2020-2021學年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的復制教學設計

2020-2021學年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的復制教學設計科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2020-2021學年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的復制教學設計設計意圖本節(jié)課旨在通過生動形象的教學方法，幫助學生理解DNA復制的基本過程、條件和特點，掌握DNA復制過程中的關鍵步驟和酶的作用，以及DNA復制在生物遺傳中的作用。結合高一學生的認知水平和人教版必修二生物教材內容，設計本節(jié)課的教學活動，以提高學生對DNA復制知識的理解和應用能力，為后續(xù)學習基因表達和變異打下堅實基礎。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課核心素養(yǎng)目標在于培養(yǎng)學生的科學思維與創(chuàng)新意識，通過探究DNA復制的過程，發(fā)展學生的實驗設計與問題解決能力。同時，注重科學探究與實踐，引導學生通過觀察、分析、推理等科學方法，深入理解DNA復制在生物體遺傳信息傳遞中的關鍵作用，以及其在生物技術中的應用價值。此外，培養(yǎng)正確的生命觀念，讓學生認識到生命的連續(xù)性和生物科學研究的嚴謹性。重點難點及解決辦法重點：DNA復制的過程、條件及精確性的保證。

難點：1.DNA復制過程中的半保留性原理。

2.DNA聚合酶的作用機制及校對功能。

解決辦法：

1.DNA復制過程：通過動畫演示和模型構建，直觀展示DNA雙螺旋結構的解開、RNA引物的合成、DNA鏈的合成及校對剪輯過程，幫助學生形象理解DNA復制的基本步驟。

2.半保留性原理：設計課堂實驗或小組討論，讓學生親自操作模擬DNA復制過程，通過實際操作感受并理解半保留性復制的意義。

3.DNA聚合酶作用機制：結合教材中的圖示和文字描述，講解酶的作用原理，通過案例分析，讓學生理解DNA聚合酶如何添加互補核苷酸并確保復制的準確性。

4.校對功能：通過舉例說明DNA復制過程中可能出現的錯誤，以及DNA聚合酶的校對功能如何修正這些錯誤，強調校對在保持遺傳信息穩(wěn)定性中的重要性。教學資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、電腦、生物模型、DNA結構模型。

2.課程平臺：校園網絡教學平臺。

3.信息化資源：教學PPT、動畫演示、教學視頻。

4.教學手段：小組討論、課堂實驗、案例分析。教學過程設計1.導入環(huán)節(jié)（用時5分鐘）

-利用多媒體展示DNA雙螺旋結構圖像，提問：“這是什么結構？它在生物體中有什么作用？”

