第3节DNA的复制3终极版.docx
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第3节DNA的复制3终极版
第3节DNA的复制
一教学设计
1.课程标准分析:
本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修2第3章第3节。
DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。
这一课时,在联系DNA结构的基础上,进一步阐明了DNA通过复制传递遗传信息的功能。
学好这一课时,有利于学生对有丝分裂减数分裂遗传规律等知识的理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。
“DNA的复制”又是后面变异部分的基础,学好这一课时,有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。
2.教材内容分析:
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,本节是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。
高中学生的认识体系基本形成,认识结构迅速发展,认识能力不断完善。
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、创造性思维有了较大发展。
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。
由于本节内容具有较强的抽象性,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,不通过启发式教学,设置大量的问题情境,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。
3.教法分析:
结合教材的特点和学生实际,本课时主要采用启发式教学,结合直观、比较、讨论、探讨等教学方法。
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开展,着重引导学生自己去探讨、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—实验验证—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。
4.学法分析:
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。
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、分析科学家的实验,概括总结出正确的结构,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。
5.教学目标:
知识与技能:
概述DNA分子的复制。
过程与方法:
通过讨论交流培养学生口头表达能力和逻辑思维能力。
情感、态度、价值观:
探讨DNA复制的生物学意义。
6.重点难点:
重点:
DNA分子复制的条件、过程和特点。
难点:
DNA分子复制的过程。
7教学过程:
教学程序
教学活动
教学意图
教师活动
学生活动
复习旧知识,引入新课
1、DNA的基本组成单位是什么?
2、DNA分子的空间结构是什么样?
1、DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸
2、两条链盘旋成双螺旋结构
复习DNA结构的有关知识,引出新课内容。
引导回忆,
发现问题
有关DNA复制我们已经学习了那些内容:
如复制的时间?
复制的场所等?
1、DNA复制需要哪些条件呢?
2、DNA复制过程是怎样的呢?
有什么特点?
3、DNA作为遗传物质如何进行精确的复制使遗传信息传递给下一代的?
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间期。
2、DNA复制的主要场所是细胞核。
阅读课本相关知识,思考讨论
发现问题是科学研究的第一步,问题使学生产生强烈的求知欲和浓厚的兴趣。
带着问题出发,在思考中学习。
一推测DNA复制方式
1、引导教材沃森和克里克发表的遗传物质复制的假说,进而总结出半保留复制的概念
讲述:
在DNA复制过程中,原来的双螺旋的两条链并没有被破坏,它们分成单独的两条链,每一条作为模板再合成一条新链,这样新合成的DNA分子中一条是旧的模板链,一条是新合成的链,因此这种方式被称为半保留复制。
理解半保留复制的概念
把基础知识与经典实验有机地结合在一起。
教学程序
教学活动
教学意图
教师活动
学生活动
二DNA复制方式的证据
讲述:
大家阅读教材53页结合图3-12,利用物理化学知识体会科学家实验设计的方法原理步骤结果结论及它的巧妙之处。
强调:
该实验证明了DNA的复制方式是半保留复制。
让学生假设DNA的复制方式:
半保留复制或者全保留复制,然后层层设疑,逐步剖析经典实验。
培养严谨重视实验的态度。
发挥学生的能动作用,让学生主动参与,感受体会实验的设计思路。
三DNA复制过程
1、概念:
指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
DNA的复制过程实质上是遗传信息的复制。
2、时间:
有丝分裂和减数第一次分裂间期。
3、场所:
细胞核(主要)线粒体叶绿体
4、条件:
(1)模板:
两条母链
(2)原料:
四种脱氧核苷酸(3)酶:
DNA解旋酶DNA聚合酶等。
(4)能量:
ATP
5、过程:
(1)解旋提供准确模板:
在ATP供能解旋酶作用下,DNA分子两条链配对的碱基从氢键处断裂,两条螺旋的双链解开,这个过程叫做解旋。
解开的两条单链叫母链(模板链)。
(2)合成互补子链:
以上述解开的每一条链为模板,以周围四种游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对的原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补一段子链。
(3)子母链结合盘绕形成新DNA分子:
在DNA聚合酶的作用下,随着解旋的进行,新合成的子链不断延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构,从而各自形成一个新的DNA分子。
这样一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。
反复播放flash动画,使抽象的东西具体化,使学生由感性认识上升到理性认识。
借助师生讲解和回答,突破DNA复制过程的难点。
组织学生观看DNA复制的flash动画,学生随着动画加深对DNA复制过程的理解解旋——合成子链——螺旋的过程,同时思考以下问题。
教学程序
教学活动
教学意图
教师活动
学生活动
6、DNA复制特点?
7、准确复制的原因?
8、DNA复制的意义?
