高中生物-DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：1、概述DNA分子的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

2、簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的過(guò)程，并分析、歸納出DNA復(fù)制過(guò)程的特點(diǎn)

情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、討論DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程學(xué)習(xí)科學(xué)家不

怕失敗和善于協(xié)作的精神，體位科學(xué)研究中閃光思想的重要性。

2、通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)模擬DNA的復(fù)制過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象、猜測(cè)，培養(yǎng)學(xué)

生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

二、教學(xué)策略選擇與設(shè)計(jì)

教學(xué)策略：自學(xué)討論、動(dòng)手操作、實(shí)體模擬

板書設(shè)計(jì)：

DNA分子的結(jié)構(gòu)

1、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程

2、DNA分子的結(jié)構(gòu)

(1)雙鏈反向平行

⑵基本支骨架:外側(cè)脫氧核糖和磷酸交替連接

⑶內(nèi)側(cè)堿基配對(duì)

DNA的復(fù)制

概念：

時(shí)間：有絲分裂的間期減數(shù)第一次分裂前的間期

場(chǎng)所：主要在細(xì)胞核

條件：模板、酶、原料、能量等。

過(guò)程：邊解旋、邊復(fù)制堿基配對(duì)，形成子鏈。子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成新的

DNA分子。

特點(diǎn)：半保留復(fù)制。

意義：傳遞遺傳信息

三、教學(xué)過(guò)程

教學(xué)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)

過(guò)程意圖及資

源準(zhǔn)備

創(chuàng)設(shè)情景觀看沃森發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)的影片閱讀DNA分子初步了解

導(dǎo)入新課雙螺旋結(jié)構(gòu)模DNA分子的

型的構(gòu)建歷程，結(jié)構(gòu)，

討論問(wèn)題。學(xué)習(xí)科學(xué)

家的精神。

DNA的基構(gòu)建脫氧核昔酸的結(jié)構(gòu)模型學(xué)生活動(dòng)相關(guān)親身模擬，

本單位模型代表磷酸，記憶深刻

脫氧核糖，代表

含氮堿基.思

考:兩個(gè)脫氧核

甘酸怎樣連接

DNA分子DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？閱讀DNA分子使抽象的

的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的相關(guān)DNA具體

指導(dǎo)學(xué)生連接,并利用學(xué)生的模擬及內(nèi)容，仔細(xì)觀察化，便于學(xué)

時(shí)講解.DNA分子的結(jié)生理解。

構(gòu)模式圖。

【提問(wèn)】那么脫氧核甘酸長(zhǎng)鏈?zhǔn)侨绾蜗噜弮煽v排學(xué)

構(gòu)成具有獨(dú)特雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA分生起立模擬脫

子的呢？氧核昔酸連接

成雙鏈DNAO

(當(dāng)時(shí)很多科學(xué)家都積極參與了對(duì)

DNA分子結(jié)構(gòu)的研究，只有沃森和克

里克以鍥而不舍的追求和分工合作

的科學(xué)探索，最終提出了DNA分子的

結(jié)構(gòu)模型。)

【簡(jiǎn)述】沃森和克里克首先借用威爾

金斯和富蘭克林提供的DNA衍射圖

中反映出的有關(guān)數(shù)據(jù)，推算出了DNA

分子呈螺旋結(jié)構(gòu)。

【安排閱讀、提出問(wèn)題】

1、DNA分子是雙螺旋如何構(gòu)成？

2、堿基排在螺旋外側(cè)，還是螺旋內(nèi)

側(cè)？【資料分析】

奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫?qū)A

基對(duì)組成的研究對(duì)沃森和克里克的

啟迪：

腺喋吟(A)的量等于胸腺喀咤(T)

的量，鳥喋吟(G)的量等于胞喀咤

(C)的量。

【構(gòu)建模型3】

引發(fā)學(xué)生思考：”兩條長(zhǎng)鏈中的堿基

是怎樣連接起來(lái)的？”，指導(dǎo)學(xué)生繼

續(xù)構(gòu)建模型?！就窖菔緞?dòng)態(tài)課件】

從DNA分子的平面結(jié)構(gòu)到獨(dú)特的雙

螺旋結(jié)構(gòu)。

總結(jié)：師生共同歸納出DNA分子的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)，并小結(jié)出DNA分子的結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)

