高中生物DNA分子的复制教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中生物DNA分子的复制教学设计学情分析教材分析课后反思
DNA的复制
一、教材分析及总体思路
本节课在联系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。
本节内容通过学生自主探究,自我发现问题、解决问题,理解DNA的复制过程。
鼓励学生大胆创新,大胆质疑,从而体验探究的乐趣和获得成功后的喜悦;学会科学的探究方法,培养学生动手操作能力与合作精神。
探究活动完成后,设置问题让学生分析DNA复制过程的特点、条件等,领会DNA的结构和碱基互补配对与复制的关系。
借助多媒体手段,突破DNA复制过程的难点。
二、教学模式
根据主体性教学目标,以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度,以培养学生的科学素质为指导,以侧重科学方法教育为归宿,本节课采用“自主探究”的教学模式,融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法,并配以多媒体辅助教学,引导学生模拟DNA复制过程,进行分析、讨论、归纳和总结。
三、教学重难点
(一)重点DNA复制的条件、过程和特点
(二)难点DNA复制的过程
四、教具准备多媒体课件,实物模型
五、教学实施过程
学习阶段
教师的组织与引导
学生活动
设计意图
导入新课
展示图片:
陈佩斯和他的父亲陈强的漫画,两只小狗的图片。
通过图片,我们不难发现,生物的亲子代之间有很多性状是相似的或者相同的。
为什么呢?
这是因为亲代的DNA经过复制,遗传给了子代。
DNA是如何进行复制的呢?
这节课我们就来研究这个问题——DNA的复制。
观察图片
激发学生的学习兴趣。
回顾旧知
首先,我们回顾DNA分子的结构,构建DNA分子结构模型
利用白板和提供的材料,构建DNA分子结构模型。
1、小组合作,利用提供的脱氧核糖核苷酸构建DNA分子的结构模型。
2、确定小组的中心发言人,利用模型讲解DNA分子的结构。
(注意:
说明构建模型的依据)
学生小组合作,动手构建模型。
评价学生对DNA结构的掌握情况,为本节课的学习打好基础。
学习新知
推测DNA分子的复制方式
二、DNA半保留复制的实验证据
1、提出问题
那么,成规则的双螺旋结构的DNA分子是以什么方式进行复制的呢?
2、作出假说:
请你跟据DNA分子的结构,推测DNA复制的方式。
请将你的推测整理到导学案的相应位置。
(可以用不同颜色的笔表示新合成的DNA链)
综合大家的观点,主要有这么两种:
半保留复制和全保留复制。
怎么证明到底哪种观点是正确的呢?
实验证明。
问题:
(1)DNA是肉眼看不见的,如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法?
(2)可以用什么元素对DNA进行标记?
(3)如果亲代DNA是15N作标记的,放在14N的环境中进行培养,则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素?
其质量如何(用重、中、轻表示)?
(4)要验证上述预测,就要分别观察DNA亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子通常是随机混合在一起的。
怎么解决这个问题?
用离心的方法进行分离
3、演绎推理在下图中画出根据两种假说预测的离心结果。
半保留复制
亲代第一代第二代
全保留复制
亲代第一代第二代
4、实验检验:
1957年米希尔森和斯塔尔设计了非常巧妙的实验。
以含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖几代,再将大肠杆菌转移到14N的普通培养液中。
然后,在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA,再将提取的DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA的位置。
实验结果为:
离心后,试管中共出现三条带:
重带,重带和轻带。
5、得出结论:
实验结果与我们所预期的半保留复制的实验结果一样,在试管中出现了DNA的这三条带。
证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。
对假说演绎的过程进行总结。
小组合作,推测DNA的复制方式。
学生实物投影仪展示小组的推测结果。
思考并回答问题
预测在两种假说的情况下,离心的实验结果。
DNA分子复制的过程
三、DNA分子复制的过程
阅读教材P54相关内容,小组讨论,利用所给的模型模拟DNA分子复制的过程。
学生展示模拟的过程,教师进行评价和更正。
小组讨论,利用所提供的模型模拟DNA复制的过程。
DNA复制的条件
DNA复制的条件
问题:
1、从刚才的模拟中我们可以看出,DNA的复制需要哪些条件?