锻炼学生比较、分析、归纳、总结的能,同时提高学生合作的意识
学生思考回答:
6、DNA复制特点:
(1)DNA是边解旋边复制的。
(2)是一种半保留复制,即在子代双链中,有一条是原有的链,另一条是新合成的子链。
7、准确复制的原因:
(1)DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板。
(2)碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。
8、意义:
DNA通过复制使遗传信息从亲代传递给子代,形成了和亲代完全相同的两个DNA分子,从而保证了物种的相对稳定,保持了遗传信息的连续性,使种族得以延续。
注:
学生回答不足的地方,由教师进行点拨性的补充和完善。
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
检验知识目标达成情况
二、教学实录
复习提问,引入新课(2分钟)
教师:
DNA化学组成的基本单位是什么?
学生1:
DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸,一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸,一分子五碳糖和一分子含N碱基组成。
教师:
很好,请坐。
大家在回忆一下DNA的空间结构是怎样的?
有什么特点?
学生2:
DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘绕成双螺旋结构。
DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧。
两条链上的碱基通过氢键配对,并且配对有一定的规律:
腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对。
教师:
非常不错,请坐。
DNA作为遗传物质必须能够进行精确的复制,有关DNA复制我们已经学习了哪些内容?
学生3:
DNA复制时间是在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,场所主要是在细胞核。
教师:
很好,请坐。
那么DNA是如何通过精确复制,使遗传信息传递给下一代的呢?
请大家阅读教材52页关于DNA复制的推测的内容并且思考什么是半保留复制?
【板书】一、对DNA分子复制的推测
(3分钟用于学生阅读和思考)
学生4:
DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋解开,互补碱基之间的氢键断裂,解开的两条单链作为复制的模板,每一条作为模板再合成一条新链,这样新合成的DNA分子中一条是旧的模板链,一条是新合成的链,因此这种方式被称为半保留复制。
教师:
很好,请坐。
既然DNA复制解开的两条单链作为复制的模板,每一条作为模板再合成一条新链,这样新合成的DNA分子中一条是旧的模板链,一条是新合成的子链。
那么,同学们思考一下,有没有可能两条模板链盘绕成一个DNA分子,而两条新合成的子链盘绕形成一个DNA分子呢?
(教师边讲解边画图演示其过程并比较他们的异同)
这种复制方式只是沃森和克里克提出的一种假说,是否正确,我们必需通过实验证明。
1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术对其进行了证明。
大家请阅读53页相关内容,结合图3-12和相关内容体会它的巧妙之处。
实验过程是怎样的?
我们由此能得到什么结论呢?
(留3分钟让学生阅读|思考和讨论)
学生:
科学家已含有N15标记的NHCL培养液来培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖几代,这样大肠杆菌的DNA就被标记上N15。
再将大肠杆菌转移到N14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离心,记录试管中DNA的位置。
如果DNA是半保留复制,那么离心后应该出现三条带:
一条是N15标记的亲代DNA,密度最大,最靠近试管底部;一条带是,一条链是N14,一条链是N15,密度居中,位置也居中;还有一条带是两条链都N14标记,密度最小,位于试管的上部。
而如果是全保留方式,离心后应该出现两条带:
一条全部是N15,一条全部是N14。
实验结果与前一种预期结果一样,出现三条带,所以可以证明DNA的复制方式是半保留复制。
【板书】二、DNA复制的实验证据
教师:
此实验证明DNA复制的方式的确是半保留复制方式。
下面我们就来学习DNA复制的过程。
【板书】三、DNA复制的过程
1、概念:
指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2、时间:
有丝分裂和减数第一次分裂间期。
3、场所:
细胞核(主要)线粒体叶绿体
我们来观看一下DNA复制的flash动画,观察一下DNA复制的具体过程。
(边播放边讲解)DNA复制大体分为以下三个阶段:
(1)解旋提供准确模板:
在ATP供能解旋酶作用下,DNA分子两条链配对的碱基从氢键处断裂,两条螺旋的双链解开,这个过程叫做解旋。
解开的两条单链叫母链(模板链)。
(2)合成互补子链:
以上述解开的每一条链为模板,以周围四种游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对的原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补一段子链。
(3)子母链结合盘绕形成新DNA分子:
在DNA聚合酶的作用下,随着解旋的进行,新合成的子链不断延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构,从而各自形成一个新的DNA分子。
这样一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子。
【板书】4、过程:
解旋提供准确模板-------合成互补子链------子母链结合盘绕形成新DNA分子。
现在大家思考一下DNA复制需要哪些条件呢?
学生:
DNA复制需要模板:
两条母链;原料:
四种脱氧核苷酸;酶:
DNA解旋酶DNA聚合酶等;能量:
ATP。
【板书】5、条件:
(1)模板:
两条母链
(2)原料:
四种脱氧核苷酸(3)酶:
DNA解旋酶DNA聚合酶等。
(4)能量:
ATP
教师:
DNA复制有什么特点?
