2020-2021學(xué)年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)

2020-2021學(xué)年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2020-2021學(xué)年高一生物人教版（2019）必修二3.3DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在通過生動形象的教學(xué)方法，幫助學(xué)生理解DNA復(fù)制的基本過程、條件和特點(diǎn)，掌握DNA復(fù)制過程中的關(guān)鍵步驟和酶的作用，以及DNA復(fù)制在生物遺傳中的作用。結(jié)合高一學(xué)生的認(rèn)知水平和人教版必修二生物教材內(nèi)容，設(shè)計(jì)本節(jié)課的教學(xué)活動，以提高學(xué)生對DNA復(fù)制知識的理解和應(yīng)用能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)基因表達(dá)和變異打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課核心素養(yǎng)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)新意識，通過探究DNA復(fù)制的過程，發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與問題解決能力。同時(shí)，注重科學(xué)探究與實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、分析、推理等科學(xué)方法，深入理解DNA復(fù)制在生物體遺傳信息傳遞中的關(guān)鍵作用，以及其在生物技術(shù)中的應(yīng)用價(jià)值。此外，培養(yǎng)正確的生命觀念，讓學(xué)生認(rèn)識到生命的連續(xù)性和生物科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：DNA復(fù)制的過程、條件及精確性的保證。

難點(diǎn)：1.DNA復(fù)制過程中的半保留性原理。

2.DNA聚合酶的作用機(jī)制及校對功能。

解決辦法：

1.DNA復(fù)制過程：通過動畫演示和模型構(gòu)建，直觀展示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的解開、RNA引物的合成、DNA鏈的合成及校對剪輯過程，幫助學(xué)生形象理解DNA復(fù)制的基本步驟。

2.半保留性原理：設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)或小組討論，讓學(xué)生親自操作模擬DNA復(fù)制過程，通過實(shí)際操作感受并理解半保留性復(fù)制的意義。

3.DNA聚合酶作用機(jī)制：結(jié)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(xué)生理解DNA聚合酶如何添加互補(bǔ)核苷酸并確保復(fù)制的準(zhǔn)確性。

4.校對功能：通過舉例說明DNA復(fù)制過程中可能出現(xiàn)的錯誤，以及DNA聚合酶的校對功能如何修正這些錯誤，強(qiáng)調(diào)校對在保持遺傳信息穩(wěn)定性中的重要性。教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、電腦、生物模型、DNA結(jié)構(gòu)模型。

2.課程平臺：校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。

3.信息化資源：教學(xué)PPT、動畫演示、教學(xué)視頻。

4.教學(xué)手段：小組討論、課堂實(shí)驗(yàn)、案例分析。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（用時(shí)5分鐘）

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

-學(xué)生自由發(fā)言后，引導(dǎo)：“今天我們將學(xué)習(xí)DNA復(fù)制，這是生命傳遞信息的核心過程?！?/p>

-展示一個簡單的DNA復(fù)制動畫，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

2.講授新課（用時(shí)20分鐘）

-利用PPT展示DNA復(fù)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(xì)講解DNA聚合酶的作用機(jī)制和校對功能。

-通過案例分析，解釋半保留性復(fù)制原理及其在生物體遺傳信息傳遞中的重要性。

-強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)證據(jù)如何支持DNA復(fù)制理論的建立。

3.課堂互動（用時(shí)10分鐘）

-將學(xué)生分組，每組分配一個DNA復(fù)制過程中的關(guān)鍵步驟，要求學(xué)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(jìn)行點(diǎn)評和補(bǔ)充，確保學(xué)生對知識點(diǎn)的準(zhǔn)確理解。

4.鞏固練習(xí)（用時(shí)5分鐘）

-快速問答：教師提出問題，學(xué)生搶答，檢驗(yàn)學(xué)生對DNA復(fù)制過程的理解。

-學(xué)生在紙上繪制DNA復(fù)制過程簡圖，標(biāo)注關(guān)鍵步驟和參與的酶。

5.總結(jié)與反思（用時(shí)3分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)DNA復(fù)制的主要過程和條件。

-學(xué)生分享本節(jié)課的學(xué)習(xí)心得，教師給予反饋。

6.作業(yè)布置（用時(shí)2分鐘）

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

1.DNA分子的解旋：在DNA復(fù)制開始時(shí)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)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(diǎn)。

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(bǔ)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?zhǔn)前氡Ａ粜缘?，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(fù)制的準(zhǔn)確性。

二、DNA復(fù)制的條件

1.模板：解開的雙鏈DNA作為復(fù)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(fù)制的特點(diǎn)

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(fù)制的準(zhǔn)確性。

3.連續(xù)性與不連續(xù)性：在DNA復(fù)制過程中，一條新鏈的合成是連續(xù)的（領(lǐng)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(fù)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(fù)制，生物體能夠?qū)⑦z傳信息準(zhǔn)確無誤地傳遞給后代。

2.為基因表達(dá)提供模板：DNA復(fù)制為基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯提供必要的模板。

五、DNA復(fù)制相關(guān)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)

1.Meselson和Stahl的實(shí)驗(yàn)：通過密度梯度離心，證明了DNA復(fù)制的半保留性。

2.PCR技術(shù)：利用DNA復(fù)制原理，通過循環(huán)擴(kuò)增特定DNA片段，用于基因克隆、基因表達(dá)分析等。

六、DNA復(fù)制相關(guān)疾病與異常

1.DNA復(fù)制錯誤：可能導(dǎo)致基因突變，進(jìn)而引發(fā)遺傳性疾病。

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

七、DNA復(fù)制的研究進(jìn)展與應(yīng)用

1.DNA復(fù)制機(jī)制的深入研究，為發(fā)展新的基因編輯技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。