定性、多樣性和特異性。

程序教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)意圖

復(fù)習(xí)舊展示課件并提問(wèn)：思考回答：學(xué)生

知1、DNA化學(xué)組成的基本單位1、DNA化學(xué)組成的基本已有的

引入新是什么？單位是脫氧核昔酸，每DNA雙螺

課2、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和個(gè)脫氧核甘酸是由一旋結(jié)構(gòu)的

性質(zhì)是什么？分子磷酸、一分子脫氧知識(shí)是學(xué)

總結(jié)學(xué)生的回答之后，引出核糖、一分子含氮的堿習(xí)DNA復(fù)

DNA復(fù)制的課題?；M成。堿基有四種，制的基

它們是腺喋吟（A）、鳥礎(chǔ)，同時(shí)

喋吟（G）、胞喀陡（C）、利用DNA

胸腺喀咤（T）。結(jié)構(gòu)與功

2、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主能的密切

要特點(diǎn)是：DNA分子結(jié)關(guān)系，培

構(gòu)具有穩(wěn)定性、多樣養(yǎng)學(xué)生辯

性、特異性。證的思維

過(guò)程。

關(guān)于DNA復(fù)制，我們已思考回答發(fā)現(xiàn)問(wèn)

引導(dǎo)回經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)哪些有關(guān)的知識(shí)？1、DNA復(fù)制發(fā)生在有題是科學(xué)研

憶還有哪些問(wèn)題沒(méi)有解決？絲分裂間期和減數(shù)究的第一

發(fā)現(xiàn)問(wèn)以次設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生回憶第一次分裂前的間步。問(wèn)題使

題已有知識(shí)，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。期學(xué)生產(chǎn)生了

2、由于DNA主要存在與強(qiáng)烈的求知

細(xì)胞核內(nèi)，因此，DNA解疑心理，

復(fù)制的場(chǎng)所主要是教師此時(shí)抓

細(xì)胞核。住這一有利

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)機(jī)，提出

關(guān)于DNA怎樣復(fù)緊扣主題的

制？需要哪些條件？復(fù)具有挑戰(zhàn)

制的結(jié)果怎樣？有什么性、探索性

特點(diǎn)？等等是還沒(méi)有解的問(wèn)題，使

決的問(wèn)題。學(xué)生主動(dòng)去

探索。

引導(dǎo)學(xué)生分組自學(xué)課本本模擬

內(nèi)容和通過(guò)模擬試驗(yàn)主動(dòng)探探索試驗(yàn)的

自索DNA的復(fù)制過(guò)程。設(shè)計(jì)和運(yùn)

主材料：紅色、黃色、藍(lán)學(xué)生4人一組，合用，旨在激

探分色、綠色塑料夾子，絲帶。作學(xué)習(xí)，利用所提供的發(fā)學(xué)生探索

組

索簡(jiǎn)介材料的用途：塑料材料做出DNA的模型，和協(xié)作的興

討

提夾子有四種顏色，分別代表并共同探討DNA復(fù)制的趣，培養(yǎng)學(xué)

論

出四種脫氧核昔酸，用絲帶把基本過(guò)程。生的動(dòng)手能

模

假它們連起來(lái)表示脫氧核昔酸力和思維能

擬

設(shè)鏈，兩條鏈之間用夾子連結(jié)討論老師提出的問(wèn)題：力。

探

表示堿基互補(bǔ)配對(duì)。DNA復(fù)制過(guò)程發(fā)生哪些

索

展示教師做的DNA模型。變化？結(jié)果怎樣？

巡視學(xué)生的活動(dòng)，記錄

學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題。

討論:DNA復(fù)制過(guò)程中發(fā)

生的基本變化？

展分組活動(dòng)結(jié)束后，讓有部分學(xué)生利用實(shí)物展示成

示

代表性的小組成員發(fā)言，報(bào)展臺(tái)展示他們模擬的果的目的在

成

告它們學(xué)習(xí)和探索的過(guò)程和DNA復(fù)制的過(guò)程，并進(jìn)行于讓學(xué)生樹

果

結(jié)果。交流。立自信心，

學(xué)