学生:
DNA是边解旋边复制的,是一种半保留复制,即在子代双链中,有一条是原有的链,另一条是新合成的子链。
【板书】6、DNA复制特点:
(1)DNA是边解旋边复制的
(2)是一种半保留复制
教师:
DNA为什么能够进行准确的复制呢?
学生:
DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板。
碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。
【板书】7、准确复制的原因:
教师:
DNA复制有什么意义呢?
学生:
DNA通过复制使遗传信息从亲代传递给子代,形成了和亲代完全相同的两个DNA分子,从而保证了物种的相对稳定,保持了遗传信息的连续性,使种族得以延续。
【板书】8、意义
教师:
下面我们回顾一下我们本节主要学习了哪些知识。
(与学生一起小结本节课的重点内容)大家把我们的随堂演练完成,检测和巩固我们所学习的内容。
板书设计:
第3节DNA的复制
一、对DNA分子复制的推测
二、DNA复制的实验证据
三、DNA复制的过程
1概念:
指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2时间:
有丝分裂间期或减数第一次分裂的间期。
3场所:
主要是细胞核
4条件:
模板酶原料能量等。
5过程:
解旋——合成子链——螺旋延伸
6特点:
(1)边解旋边复制
(2)半保留复制方式
7意义:
传递遗传信息,保证物种的稳定性。
三、教学反思
1、亮点:
(1)本设计通过创设问题情境,让学生发现问题---解决问题---发现问题---再解决问题的过程中不断获得学习知识。
特别是在探究DNA复制方式的过程中,没有直接给学生呈现DNA复制方式的结论,而是启发学生思考、讨论,促进学生主动探究DNA复制方式,让学生在活动中体验知识的形成过程,锻炼分析、比较、归纳、总结的能力,加深对知识的理解和记忆,同时培养学生的参与意识和创新意识,培养学生自主学习和合作交流的能力。
(2)通过直观形象的多媒体教学手段,使抽象想的知识形象化,使知识易于被学生接受和理解,前后印证,提高感性认识,既培养了学生的兴趣,又培养了学生观察问题,分析问题,解决问题的能力,充分发挥了教师的主导作用,体现了学生是学习过程的主体,克服了传统注入式教学的弊端,从而较好地完成了本节课的教学质量,取得了良好的教学效果。
(3)课堂是教师的阵地,是学生的舞台,同时也是师生交流的主要场所,在这里我更注重师生情感的交流和培养,哪怕是一句话,一个眼神,一个动作,都是一种交流。
学生是一个个体,每一个都有他的独特性,在教学过程中,要积极采用创设情境、启迪心智等方式,不失时机地促进学生情感的迸发和内化。
没有情感推动任职的教学、不是真情实感的教学、不能引起师生共鸣的教学,是不成功的教学。
2、不足:
本节课虽然进行精心的准备和安排,由于本节理论性较强,所以在趣味性上稍显有所欠缺,使课堂气氛稍显不足,致使整体课堂结构出现偶有不衔接的现象。
3、改进措施:
(1)、鉴于以上所出现的问题,以后在备课的过程中,掌握必要的新知识、新理论、新技术、新科学成就,更要注意资料的搜集和整理,丰富自己的知识面,挖掘教材的趣味性,寓教于乐,使学生处于要学、爱学、好学之中。
结合学生实际,恰当安排教学内容能将文字语言变为教学语言,使学生乐学、易学、爱学。
为此,应以教科书为依据,既不摆脱教材,海阔天空、让学生理不出头绪;又不照本宣科,拘泥原文,使学生觉得索然无味。
要恰到好处地运用教材,既注重科学性,对教材内容进行再创造;又追求艺术性,对教学方法进行再加工。
既使教材更有系统性、针对性;又使讲解更加通俗化、趣味化,成为学生能够接受、乐于接受的内容。
(2)、要注意备课方法:
一是灵活多样。
根据青少年好奇求新的心理特征,教学方法必须因文而异,因人而异,努力寻求适宜的新颖方法。
尽力做到"堂堂有异,课课有别",常教常新。
根据不同目的、不同内容、不同对象应有不同的教学方法,但都必须以启发式和注重培养能力作为指导思想,坚持精讲巧练,使学生学得生动活泼。
切忌形成定势、千篇一律、一成不变。
二是不仅要备教法,还要备学法,研究学生如何"学",从"学"的角度来研究教,以使学生能够"会学"。
三是教师应有自己的教学风格,在教学实践中,要根据自己的特点"标新立异"、 "独辟蹊径"、"别开天地",创造出别具一格的教学方法......简而言之,要注重方法的优化,以使教得得心应手、轻松自如,学得情趣盎然、喜闻乐"受",从而以最少的时间与精力获得事半功倍乃至最佳教学效果。
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- 关 键 词:
- DNA 复制 终极