2.DNA復(fù)制相關(guān)疾病的分子機(jī)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(fù)制過程中的能量消耗與ATP的作用。

2.DNA復(fù)制中的校對機(jī)制與生物體的生存策略。

3.DNA復(fù)制與生物進(jìn)化之間的關(guān)系。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.回顧DNA復(fù)制的基本過程，強(qiáng)調(diào)每個步驟的關(guān)鍵點(diǎn)和所需的酶。

2.總結(jié)DNA復(fù)制的條件，包括模板、原料、酶、ATP等。

3.強(qiáng)調(diào)DNA復(fù)制的特點(diǎn)，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(fù)制在生物體遺傳中的作用，以及與遺傳性疾病的關(guān)系。

5.提及DNA復(fù)制的研究進(jìn)展和應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。

當(dāng)堂檢測：

1.選擇題：

a.DNA復(fù)制過程中，哪個酶負(fù)責(zé)解開雙螺旋結(jié)構(gòu)？

b.哪個酶合成RNA引物，為DNA聚合酶提供起始點(diǎn)？

c.DNA復(fù)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(xué)生需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)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(fù)制的基本過程。

b.解釋為什么DNA復(fù)制是半保留性的。

c.討論DNA復(fù)制在生物體遺傳中的作用。

學(xué)生需在紙上寫下答案，教師隨機(jī)抽取學(xué)生回答，并給出評價(jià)。

3.思考題：

a.如果DNA復(fù)制過程中沒有校對機(jī)制，可能會導(dǎo)致什么后果？

b.DNA復(fù)制中的連續(xù)性與不連續(xù)性是如何產(chǎn)生的？

學(xué)生進(jìn)行小組討論，每組選擇一名代表匯報(bào)討論結(jié)果，教師給予點(diǎn)評。

4.實(shí)踐題：

要求學(xué)生繪制DNA復(fù)制過程的示意圖，標(biāo)注出關(guān)鍵步驟和參與的酶。

教師在黑板上展示正確答案，并與學(xué)生繪制的圖進(jìn)行比較，指出需要改進(jìn)的地方。

檢測結(jié)束后，教師總結(jié)學(xué)生的表現(xiàn)，對正確的回答給予肯定，對錯誤的回答進(jìn)行分析和糾正，確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解和掌握DNA復(fù)制相關(guān)知識。板書設(shè)計(jì)1.DNA復(fù)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(fù)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(fù)制的特點(diǎn)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(fù)制相關(guān)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)

①M(fèi)eselson和Stahl的實(shí)驗(yàn)

②PCR技術(shù)

5.DNA復(fù)制相關(guān)疾病與異常

①DNA復(fù)制錯誤

②DNA復(fù)制異常

6.DNA復(fù)制的研究進(jìn)展與應(yīng)用

①基因編輯技術(shù)

②分子診斷與治療教學(xué)反思與總結(jié)在今天的課堂上，我講授了關(guān)于DNA復(fù)制的內(nèi)容?；仡櫿麄€教學(xué)過程，我深感課堂教學(xué)是一個不斷調(diào)整和改進(jìn)的過程。

在教學(xué)策略方面，我嘗試通過動畫和模型來幫助學(xué)生直觀地理解DNA復(fù)制的復(fù)雜過程。我發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)方法確實(shí)能夠吸引學(xué)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(xué)生在理解DNA復(fù)制過程中的半保留性原理時(shí)仍然存在困惑。未來，我計(jì)劃增加一些互動環(huán)節(jié)，比如角色扮演游戲，讓學(xué)生親自模擬DNA復(fù)制過程，以此來加深他們的理解。

在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在小組討論時(shí)參與度很高，但有時(shí)討論的聲音過大，影響了其他小組的學(xué)習(xí)。我應(yīng)該在討論環(huán)節(jié)設(shè)定明確的規(guī)則，比如限定討論時(shí)間，要求學(xué)生使用適當(dāng)?shù)囊袅窟M(jìn)行討論。

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

盡管如此，我也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處。例如，在課堂提問環(huán)節(jié)，一些學(xué)生表現(xiàn)出不愿意主動回答問題的態(tài)度。我應(yīng)該在今后的教學(xué)中更加鼓勵學(xué)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(xué)生的批判性思維和問題解決能力。未來，我計(jì)劃在課堂上增加更多的思考題和實(shí)際問題，讓學(xué)生學(xué)會如何將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際情境中。

針對教學(xué)中存在的問題和不足，我將采取以下改進(jìn)措施：首先，我會調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，確保每個知識點(diǎn)都有足夠的時(shí)間進(jìn)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(xué)生在活動中學(xué)習(xí)和思考。最后，我會定期進(jìn)行教學(xué)反思，根據(jù)學(xué)生的反饋和學(xué)習(xí)效果調(diào)整教學(xué)方法和內(nèi)容。典型例題講解例題1：描述DNA復(fù)制過程中RNA引物的合成及其作用。

解答：在DNA復(fù)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(diǎn)，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(fù)制中的半保留性原理。

解答：DNA復(fù)制的半保留性原理指的是在DNA復(fù)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(fù)制后被保留下來，一條進(jìn)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(fù)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?yàn)樗窃?'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(fù)制精確性中的作用。

解答：DNA聚合酶在合成新DNA鏈的