原料、模板。
2、是不是提供了原料,模板,DNA就可以进行复制?
阅读下面的材料,回答问题。
【材料1】1956年,美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出了DNA聚合酶,加入到具有4种丰富脱氧核糖核苷酸的人工合成体系中,经保温孵育后,发现并没有DNA生成。
当加入少量DNA做引子和ATP后,再经保温孵育后,测定DNA的含量,发现DNA含量增加了,而且增加的DNA的(A+T):
(C+G)的比值与所加入的DNA引子相同。
(1)事先放入的4中脱氧核糖核苷酸起什么作用?
(2)加入DNA聚合酶的作用是什么?
(3)加入的少量DNA起什么作用?
(4)该资料还说明DNA的复制需要什么条件?
思考并回答问题
阅读资料,回答问题,总结DNA复制所需要的条件。
DNA复制的再探究
【资料2】为了获知细胞中DNA复制的场所,将变形虫放在有标记的4中脱氧核糖核苷酸培养液中,一段时间后,在细胞核中首先发现有标记的DNA分子。
这说明什么?
DNA复制的场所在细胞核
【资料3】研究表明,DNA的复制总能准确无误的进行,其复制过程中出错的频率仅为1\20000。
你认为DNA能够准确复制最关键的因素是什么?
DNA规则的双螺旋结构碱基互补配对原则
阅读并分析资料,回答问题。
归纳总结
时间
的间期和间期
场所
主要发生在中
条件
模板:
原料:
游离的4种
能量:
酶:
原则
碱基互补配对原则
过程
解旋―→合成子链―→形成子代DNA分子
特点
1
结果
1个DNA分子―→2个子代DNA分子
意义
确保了亲子代之间的连续性
锻炼学生总结能力
DNA复制学情分析
学生通过学习已经初步掌握了DNA的结构,知道了DNA是如何储存遗传信息的。
前面,通过遗传的细胞学基础的学习,学生知道DNA会随染色体的复制而复制。
这样学生自然而然的想到:
DNA是如何由一份变成两份的?
高二学生具备了一定的观察、比较、分析、解决问题及表达的能力,但是很不完善,同时本节课听课的学生属于基础比较好的学生,具备比较强的分析材料,利用材料的能力。
基于这种学情,本节课重新组合了教材内容,首先学生动手组合DNA分子的模型,进一步熟悉DAN分子的结构,然后通过材料分析让学生自主学习相关的内容,最后通过构建DNA复制过程的模型来深化学生的理解。
教师引导学生进行相关知识点的总结归纳,形成比较完整的知识体系。
DNA复制教学效果分析
在本节课的教学中,第一部分探究DNA分子的复制方式中,教学思路设计清晰,以假说演绎方法为主线,学生探究,深入思考,学生活动充
分,课堂气氛活跃,较好的达到了教学效果。
探究活动也体现了学生的主体地位。
在讲解DNA分子的复制方式时,把大部分的时间留给学生自主学习,学生小组内合作模拟探究的过程,教师及时参与各个小组的活动,发现各小组的活动中出现的问题并及时对发现的问题予以纠正,引导学生对复制过程有更准确的理解和掌握,但总的来说对于复制的过程处理有些仓促,应该让小组展示复制的过程和复制之后的效果更好。
但根据学生对当堂检测的回答效果来看学生对DNA复制过程就基本实现了掌握。
DNA复制教材分析
本节课选自人民教育出版社生物必修二第三章第3节。
学生已经了解了DNA是主要的遗传物质,了解了DNA的结构。
在此基础上,本节课继续探究DNA复制的方式、过程以及条件。
本节课在人教版的展示中对DNA分子复制的方式设定为选学内容,教材对DNA分子复制的过程用了一个图片辅助展示,图片可以帮助学生直观认识事物,但是图片是静态的,而实际DNA分子复制是一个动态的过程。
为了引导学生对DNA分子有更加直观的认识,在本节课开始首先让学生自己动手制作DNA分子模型。