大膽提出自

習(xí)

己的假設(shè)，

交

培養(yǎng)學(xué)生的

流

參與意識(shí)和

創(chuàng)新意識(shí)，

學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)

中如何交

流。

1958年美國(guó)生化學(xué)家在老師的啟發(fā)引導(dǎo)本程序

Kornberg在試管中用脫氧核下，學(xué)生分析、推理，使學(xué)生的對(duì)

介昔酸合成DNA。他將大腸桿菌得出結(jié)論，即DNA可以比、分析能

紹中提取的DNA聚合酶加入到進(jìn)行復(fù)制，復(fù)制時(shí)必需力得到了進(jìn)

介試含有四種豐富的脫氧核昔酸具備四個(gè)基本條件----一步的培

紹驗(yàn)和適量的Mg?+的人工體系中，原料、模板、能量、酶。養(yǎng)，知道了

試1并沒(méi)有發(fā)生DNA的合成，當(dāng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的

驗(yàn)加入少量的DNA作引子和技巧和方

科ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵法。

學(xué)育后，測(cè)定其中DNA的含量。

驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加

證了，并且新合成的DNA性質(zhì)

完全決定于加入的作為引物

的DNA。

1958年Meselson和Stehl在老師的啟發(fā)引導(dǎo)

把大腸桿菌培養(yǎng)在含有重同下，學(xué)生們分析試驗(yàn)，

位素(N15)的培養(yǎng)基中，在得出子代DNA的雙鏈中，

介細(xì)菌的生長(zhǎng)過(guò)程中，H進(jìn)入一條來(lái)自親代(N15),一

紹含氮堿基，經(jīng)過(guò)多次細(xì)胞分條是新合成的(N14)的

試裂，細(xì)菌細(xì)胞的DNA充分地結(jié)論，總結(jié)出DNA復(fù)制

驗(yàn)被N標(biāo)記上。然后把這些細(xì)的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。

2胞移入正常的輕同位素(N14)

的培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)一次細(xì)胞

分裂，抽取細(xì)菌樣本，從中

提取DNA,通過(guò)熱變性，使

DNA雙鏈分開，然后離心。這

是他們觀察到兩條帶，一條

是重的，一條是輕的。

觀察分組織學(xué)生觀看DNA復(fù)制學(xué)生總結(jié)DNA復(fù)制的概利用課

析的動(dòng)畫課件，引導(dǎo)學(xué)生概括念、過(guò)程、特點(diǎn)、意義。件的優(yōu)越

得出結(jié)總結(jié)DNA復(fù)制的概念、過(guò)程、性，反復(fù)播

論特點(diǎn)、意義。放DNA復(fù)制

的動(dòng)畫，使

學(xué)生完成由

感性到理性

的知識(shí)過(guò)渡

達(dá)到突出重

點(diǎn)、突破難

點(diǎn)的目的。

課堂小利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生概學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知鞏固基礎(chǔ)知

結(jié)括總結(jié)識(shí)要點(diǎn)識(shí)

課堂測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)測(cè)評(píng)學(xué)生練習(xí)檢驗(yàn)知識(shí)目

評(píng)標(biāo)達(dá)標(biāo)情況

復(fù)習(xí)課《DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制》課后反思

(1)學(xué)生已經(jīng)復(fù)習(xí)了核酸的元素組成等相關(guān)知識(shí)，鞏固了有絲分裂、

減數(shù)分裂和受精作用等細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，掌握了生物的生殖過(guò)程、染色體

的化學(xué)組成等相關(guān)知識(shí)，明確了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，為該部分節(jié)

的復(fù)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。

(2)高三學(xué)生具備了一定的知識(shí)基礎(chǔ)，思維的目的性、連續(xù)性和邏

輯性也已基本建立，但還不完善，對(duì)于探究的方法和知識(shí)都有一定印

象，但往往對(duì)探究的目的性及過(guò)程，結(jié)論的形成缺乏理性的思考，所

以教師在學(xué)生復(fù)習(xí)探究的過(guò)程中要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。

