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視頻簡介：

視頻標(biāo)簽：遺傳與進(jìn)化,基因的本質(zhì),DNA的復(fù)制

所屬欄目：高中生物優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版必修二《遺傳與進(jìn)化》第三章基因的本質(zhì) 第三節(jié)DNA的復(fù)制-北京

教學(xué)設(shè)計、課堂實錄及教案：人教版必修二《遺傳與進(jìn)化》第三章基因的本質(zhì) 第三節(jié)DNA的復(fù)制-北京

DNA的半保留復(fù)制方式的實驗證據(jù)，屬于人教版教材的選學(xué)內(nèi)容，對于這部分內(nèi)容，很多往往是照本宣科或一帶而過，直接去講解DNA分子半保留復(fù)制的過程和特點，學(xué)生雖然可以較快地掌握結(jié)論，但卻是被動的接受知識，失去了科學(xué)探究的樂趣。但這部分內(nèi)容對于學(xué)生深入理解DNA復(fù)制的過程和意義的作用卻是不可小視。本節(jié)課充分利用了“DNA半保留復(fù)制的實驗”的經(jīng)典實驗，采用了讓學(xué)生大膽假設(shè)，設(shè)計實驗方案、剖析科學(xué)家的實驗方式，不僅有利用學(xué)生全面理解和掌握 DNA復(fù)制的有關(guān)知識，而且能讓他們通過親身參與探究和模擬研究過程，讓學(xué)生體驗生物科學(xué)發(fā)展的過程，感受科學(xué)探究的魅力，獲得相關(guān)的科學(xué)探究能力。
教學(xué)背景分析
教學(xué)內(nèi)容：
“DNA的復(fù)制”一節(jié)是人教版高中《生物》（必修2）第3章“基因的本質(zhì)”的重點內(nèi)容之一。它既是對前面已學(xué)的孟德爾遺傳定律和減數(shù)分裂知識進(jìn)一步的深化理解，也是學(xué)習(xí)遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)好本節(jié)內(nèi)容對于學(xué)生理解基因突變、基因工程等知識是非常重要的。根據(jù)課程目標(biāo)，本節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生“概述DNA分子的復(fù)制”，其中涉及科學(xué)實驗、科學(xué)研究方法以及生理過程的理解，是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育和能力培養(yǎng)的好材料。
本節(jié)包括對DNA分子復(fù)制的推測、DNA分子半保留復(fù)制的實驗證據(jù)、DNA分子復(fù)制的過程3部分內(nèi)容。 “DNA分子半保留復(fù)制的實驗證據(jù)”這部分內(nèi)容在人教版教材上雖是選學(xué)內(nèi)容，但在浙科版教材中不是選學(xué)內(nèi)容。本節(jié)的教學(xué)對學(xué)生深入體會DNA分子自我復(fù)制的機制，理解科學(xué)研究的基本方法具有重要的作用。學(xué)生情況：
（1）作為順義區(qū)普通中學(xué)高二年級的學(xué)生，他們的認(rèn)知能力不斷完善，高二年級的學(xué)生各方面能力趨于成熟，他們已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)姆治觥⑼茢嗄芰统橄筮壿嬎季S能力。觀察力、記憶力、想象力有
了明顯的提高。但也存在一定的問題：如：
①學(xué)生整體學(xué)業(yè)水平偏低，且有很大的差異。
②學(xué)生自主、自覺學(xué)習(xí)的能力差，需要老師不斷的督促和檢查； ③學(xué)生缺乏刻苦鉆研的精神，畏難情緒嚴(yán)重；
④學(xué)生欠缺必要的學(xué)習(xí)方法，一些刻苦學(xué)習(xí)而效果較差的學(xué)生急需指導(dǎo)； ⑤部分學(xué)生厭學(xué)。