对DNA分子复制的方式,引导学生大胆探索、假设,对DNA复制的方式提出猜想,然后通过学习去完善猜想,验证猜想,从而得出DNA复制的方式。
从中体验探究的乐趣和获得成功后的喜悦;学会科学的探究方法,培养学生动手操作能力与合作精神。
在了解了DNA复制的方式之后,阅读课本DNA复制的方式,利用模型模拟DNA复制的过程,在模拟过程中分析思考复制的具体步骤、特点、时期、复制结果。
再结合资料,得出DNA复制所需要的条件、时间、场所。
由于DNA分子属于分子水平,内容较抽象,学生难以直观看见,可通过直观模型教展示,增强学生的感性认识。
本节课设定教学为一课时,课型为新授探究课,学生需要自己动手操作探究,发现解决问题。
DNA的复制学案
学习目标:
1、学生利用假说演绎的过程,探究DNA行复制的方式。
2、通过构建DNA复制的模型,总结DNA复制的过程。
3、通过资料分析得出DNA复制的场所、发生的时期,准确复制的原因,以及多起点复制的特点。
4、通过构建模型,比较亲代与子代DNA的碱基排列顺序,说出DNA复制的生物学意义。
预习案
【温故而知新】
DNA分子的结构
1、DNA分子是由条链组成的,这两条链按方式盘旋成双螺旋结构。
2、DNA分子中的交替连接,排列在外侧,够成基本骨架;排列在内侧。
3、两条链上的碱基通过连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律。
A一定与配对;G一定与配对。
课堂案
一、DNA复制的实验证据
活动一:
尝试对DNA复制进行大胆的推测,将你的推测表示到下面的图解左侧。
(新合成的DNA链可以用不同颜色的笔表示)
1、全保留复制:
2、半保留复制
活动二、演绎推理
在上图中右侧的试管中画出所做假说的预测离心结果。
【思维拓展】
用15N标记的一个DNA分子放在含14N的培养基中复制三次,则
(1)含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为;
(2)含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例为;
(3)只含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为;
(4)只含14N的DNA分子占全部DNA分子的比例为;
二、DNA分子复制的过程
阅读教材P54相关内容,小组讨论,利用所给的模型模拟DNA分子复制的过程。
材料用具:
1、制作好的DNA双螺旋结构模型;
2、分别代表脱氧核糖、磷酸、四种碱基的材料;
3、代表磷酸二酯键的连接物。
活动程序:
1、记录自己制作的DNA双螺旋结构模型的碱基排列顺序
2、实施复制过程。
3、检查并修正复制结果。
4、比较复制之后亲子代DNA的碱基排列顺序
问题:
1、从刚才的模拟中我们可以看出,DNA的复制需要哪些条件?
原料、模板。
是不是提供了原料,模板,DNA就可以进行复制?
阅读下面的材料,回答问题。
【资料1】1956年,美国生化学家康贝格从大肠杆菌中提取出了DNA聚合酶,加入到具有4种丰富脱氧核糖核苷酸的人工合成体系中,经保温孵育后,发现并没有DNA生成。
当加入少量DNA做引子和ATP后,再经保温孵育后,测定DNA的含量,发现DNA含量增加了,而且增加的DNA的(A+T):
(C+G)的比值与所加入的DNA引子相同。
(5)事先放入的4中脱氧核糖核苷酸起什么作用?
(6)加入DNA聚合酶的作用是什么?
(7)加入的少量DNA起什么作用?
(8)该资料还说明DNA的复制需要什么条件?
