周紅梅

摘 要：以DNA分子的復(fù)制過(guò)程為例，根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》，結(jié)合2019年人教版高中生物必修二進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)，DNA分子的復(fù)制，教學(xué)設(shè)計(jì)，新教材

一、教材分析

DNA分子復(fù)制的過(guò)程為人教版高中生物必修2第3章第3節(jié)的內(nèi)容之一，該部分內(nèi)容相對(duì)比較抽象和復(fù)雜，它與細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂以及基因突變等內(nèi)容有著密切的聯(lián)系，因此從知識(shí)體系上來(lái)看占有非常重要的地位。

二、教學(xué)目標(biāo)

生命觀念：根據(jù)DNA分子復(fù)制的場(chǎng)所、時(shí)間、條件、特點(diǎn)、過(guò)程、意義的相關(guān)知識(shí)，能夠概述DNA分子結(jié)構(gòu)對(duì)DNA分子復(fù)制的意義。

科學(xué)思維：通過(guò)相關(guān)的資料分析，能夠歸納與概括出DNA分子復(fù)制的條件、特點(diǎn)并發(fā)展分析和處理信息的能力。

社會(huì)責(zé)任：能夠舉例說(shuō)出DNA分子復(fù)制的實(shí)際應(yīng)用。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

DNA分子復(fù)制的過(guò)程。

四、教學(xué)策略

（1）引導(dǎo)學(xué)生回憶舊知，充分發(fā)揮學(xué)生主體作用從而總結(jié)出DNA分子復(fù)制的場(chǎng)所、時(shí)間。

（2）展示相關(guān)資料，讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行分析，歸納總結(jié)出DNA分子復(fù)制的條件、特點(diǎn)。

（3）播放相關(guān)動(dòng)畫，學(xué)生觀看后結(jié)合已有知識(shí)嘗試說(shuō)出DNA分子復(fù)制的過(guò)程，逐步深入掌握復(fù)制過(guò)程。

五、教學(xué)過(guò)程

1.新課導(dǎo)入

教師行為：請(qǐng)學(xué)生回憶所學(xué)知識(shí)回答如下兩個(gè)問(wèn)題：真核細(xì)胞中DNA分布在哪里？之前學(xué)習(xí)內(nèi)容中哪些涉及到DNA分子的復(fù)制？什么時(shí)候完成DNA的復(fù)制？

學(xué)生行為：回憶所學(xué)知識(shí)，回答教師提問(wèn)。

設(shè)計(jì)意圖：回顧舊知，建立聯(lián)系。

2.探究新知

探究一、DNA復(fù)制的場(chǎng)所和時(shí)間

教師行為：根據(jù)回答，我們能夠總結(jié)出DNA分子復(fù)制的場(chǎng)所和時(shí)間。

DNA復(fù)制的場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要）、線粒體和葉綠體。

DNA復(fù)制的時(shí)間：有絲分裂間期、減數(shù)分裂間期。

探究二、DNA分子復(fù)制的條件

【展示資料，小組合作學(xué)習(xí)】

教師行為：教師展示資料一，以小組為單位分析DNA分子復(fù)制所需的條件。

資料一：1956年Kornberg將從大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四種豐富的脫氧核苷酸和適量Mg+的人工合成體系中，四種脫氧核苷酸不能聚合成脫氧核糖核酸鏈，即沒(méi)有發(fā)生DNA的合成。當(dāng)加入了少量DNA引子和ATP能量原料，經(jīng)保溫孵育后，測(cè)定其中DNA含量。發(fā)現(xiàn)其中DNA含量增加了，井且DNA的（A+T）：（C+G）的比值與所加入的單鏈DNA引子相同。

對(duì)學(xué)生回答進(jìn)行評(píng)價(jià)。

總結(jié)DNA分子復(fù)制的條件。 模板：親代DNA的兩條母鏈。原料：4種游離的脫氧核苷酸。能量：ATP。酶：DNA聚合酶、解旋酶。

學(xué)生行為：合作學(xué)習(xí)分析資料，小組代表匯報(bào)小組討論結(jié)果。其他同學(xué)認(rèn)真傾聽(tīng)并通過(guò)比較對(duì)自己組的結(jié)果進(jìn)行反思。

探究三、DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)

【展示資料，分析總結(jié)】

教師行為：教師展示資料二和資料三，分析DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)。

資料三：

女性子宮肌瘤細(xì)胞中最長(zhǎng)的DNA分子達(dá)36000μm，DNA復(fù)制速度約為4μum/min，請(qǐng)計(jì)算出復(fù)制所需時(shí)間？實(shí)際復(fù)制過(guò)程僅需40min左右。

對(duì)學(xué)生回答進(jìn)行評(píng)價(jià)。總結(jié)DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制、多起點(diǎn)復(fù)制和半保留復(fù)制。

