题学生利用教师提供的材料，自主探索DNA复制过程，并用实物展台展示成果，提出假说。介绍并分析科学家Kornberg和Meselson、Stehl的试验，验证假说利用多媒体课件展示DNA复制的过程，并和小组结果对比，归纳总结，得出结论。利用多媒体课件引导学生进行课后小结，强化知识的记忆和联系。引入新课2、DNA双螺旋结构的主要特点是：DNA分子结构具有稳定性、多样性、特异性。引导回忆发现问题关于DNA复制，我们已经学习过哪些有关的知识？还有哪些问题没有解决？以次设问引导学生回忆已有知识，发现新的问题。思考回答1、DNＡ复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期2、由于DNA主要存在与细胞核内，因此，DNA复制的场所主要是细胞核。发现问题关于DNA怎样复制？需要哪些条件？复制的结果怎样？有什么特点？等等是还没有解决的问题。发现问题是科学研究的第一步。问题使学生产生了强烈的求知解疑心理，教师此时抓住这一有利时机，提出紧扣主题的具有挑战性、探索性的问题，使学生主动去探索。自主探索提出假设分组讨论模拟探索引导学生分组自学课本内容和通过模拟试验主动探索DNA的复制过程。材料：红色、黄色、蓝色、绿色塑料夹子，丝带。简介材料的用途：塑料夹子有四种颜色，分别代表四种脱氧核苷酸，用丝带把它们连起来表示脱氧核苷酸链，两条链之间用夹子连结表示碱基互补配对。展示教师做的DNA模型。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？学生4人一组，合作学习，利用所提供的材料做出DNA的模型，并共同探讨DNA复制的基本过程。讨论老师提出的问题：DNA复制过程发生哪些变化？结果怎样？本模拟探索试验的设计和运用，旨在激发学生探索和协作的兴趣，培养学生的动手能力和思维能力。展示成果学习交流分组活动结束后，让有代表性的小组成员发言，报告它们学习和探索的过程和结果。部分学生利用实物展台展示他们模拟的DNA复制的过程，并进行交流。展示成果的目的在于让学生树立自信心，大胆提出自己的假设，培养学生的参与意识和创新意识，学会在学习中如何交流。介绍试验科学验证介绍试验11958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中，并没有发生DNA的合成，当加入少量的DNA作引子和ATP作为能源物质，经保温孵育后，测定其中DNA的含量。发现其中的DNA的含量增加了，并且新合成的DNA性质完全决定于加入的作为引物的DNA。在老师的启发引导下，学生分析、推理，得出结论，即DNA可以进行复制，复制时必需具备四个基本条件——原料、模板、能量、酶。本程序使学生的对比、分析能力得到了进一步的培养，知道了科学实验的技巧和方法。介绍试验21958年Meselson和Stehl把大肠杆菌培养在含有重同位素（N15）的培养基中，在细菌的生长过程中，N15进入含氮碱基，经过多次细胞分裂，细菌细胞的DNA充分地被N15标记上。然后把这些细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。在老师的启发引导下，学生们分析试验，得出子代DNA的双链中，一条来自亲代（N15），一条是新合成的（N14）的结论，总结出DNA复制的特点是半保留复制。观察分析得出结论组织学生观看DNA复制的动画课件，引导学生概括总结DNA复制的概念、过程、特点、意义。学生总结DNA复制的概念、过程、特点、意义。利用课件的优越性，反复播放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。课堂小结利用多媒体课件引导学生概括总结学生总结本节课知识要点巩固基础知识课堂测评基础知识测评学生练习检验知识目标达标情况八、课后小结利用多媒体课件，引导学生概括、总结本节课的知识要点，巩固基础知识，培养学生概括、总结的基本学习方法。DNA复制时间场所条件原则结果特点九、教学评价设计为了检测本节课达标情况，教师从知识和能力不同层次设计练习题进行测评。1、DNA分子的复制是指以（）为模板来合成（）的过程。2、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子的（）结构能够为复制DNA提供精确的模板；它的（）保证了复制准确无误地进行。3、DNA复制的意义就在于复制过程使亲代的（）传递给子代，从而使前后代保持了一定的连续性。4、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（）：（A）分裂前期(B)分裂中期（C）分裂后期（D）分裂间期5、DNA分子的复制是以周围游离的（）为原料？（A）脱氧核苷酸（B）磷酸（C）脱氧核糖（D）含N碱基6、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（）：（A）DNA复制过程中需要酶的催化。（B）DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供。（C）DNA分子是边解旋边复制的。（D）DNA复制过程中两条母链均可作模板。7、实验室里，让一个DNA分子（称第一代）连续复制三代，问：在第四代DNA分子中，有第一代DNA分子链的DNA分子占（）：（A）100%(B)75%(C)50%(D)25%8、研究性学习请同学们在课后两周的时间内，撰写小论文，题目：《“DNA复制”的研究史》。两周后进行交流，并评选优秀小论文。设计此作业的目的是培养学生查阅资料，收集信息，进行研究性学习的能力。十、板书设计第二节、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