-學生自由發(fā)言后，引導：“今天我們將學習DNA復制，這是生命傳遞信息的核心過程?！?/p>

-展示一個簡單的DNA復制動畫，激發(fā)學生的好奇心和求知欲。

2.講授新課（用時20分鐘）

-利用PPT展示DNA復制的基本過程，包括解開雙螺旋、合成RNA引物、DNA鏈的合成和校對剪輯。

-通過模型和動畫詳細講解DNA聚合酶的作用機制和校對功能。

-通過案例分析，解釋半保留性復制原理及其在生物體遺傳信息傳遞中的重要性。

-強調實驗證據如何支持DNA復制理論的建立。

3.課堂互動（用時10分鐘）

-將學生分組，每組分配一個DNA復制過程中的關鍵步驟，要求學生用自己的語言解釋該步驟，并與其他小組分享。

-教師針對每個小組的分享進行點評和補充，確保學生對知識點的準確理解。

4.鞏固練習（用時5分鐘）

-快速問答：教師提出問題，學生搶答，檢驗學生對DNA復制過程的理解。

-學生在紙上繪制DNA復制過程簡圖，標注關鍵步驟和參與的酶。

5.總結與反思（用時3分鐘）

-教師引導學生總結DNA復制的主要過程和條件。

-學生分享本節(jié)課的學習心得，教師給予反饋。

6.作業(yè)布置（用時2分鐘）

-布置課后作業(yè)：閱讀教材相關章節(jié)，完成課后練習題，深化對DNA復制過程的理解。知識點梳理一、DNA復制的基本過程

1.DNA分子的解旋：在DNA復制開始時，DNA雙螺旋結構在解旋酶的作用下被解開，形成兩個單鏈模板。

2.RNA引物的合成：Primase（引物酶）在單鏈模板上合成一段短的RNA引物，為DNA聚合酶提供一個起始點。

3.DNA鏈的合成：

-DNA聚合酶沿著模板鏈的3'到5'方向移動，并在5'到3'方向上添加互補的核苷酸，形成新的DNA鏈。

-由于DNA聚合酶只能添加核苷酸到已有的3'端，因此新合成的DNA鏈是半保留性的，即每個新DNA分子包含一個舊鏈和一個新鏈。

4.校對與剪輯：DNA聚合酶具有校對功能，可以識別并移除錯誤的核苷酸，確保DNA復制的準確性。

二、DNA復制的條件

1.模板：解開的雙鏈DNA作為復制的模板。

2.原料：四種游離的脫氧核苷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）。

3.酶：解旋酶、Primase（引物酶）、DNA聚合酶、DNA連接酶等。

4.ATP：提供能量。

三、DNA復制的特點

1.半保留性：每個新DNA分子包含一個舊鏈和一個新鏈。

2.精確性：通過DNA聚合酶的校對功能，確保復制的準確性。

3.連續(xù)性與不連續(xù)性：在DNA復制過程中，一條新鏈的合成是連續(xù)的（領先鏈），另一條新鏈的合成是不連續(xù)的（滯后鏈），形成一系列的DNA片段（Okazaki片段）。