設(shè)計(jì)意圖：合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)思維

培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納與概括的科學(xué)思維，此過(guò)程也可培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作意識(shí)以及語(yǔ)言表達(dá)能力。

探究四、DNA分子復(fù)制的過(guò)程

教師行為：播放DNA分子復(fù)制的動(dòng)畫，請(qǐng)學(xué)生觀看后自行總結(jié)出DNA分子復(fù)制的過(guò)程。

對(duì)回答問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)：①解旋的目的是什么？②解旋需要什么物質(zhì)？③回憶一下之前所學(xué)習(xí)的DNA分子的結(jié)構(gòu)，解旋酶應(yīng)該作用在哪里才能使螺旋解開(kāi)？（若學(xué)生回答不出可提示：兩條鏈之間是通過(guò)什么化學(xué)鍵鏈接？）④游離的脫氧核苷酸鏈接到模板上遵循什么原則？⑤這個(gè)過(guò)程需要酶嗎？⑥D(zhuǎn)NA鏈接酶作用在哪里？

這幾個(gè)問(wèn)題回答完畢后請(qǐng)?jiān)撏瑢W(xué)坐下。繼續(xù)向全班同學(xué)提問(wèn)：同學(xué)們認(rèn)為子鏈合成方向是怎樣的？

補(bǔ)充講解：DNA分子復(fù)制的微觀過(guò)程。

DNA子鏈合成方向是5’到3’，通過(guò)之前的學(xué)習(xí)大家都知道DNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫?，左邊這鏈從下往上是5’端到3’端，那右邊這條鏈?zhǔn)窃鯓拥模?/p>

現(xiàn)在我們以左邊這條鏈為模板合成子鏈。這條子鏈從上到下應(yīng)該是哪一端到哪一端？以右邊這條鏈為模板合成子鏈從上到下又應(yīng)該是？

之前我們補(bǔ)充說(shuō)DNA子鏈的合成方向是5’到3’，那這兩條鏈的合成方向就是相反的?，F(xiàn)在假設(shè)這個(gè)DNA分子是從下往上解旋的，左邊這條子鏈?zhǔn)遣皇蔷涂梢园凑諒?’到3’的方向一直合成下去？這條連續(xù)復(fù)制的子鏈它叫做前導(dǎo)鏈。右邊這條子鏈?zhǔn)遣皇且菵NA分子完全解開(kāi)后才從上往下按5’到3’的方向合成？

這樣合成就太慢了沒(méi)有效率。那應(yīng)該是怎樣合成的？

其實(shí)當(dāng)DNA分子解開(kāi)一段以后會(huì)出現(xiàn)RNA引物，RNA引物這一端就是5’端，從這個(gè)位置開(kāi)始往3’端復(fù)制出一端DNA片段，這個(gè)DNA片段叫做岡岐片段，這條子鏈就這樣一段一段的不連續(xù)復(fù)制，而RNA引物會(huì)被特定的酶敲除，然后會(huì)有別的酶出現(xiàn)把這些DNA片段鏈接成完整的子鏈。這條間斷復(fù)制的子鏈它叫做后隨鏈。

播放DNA分子復(fù)制的微觀視頻。

總結(jié)：現(xiàn)在視頻看完了，剛才老師補(bǔ)充這些是我們沒(méi)有要求掌握的屬于大學(xué)知識(shí)范圍，同學(xué)們感興趣可以自行查閱資料來(lái)找老師討論，或大學(xué)選相關(guān)專業(yè)進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)。

我們來(lái)一起總結(jié)一下DNA分子復(fù)制的過(guò)程。第一步：解旋提供準(zhǔn)確模板（解旋酶）;第二步：合成互補(bǔ)子鏈（5’到3’，DNA聚合酶，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則）;第三步：子母鏈結(jié)合盤繞為新的DNA分子。

學(xué)生行為：認(rèn)真觀看動(dòng)畫，總結(jié)復(fù)制過(guò)程。認(rèn)真聽(tīng)講，跟隨教師思路。

設(shè)計(jì)意圖：回顧結(jié)構(gòu)，體會(huì)結(jié)構(gòu)與功能觀。

學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)與功能觀有更加深刻的體會(huì)。結(jié)合教師講解明確DNA分子復(fù)制的微觀過(guò)程。

3.課堂小結(jié)：自主總結(jié)知識(shí)表格。教師引導(dǎo)學(xué)生自主將本節(jié)課知識(shí)總結(jié)為表格，回顧本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：表格整理，回顧知識(shí)。

4.板書設(shè)計(jì)：DNA分子的復(fù)制過(guò)程：（1）復(fù)制的場(chǎng)所;（2）復(fù)制的時(shí)間;（3）復(fù)制的條件;（4）復(fù)制的特點(diǎn);（5）復(fù)制的過(guò)程。