【资料2】为了获知细胞中DNA复制的场所,将变形虫放在有标记的4中脱氧核糖核苷酸培养液中,一段时间后,在细胞核中首先发现有标记的DNA分子。
这说明什么?
【资料3】研究表明,DNA的复制总能准确无误的进行,其复制过程中出错的频率仅为1\20000。
你认为DNA能够准确复制最关键的因素是什么?
【归纳总结】
时间
的间期和间期
场所
主要发生在中
条件
模板:
原料:
游离的4种
能量:
酶:
原则
碱基互补配对原则
过程
解旋―→合成子链―→形成子代DNA分子
特点
2
结果
1个DNA分子―→2个子代DNA分子
意义
确保了亲子代之间的连续性
DNA分子复制的课后反思
《DNA的复制》对应的“课程标准”要求是“概述DNA分子的复制”。
“DNA复制的方式”并不是本节重点内容。
通过将这部分教学内容设计成“探究DNA复制的方式”引导学生运用假说演绎的科学方法进行探究性学习,没有直接将知识内容呈现给学生,学生教师通过经历科学探究的过程,享受了科学探究的乐趣。
同时,教师借助精心整合的多媒体素材,诱导学生探究DNA复制的方式,一方面对DNA分子复制过程的特点有更直观形象的认识,另一方面也使生物基础知识与经典实验更有机的结合在一起。
DNA复制的过程中,教师大胆放手让学生讨论。
学生在构建DNA复制模型时,肯定会出现各种各样的问题,例如首先把自己构建的DNA分子的两条链全部节选成单链在进行复制,或者在模拟复制中合成子链时首先连接磷酸二酯键,老师在参与各小组活动时,及时发现各小组存在的问题,并利用这些问题和学生一起对复制过程进行分析讨论,学生在分析讨论中逐渐形成自己的认识,进而达到对知识的掌握。
对于DNA分子复制的意义,学生对复制之后的模型进行对比就可以发现,复制之后的DNA序列和之前的DNA序列在碱基排列顺序上完全一致。
至于DNA分子复制的其他知识例如:
复制时期、条件、原料、结果,这些内容学生完全可以通过阅读课本、小组互助来解决。
但在本课中,教师课堂把握能力不够理想,教师对学生小组活动的问题预设不够清楚明了,而且对小组活动关注不够,在小组构建DNA分子模型时,小组到讲台前展示,对小组暴露的问题教师不应该急于纠正,可让其他小组补充,达到共同参与的目的。
教学过程中没板书也合理。
整节课显得前松后紧,最后的探究提升没有时间处理。
DNA分子的复制课标分析
DNA分子的复制是人教版必修二带三章第三节的内容,在课程标准中具体的内容是概述DNA分子的复制,本节在在整个课程的价值是:
通过DNA分子的复制有助于学生认识生命的延续和发展;领悟假说演绎在科学研究的应用。
因此其具体的教学目标概述为以下三部分
(一)知识与技能
1、学生利用假说演绎的过程探究DNA分子复制的方式。
2、通过构建DNA复制的模型,总结DNA复制的过程。
3、通过资料分析得出DNA复制的场所、发生的时期,准确复制的原因,以及多起点复制的特点。
4、通过构建模型,比较亲代与子代DNA的碱基排列顺序,说出DNA复制的生物学意义。
(二)过程与方法
1、通过探究DNA分子的复制方式,形成对假说—演绎法的再认识。
2、通过分析资料,能够用从资料中提取有效信息。
2、通过小组合作模拟DNA复制的过程,能够通过交流沟通解决问题,体验合作交流的过程。
(三)情感态度与价值观
1、通过探究DNA分子的复制方式和复制条件,形成探究意识和科学态度,体会科学实验的严谨性,提高学习兴趣,初步养成提出问题,分析问题,解决问题的能力。
2、通过模拟DNA复制的过程,感受生物体遗传信息传递的准确性,进一步认同结构与功能相统一的生物学观点。
3、体验科学家认识DNA复制的探索历程,感悟科学探究的魅力。
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