四、DNA復制在生物體遺傳中的作用

1.保持遺傳信息的穩(wěn)定性：通過DNA復制，生物體能夠將遺傳信息準確無誤地傳遞給后代。

2.為基因表達提供模板：DNA復制為基因的轉錄和翻譯提供必要的模板。

五、DNA復制相關實驗與技術

1.Meselson和Stahl的實驗：通過密度梯度離心，證明了DNA復制的半保留性。

2.PCR技術：利用DNA復制原理，通過循環(huán)擴增特定DNA片段，用于基因克隆、基因表達分析等。

六、DNA復制相關疾病與異常

1.DNA復制錯誤：可能導致基因突變，進而引發(fā)遺傳性疾病。

2.DNA復制異常：如復制叉停滯、DNA損傷修復缺陷等，可能導致基因組不穩(wěn)定和腫瘤發(fā)生。

七、DNA復制的研究進展與應用

1.DNA復制機制的深入研究，為發(fā)展新的基因編輯技術提供了理論基礎。

2.DNA復制相關疾病的分子機制研究，為疾病的診斷和治療提供了新的思路。

八、課堂討論話題

1.DNA復制過程中的能量消耗與ATP的作用。

2.DNA復制中的校對機制與生物體的生存策略。

3.DNA復制與生物進化之間的關系。課堂小結，當堂檢測課堂小結：

1.回顧DNA復制的基本過程，強調每個步驟的關鍵點和所需的酶。

2.總結DNA復制的條件，包括模板、原料、酶、ATP等。

3.強調DNA復制的特點，如半保留性、精確性以及連續(xù)性與不連續(xù)性。

4.討論DNA復制在生物體遺傳中的作用，以及與遺傳性疾病的關系。

5.提及DNA復制的研究進展和應用，激發(fā)學生對科學研究的興趣。

當堂檢測：

1.選擇題：

a.DNA復制過程中，哪個酶負責解開雙螺旋結構？

b.哪個酶合成RNA引物，為DNA聚合酶提供起始點？

c.DNA復制是半保留性的，這意味著什么？

d.哪個酶具有校對功能，可以移除錯誤的核苷酸？

學生需在規(guī)定時間內完成選擇題，教師隨后公布答案并解釋。

2.簡答題：

a.描述DNA復制的基本過程。

b.解釋為什么DNA復制是半保留性的。

c.討論DNA復制在生物體遺傳中的作用。

學生需在紙上寫下答案，教師隨機抽取學生回答，并給出評價。

3.思考題：

a.如果DNA復制過程中沒有校對機制，可能會導致什么后果？

b.DNA復制中的連續(xù)性與不連續(xù)性是如何產生的？

學生進行小組討論，每組選擇一名代表匯報討論結果，教師給予點評。

4.實踐題：

要求學生繪制DNA復制過程的示意圖，標注出關鍵步驟和參與的酶。

教師在黑板上展示正確答案，并與學生繪制的圖進行比較，指出需要改進的地方。

檢測結束后，教師總結學生的表現，對正確的回答給予肯定，對錯誤的回答進行分析和糾正，確保學生能夠準確理解和掌握DNA復制相關知識。板書設計1.DNA復制的基本過程

①DNA分子的解旋

②RNA引物的合成

③DNA鏈的合成與校對

2.DNA復制的條件

①模板：解開的雙鏈DNA

②原料：四種脫氧核苷酸

③酶：解旋酶、Primase、DNA聚合酶等

④ATP：提供能量

3.DNA復制的特點與意義

①半保留性

②精確性

③連續(xù)性與不連續(xù)性

④保持遺傳信息的穩(wěn)定性

4.DNA復制相關實驗與技術

①Meselson和Stahl的實驗

②PCR技術

5.DNA復制相關疾病與異常

①DNA復制錯誤

②DNA復制異常

6.DNA復制的研究進展與應用

①基因編輯技術

②分子診斷與治療教學反思與總結在今天的課堂上，我講授了關于DNA復制的內容。回顧整個教學過程，我深感課堂教學是一個不斷調整和改進的過程。

在教學策略方面，我嘗試通過動畫和模型來幫助學生直觀地理解DNA復制的復雜過程。我發(fā)現這種教學方法確實能夠吸引學生的注意力，并幫助他們更好地理解抽象的概念。然而，我也注意到，一些學生在理解DNA復制過程中的半保留性原理時仍然存在困惑。未來，我計劃增加一些互動環(huán)節(jié)，比如角色扮演游戲，讓學生親自模擬DNA復制過程，以此來加深他們的理解。

在課堂管理方面，我發(fā)現學生在小組討論時參與度很高，但有時討論的聲音過大，影響了其他小組的學習。我應該在討論環(huán)節(jié)設定明確的規(guī)則，比如限定討論時間，要求學生使用適當的音量進行討論。

教學總結方面，我認為本節(jié)課在知識傳授方面是成功的。學生能夠復述DNA復制的基本過程，并理解其重要性。在技能方面，學生的思維能力和合作能力得到了提升。情感態(tài)度上，學生表現出了對生命科學的濃厚興趣，這讓我非常欣慰。

盡管如此，我也發(fā)現了一些不足之處。例如，在課堂提問環(huán)節(jié)，一些學生表現出不愿意主動回答問題的態(tài)度。我應該在今后的教學中更加鼓勵學生參與，創(chuàng)造一個更加開放和包容的課堂氛圍。另外，我在課堂上可能過于注重知識的傳授，而忽略了培養(yǎng)學生的批判性思維和問題解決能力。未來，我計劃在課堂上增加更多的思考題和實際問題，讓學生學會如何將所學知識應用到實際情境中。

針對教學中存在的問題和不足，我將采取以下改進措施：首先，我會調整教學計劃，確保每個知識點都有足夠的時間進行深入講解和討論。其次，我會增加更多的課堂互動活動，讓學生在活動中學習和思考。最后，我會定期進行教學反思，根據學生的反饋和學習效果調整教學方法和內容。典型例題講解例題1：描述DNA復制過程中RNA引物的合成及其作用。

解答：在DNA復制過程中，Primase（引物酶）在單鏈DNA模板上合成一段短的RNA分子，這段RNA分子稱為RNA引物。RNA引物的作用是為DNA聚合酶提供一個3'端的起始點，使得DNA聚合酶能夠開始添加脫氧核苷酸，從而合成新的DNA鏈。

例題2：解釋DNA復制中的半保留性原理。

解答：DNA復制的半保留性原理指的是在DNA復制過程中，每個新合成的DNA分子由一條舊鏈和一條新鏈組成。這意味著親代DNA分子的兩條鏈在復制后被保留下來，一條進入每個子代DNA分子中，保證了遺傳信息的穩(wěn)定傳遞。

例題3：繪制DNA復制過程中滯后鏈的合成示意圖，并解釋其不連續(xù)性。

解答：滯后鏈的合成示意圖如下：

```

5'→3'

舊鏈：------↑------↑------↑------↑

新鏈：------↓------↓------↓------↓

```

滯后鏈的合成是不連續(xù)的，因為它是在5'到3'方向上合成的，而DNA聚合酶只能在3'端添加核苷酸。因此，滯后鏈的合成形成了一系列短的DNA片段，稱為Okazaki片段。

例題4：討論DNA聚合酶的校對功能在維持DNA復制精確性中的作用。

解答：DNA聚合酶在合成新DNA鏈的