復(fù)習(xí)課《DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制》課后反思

新課標(biāo)理念下的高中生物教學(xué)要在“面向全體學(xué)生”的基礎(chǔ)上

“提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”，采取多種教學(xué)形式，重視“探究性

學(xué)習(xí)”，“注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”，使學(xué)生達(dá)成知識(shí)、能力的協(xié)

調(diào)一致。基于這個(gè)理念，在設(shè)計(jì)這節(jié)課時(shí)，先讓學(xué)生先帶著問(wèn)題了

解DNA雙螺旋模型構(gòu)建的過(guò)程,接下來(lái)通過(guò)模擬構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),

逐步探究如何構(gòu)建脫氧核甘酸、單鏈、平面雙鏈、立體空間結(jié)構(gòu)，

從而一步一步地構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)探究構(gòu)建模型的

過(guò)程，學(xué)生就會(huì)自然地了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，同時(shí)還體

驗(yàn)了科學(xué)家的研究歷程，能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)家善于捕獲分析信息和嚴(yán)

謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)及持之以恒的科研精神。然后以構(gòu)建好的DNA模型為依

托，讓學(xué)生根據(jù)老師提出的問(wèn)題分析模型、主動(dòng)探究得出DNA結(jié)構(gòu)

的有關(guān)知識(shí)，再由學(xué)生總結(jié)出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。由于考

慮到這個(gè)模型可以很好的解答遺傳信息多樣性，所以讓學(xué)生比較不

同組構(gòu)建的DNA模型，分析探究得出DNA分子多樣性的原因。最后

讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課進(jìn)行小結(jié)。

DNA分子的復(fù)制先帶領(lǐng)回顧DNA分子復(fù)制的定義，時(shí)期，場(chǎng)所展

示DNA分子復(fù)制的過(guò)程圖示，讓學(xué)生描述過(guò)程，歸納其條件，特點(diǎn)，

穩(wěn)定性，讓學(xué)生體會(huì)半保留復(fù)制的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生解決DNA分子復(fù)

制的有關(guān)計(jì)算

高三的復(fù)習(xí)時(shí)間非常有限，如何設(shè)計(jì)一輪復(fù)習(xí)的模式和方案，在

有限的時(shí)間里讓學(xué)生去說(shuō)、去暴露知識(shí)中的漏洞，教師如何做到敢

于不說(shuō)或少說(shuō)，都是值得探討的問(wèn)題。本節(jié)課的知識(shí)容量并不是很

大，可擴(kuò)展的內(nèi)容卻很多，這些內(nèi)容通過(guò)有效的課堂活動(dòng)引領(lǐng)學(xué)生有

效復(fù)習(xí)，既拓展了知識(shí)，也提升了學(xué)生的能力。

復(fù)習(xí)課《DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制》教材分析

《DNA分子的結(jié)構(gòu)》這一部分內(nèi)容也是第三章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

它既是對(duì)前面已學(xué)習(xí)的孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂知識(shí)進(jìn)一步的深

化理解，也是整個(gè)遺傳的基礎(chǔ)。它與前面所學(xué)的有關(guān)《核酸》和《細(xì)

胞的增殖》的知識(shí)相聯(lián)系，同時(shí)也是學(xué)習(xí)《DNA的復(fù)制》、《基因的

表達(dá)》、《基因突變》等生物的遺傳和變異理論和選修教材中《基因

工程》的基礎(chǔ)。這一部分內(nèi)容幾乎是每年高考都有所涉及，所以學(xué)習(xí)

好這一節(jié)顯得很有重要。通過(guò)科學(xué)的有效的學(xué)習(xí)，不但可以理解本節(jié)

知識(shí)點(diǎn)還可以進(jìn)一步加深高二學(xué)生對(duì)后面各章節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解

奠定了基礎(chǔ)。

《DNA的復(fù)制》是人教版教材高中生物必修二第三章第三節(jié)

內(nèi)容。在此之前，學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂知識(shí)，

這為過(guò)渡到本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)起到了鋪墊的作用。因此，本節(jié)內(nèi)容在遺

