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視頻標簽：基因的本質,DNA的復制
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物必修2第3章《基因的本質》第3節《DNA的復制》
教學設計、課堂實錄及教案：高中生物必修2第3章《基因的本質》第3節《DNA的復制》
高中生物必修2——第3章《基因的本質》
第3節《DNA的復制》教學設計
一、教材分析
本節課內容是人教版高級中學課本生物必修2第三章第三節。DNA分子的結構和復制是遺傳學的基本理論。這一課時，在聯系DNA結構的基礎上，進一步闡明DNA通過復制傳遞遺傳信息的功能。學好這一課時，有利于學生對有絲分裂、減數分裂、遺傳規律等知識得理解和鞏固，對于學生深刻認識遺傳的本質是非常重要的。“DNA的復制”又是后面變異部分的基礎。 二、學情分析
學生已經具有了DNA雙螺旋結構、有絲分裂、減數分裂的基本知識，在此基礎上，本課時將要從分子水平來探討生命的本質，屬于肉眼看不到的抽象知識。學生們會感到困難，因此在教學中，引導學生自主、探索、合作學習以外，還通過學生模擬活動來化解學生難點，來激發學生的學習興趣和進一步培養他們分析、歸納、概括能力。 三、教學目標設計
知識目標
1.說出科學家對DNA分子復制作出的推測
2.簡述DNA復制的過程并說明DNA分子的半保留復制。 3.知道DNA復制在遺傳上的意義 能力目標
引導學生進行探究活動，培養學生的科學思維。 情感目標
通過探究活動，培養學生的協作意識和科學態度。
四、重難點 1.重點
DNA的復制過程。 2.難點
(1)科學家對DNA復制的推測 (2)DNA復制的過程。
五、教學方法：探究法、演示法、講授法、討論法 六、課時安排：1課時
六、教學過程：
教 學 活 動
設 計 意 圖
教 師 活 動
學 生 活 動
復習導入
展示學生課前制作的DNA雙螺旋結構模型并請學生介紹：
1.DNA分子的雙螺旋結構有什么特點？
對學生的介紹作出評價。
提問：那么在細胞進行有絲分裂或減數分裂的時，細胞內的DNA分子如何精確的分配給兩個子細胞？
思考回答：
1.DNA化學組成的基本單位是脫氧核苷酸，每個脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基組成。 2.兩條鏈盤旋成的雙螺旋結構。
DNA復制
學生已有的DNA雙螺旋結構的知識是學習DNA復制的基礎，由此引出新課題。
一、 DNA復制的探究
提出問題
做出假設 以學生制作模型為例，
提出問題：新形成的新的DNA分子，是否如同洗照片一樣，是一個全新的分子嗎？
作出假設：DNA復制的三種推測
全保留復制、半保留復制、彌散復制 展示三種推測的區別。 模擬活動
請同學們利用紅色和綠色的紙帶模擬
親代DNA復制形成子一代DNA的過程。 部分組模擬全保留復制和
其他組模擬半保留復制，并請學生展示。
學生合作完成半保留復制和全保留復制形成子一代和子二代DNA分子模型。部分學生上黑板展示自己的成果。
讓學生合作動手操作，有助于學生動手能力和思維能力的提高以及合作探索精神的培養。展示成果的目的在于讓學生樹立自信心。
設計實驗
同學們的模擬活動非常成功，可這畢竟是模擬活動，真正的DNA分子是一種生物大分子主要分布在細胞內，肉眼不可見，如何才能讓人們用實驗手段解決這個難題呢？ 設計實驗
1.如何通過設計實驗證明DNA的復制方式？關鍵思路是什么？ 2.可以采用什么實驗方法？ 介紹背景資料：
1.已知Ｎ元素含有14N和15N兩種質量不同的同位素，可用15N標記親代 DNA ，用14N 標記子代DNA 。 2.兩條鏈都為15N的DNA（表示為15
N/15N）
3.一條鏈為14N，另一條鏈為15N的DNA（表示為14N/15N）
4.兩條鏈都為14N的DNA（表示為14
N/14N）
利用密度梯度離心技術可將不同的DNA分子分離在離心管的不同位置。
學生們思考回答：
1.區分親代和子代DNA。 2.可以采用同位素示蹤技術。
幫助學生接下來對結果進行預測搭建知識的框架。
學生積極思考問題、解決問題，并在解決問題的過程中培養科學的思想以及慢慢熟練設計實驗的思路。
實驗驗證 1958年Meselson和Stehl用含有15
N的培養基培養大腸桿菌，經過多次細胞分裂，然后把這些細胞移入正常的14
N的培養基中，每隔一段時間收集細菌樣本一次，從中提取DNA，再將提出的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。
請同學們根據不同的推測對結果進行預測：
1.如果DNA是以半保留的方式復制
老師
學生學會借鑒科學史中的經典實驗幫助學習，根據這個實驗了解如何利用同位素標記技術設計
14
N/14
N-DNA 密度小-輕帶
14
N/15
N-DNA密度居中-中帶
15
N/15
N-DNA密度大-重帶
的，那么離心后應該出現幾條DNA帶？請在離心管的位置標出。
2.如果DNA是以全保留的方式復制的，那么離心后應該出現幾條DNA帶？請再離心管的相應位置標出。
的啟發引導下，學生們根據剛才演繹得結果，推導出這樣的可能實驗現象：如果是半保留復制，則離心后DNA條帶應該有三條；如果是全保留復制，則離心后DNA條帶應該只有兩條。
實驗。 得出結論 根據實驗結果，可以得出什么結論？ DNA的復制是半保留復制。
二、DNA分子復制的過程
DNA復制的方式已經明確了，那么DNA半保留復制的具體過程是怎樣的?播放視頻資料 需解決問題： 1.DNA復制概念？ 2.DNA復制時間？ 3.DNA復制場所？ 4.DNA復制過程？ 5. DNA復制條件?
6.DNA復制特點、原則？ 7.DNA準確復制原因、意義？ 思維拓展
雖然DNA復制在很大程度上保證了復制的精確性，但是仍然有10-9的錯誤率。請根據這一數據計算，約為31.6億個堿基對的人類基因組復制時可能產生多少個錯誤，這些錯誤可能有什么影響？
答：6個堿基錯誤，影響可能很大，也可能沒影響。
學生討論后回答：
模板：兩條鏈分別作為模板 原料：四種脫氧核苷酸 能量：由ATP提供 酶：解旋酶、聚合酶等
同學們概述出DNA復制的三個過程：
解旋——合成子鏈——形成子代DNA，以及DNA復制的兩個特點;邊解旋邊復制、半保留復制。
培養學生辯證思維的能力，建立DNA結構與功能適應相統一的觀念。
梳理DNA復制主體知識，落實本節課知識目標，在學習過程中化抽象為具體，提高學生微觀空間想象力。
技能訓練
規律總結：
1個15N標記的DNA分子在14
N的培養基
1.復制n次，產生的子代DNA分子為
______個，其中含有15
N的DNA分子為_____個，
2.含有14
N的______個，
3.只含14
N的______個，
4.只含有15
N的_____個；
5.含15N的脫氧核苷酸鏈和含14
N的脫氧核苷酸鏈之比為___________。
練習題
1.一個由15N標記細菌的DNA，再放入含14N培養基，假設細菌連續分裂三次產生了8個新個體，則8個新個體中DNA中的含15N鏈有幾個？
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
