《DNA复制》教学设计

DNA 的复制 教学设计 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 一 教材分析一 教材分析 1 内容地位内容地位 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 二 学情分析二 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 三 教学目标设计三 教学目标设计 知识与技能知识与技能 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 四 教法 学法设计四 教法 学法设计 1 教法设计教法设计 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 2 学法设计学法设计 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 五 媒体选择五 媒体选择 1 多媒体课件多媒体课件 用 3DSMAX 制作的 DNA 复制过程的三维动画 用 PowerPoint 制作的演示文稿 2 实物展台实物展台 展示教师提供的材料和自制的 DNA 模型 展示学生模拟探索的 DNA 复制的过程 3 自制自制 DNA 模型模型 利用四种彩色塑料夹子 丝带制作 方法见教学程序 六 教学程序设计六 教学程序设计 1 流程图流程图 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 2 教学过程 教学过程 教 学 活 动 程 序 教 师 活 动学 生 活 动 设 计 意 图 复习旧知 引入新课 3 分钟 展示课件并提问 1 DNA 化学组成的基本单位是什么 2 DNA 分子的空间结构是什么样的 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 2 两条链盘旋成的双螺旋结构 学生已有的 DNA 双螺旋结构的 知识是学习 DNA 复制的基础 由 此引出新课题 引导回忆 发现问题 3 5 分钟 有关 DNA 复制 我们已经学习过哪些 知识 你们觉得还有哪些疑问 以此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 沃森和克里克在发表 DNA 分子双螺旋 结构的那篇著名短文的结尾处写道 在 提出碱基特异性配对的看法后 我们立即 又提出了遗传进行复制的一种可能机理 你能从 DNA 分子的双螺旋结构 设想 出 DNA 复制的方式可能有哪几种吗 假如用 15N 标记母链 用14N 标记子链 请同学们根据假设分组讨论复制一代和两 代的结果是什么 用图形表示结果 教师投影展示部分小组的讨论情况 学生分组分析讨论 提出 DNA 复制的两种假设 全保留复制和半 保留复制 学生根据假设讨论演绎并画图 表示两种复制的结果 小组间相互补充作出评价 培养学生的 参与意识和培养 学生的合作 探 索的精神 并进 一步复习假说 演 绎法 D N A 复 制 方 式 探 讨 约 10 分 钟 分 组 讨 论 模 拟 探 索 1958 年 Meselson 和 Stehl 用含有 15N 的培养基培养大肠杆菌 经过多次细胞分 裂 细菌细胞的 DNA 充分地被 15N 标记上 然后把这些细胞移入正常的含同位素 14N 的 培养基中 然后 在不同时刻 复制不同 代数后 收集细菌样本 从中提取 DNA 再 将提出的 DNA 进行离心 记录离心后试管 中 DNA 的位置 密度大的 DNA 在试管的上方还是下方 密度小的呢 中等的呢 请同学们思考用 密度梯度离心之后试管中的 DNA 条带所在 的位置 并画出示意图 请同学们思考用 密度梯度离心之后试管中的 DNA 条带所在 的位置 并画出示意图 巡视学生的活动 记录学生出现的问 题 教师投影展示部分小组的讨论情况 教师展示科学家的实际实验结果 并总结出科学发现的一般过程 在老师的启发引导下 学生们根据 刚才演绎得结果 推导出这样的可 能实验现象 如果是全保留复制 则离心后 DNA 条带应该只有两条 如果是半保留复制 则离心后 DNA 条带应该有三条 并画出条带的位 置 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 请同学们思考 DNA 复制至少需要什么 条件 科学家是怎么知道这些条件的呢 学生讨论后回答 模板 两条链分别作为模板 原料 四种脱氧核苷酸 能量 由 ATP 提供 酶 解旋酶 聚合酶等 科学家通过推导和实验知道的 学生可能说 不全 老师引导 学生补充完整 介 绍 试 验 请同学们想一想 下面这个事实说明 了什么 1958 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 RNA 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 让学生根据实验结果得出结论 复制除需要四个基本条件外 还需 要其他条件 如 RNA 引物等 旨在提醒学 生不能把书读死 而应该始终保持 怀疑和探究的心 态 模 拟 探 讨 请同学们自学课本上有关 DNA 复制过 程的内容 总结 DNA 复制大体上分为几个 步骤 教师通过拉链来模拟 DNA 复制过程 提出问题 拉链中的各个部件各代表复制过程中 的什么 复制代数和 DNA 数目之间 及与含母 链的 DNA 数目之间有什么关系 DNA 复制过程是否就是完全像拉链的开 合 学生自学并总结 如不完整可 由其他同学补充 解链 合成子链 螺旋 学生分组讨论拉链中的各个部 件各代表复制过程中的什么 由学 生代表发言 培养学生联想理 解的意识 在学 习过程中化抽象 为具体 提高学 习效率 培养学生分析比 较的意识 进一 步加深对 DNA 复 制的理解 D N A 复 制 的 条 件 和 过 程 探 讨 约 20 分 钟 观 看 动 画 组织学生观看 DNA 复制的动画课件 学生随着动画的演示 一起念 出过程 解链 合成子链 螺 旋 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 DNA 复制的 意义 DNA 复制有什么意义 传递遗传信息 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 七 课后小结七 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 八 教学评价设计八 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 D