傳學(xué)中具有的重要的地位。

據(jù)課程目標(biāo),本節(jié)內(nèi)容的要求“概述DNA分子的復(fù)制”，是屬于“理

解水平”的要求。

《DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制》復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案

一.課標(biāo)要求

1.概述DNA分子是由四種脫氧核昔酸構(gòu)成，通常由兩條互補(bǔ)配對(duì)的反向平行長(zhǎng)

鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息

2.概述DNA分子通過(guò)半保留方式進(jìn)行復(fù)制

二.復(fù)習(xí)過(guò)程

考點(diǎn)一：DNA的分子結(jié)構(gòu)

資料分析L科學(xué)家分析了多種生物DNA

的堿基組成，一部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如以下兩表生物豬牛

所示，據(jù)表回答下面的問(wèn)題器官肝脾胰肺腎胃

表1(A+T)…

表2(G+C)上1.431.421.291.291.30

kr

來(lái)源

不下T下嚅獎(jiǎng)

人1.561.431.001.001.0

純魚1.431.431.021.021.02

1.表1中不同生物A/G,T/C的比值相同嗎？

小麥

這說(shuō)明DNA具有什么特點(diǎn)？1.221.181.000.970.99

結(jié)核分枝

0.40.41.091.081.1

桿菌

不同生物的A/T,G/C的比值基本相同,

為什么？

2.表2中同種生物不同器官細(xì)胞的DNA中脫氧核昔酸的比例基本相同。這說(shuō)

明DNA具有什么特點(diǎn)？為什么？

考點(diǎn)二：DNA的半保留復(fù)制

DNA半保留復(fù)制方式的探究

演繹推理：預(yù)測(cè)子一代，子二代，子三代DNA的離心結(jié)果，并標(biāo)注對(duì)應(yīng)的DNA

類型

親代DNA

重帶

15N/15N-DNA

拓展延伸：請(qǐng)計(jì)算子一代，子二代，子三代DNA中含有MN的分子所占的比例？

資料分析2

（2016.全國(guó)1.29）將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使

其感染大腸桿菌，在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙

鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個(gè)）并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比

例為2/n,原因是

資料分析3

資料一：人類基因組含有約31.6億個(gè)堿基對(duì),DNA平均每復(fù)制109個(gè)堿基對(duì)，

產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤

1.DNA復(fù)制主要通過(guò)什么原理保證復(fù)制的準(zhǔn)確性？

2.人類基因組每復(fù)制一遍，會(huì)產(chǎn)生多少個(gè)錯(cuò)誤？這些錯(cuò)誤可能產(chǎn)生什么影響？

資料二：已知果蠅的基因組大小為L(zhǎng)8X108bp（bp表示堿基對(duì)），真核細(xì)胞中

DNA復(fù)制的速率一般為50~100bp/so下圖為果蠅DNA的電鏡照片，圖中的泡

狀結(jié)構(gòu)叫做DNA復(fù)制泡，是DNA上正在復(fù)制的部分。請(qǐng)你推測(cè)果蠅DNA形

成多個(gè)復(fù)制泡的原因？

果蠅DNA的電鏡照片

課堂d、結(jié)：整合本節(jié)所復(fù)習(xí)內(nèi)容，構(gòu)建本節(jié)知識(shí)的思維導(dǎo)圖

DNA的結(jié)構(gòu)-

DNA的復(fù)制.

鞏固練習(xí)

1.（2018?海南卷）現(xiàn)有DNA分子的兩條單鏈均只含有唳（表示為皈唳）的大

腸桿菌，若將該大腸桿菌在含有限的培養(yǎng)基中繁殖兩代，再轉(zhuǎn)到含有"N的培養(yǎng)

基中繁殖一代，則理論上DNA分子的組成類型和比例分別是（）

A.有15N14N和14N14N兩種，其比例為1：3

B.有?丁和一■兩種,其比例為1：1

C.有16N16N和14N14N兩種，其比例為3：1

D.有15N14N和兩種，其比例為3：1

2.（2017?海南卷）DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對(duì)之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列

關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中（A+T）/（G+C）與（A+C）/（G+T）兩個(gè)比例的敘述，正確

的是（）

A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子后一