（2）通過前面的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道DNA分子呈雙螺旋結(jié)構(gòu)。并且在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期復(fù)制，然后平均分配到子細(xì)胞中；學(xué)生在學(xué)習(xí)《DNA是主要遺傳物質(zhì)》中已經(jīng)了解了利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，即同位素示蹤法。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將要從分子水平來探討生命的本質(zhì)，即：DNA是如何復(fù)制的？由于本課時內(nèi)容比較抽象，學(xué)生們可能會感到困難。教學(xué)方式：
結(jié)合教材的特點和學(xué)生實際，本課時主要采用探究式教學(xué)和啟發(fā)式講授相結(jié)合的教學(xué)方式。教學(xué)手段和技術(shù)準(zhǔn)備： ①《DNA的復(fù)制》多媒體課件
②學(xué)具：DNA分子平面結(jié)構(gòu)紙模型（親代DNA兩條鏈均為紅色）、兩個子代DNA的4條單鏈（紅、藍(lán)各2條）
③DNA復(fù)制過程動畫
④《看東方》打拐專題報道視頻等
教學(xué)目標(biāo)(內(nèi)容框架)
1.知識目標(biāo)：說明DNA分子復(fù)制方式和過程。說出DNA復(fù)制的條件、特點、意義。 2. 能力目標(biāo)：在探究DNA分子復(fù)制方式的過程中，提升分析、推理、歸納能力。
3. 情感態(tài)度價值觀目標(biāo)：①認(rèn)同生物學(xué)發(fā)展在社會生活中的應(yīng)用價值。
②在DNA半保留復(fù)制方式探究中，體驗科學(xué)的發(fā)展需要重視邏輯與證據(jù)。
教學(xué)重點：DNA復(fù)制的方式和過程教學(xué)難點：DNA復(fù)制的方式和過程教學(xué)過程(表格描述)
教學(xué)階段
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)置意圖
時間安排
創(chuàng)設(shè)情境
導(dǎo)入新課
展示公安部“打拐專項行動 ” 資料引導(dǎo)學(xué)生思考：
問題1：為什么通過DNA比對，就能確定孩子與父母的親屬關(guān)系？
問題2：在有絲分裂的末期細(xì)胞會一分為二,作為遺傳物質(zhì)的DNA也會平均分配
到兩個子細(xì)胞，那么在有絲分裂間期DNA
發(fā)生了什么行為,才能保證親代與子代細(xì)胞之間遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性呢?
沃森和克里克在構(gòu)建了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型后,繼續(xù)大膽的推測了DNA的復(fù)制方式,我們今天就來學(xué)習(xí):
第三章   第三節(jié)DNA的復(fù)制分析資料并回答：他們的DNA相同。
發(fā)生了DNA復(fù)制
聯(lián)系生活
實際，啟發(fā) 對生活現(xiàn)象的思考
2分鐘
DNA復(fù)制方式分析
過渡：簡單來講DNA的復(fù)制就是由一個DNA形成兩個DNA的過程  一、基礎(chǔ)知識：
問題3：1個DNA分子有幾條單鏈？（展示PPT）復(fù)制后的DNA，應(yīng)該有幾條單鏈？
展示PPT確定一個DNA復(fù)制后形成2個DNA分子，有4條單鏈。
教師說明：親代DNA的兩條單鏈稱為母鏈，或者叫模板鏈。新形成的兩條單鏈稱為子鏈。（磁鐵展示到黑板上）展示教具介紹學(xué)具：現(xiàn)在如果用紅色代表母鏈，用藍(lán)色表示新形成的子鏈。每2位同學(xué)為1組，每組有2條紅色和2

思考并回答: 2條 4條
傾聽
  鞏
固
DNA分子機構(gòu)基礎(chǔ)知識      提升觀察和分析問題的能力
2分鐘





5
條綠色的色帶分別代表母鏈和子鏈。（磁鐵展示到黑板上）
問題4：這4條單鏈如何形成2個DNA分子？請在學(xué)案中相應(yīng)的位置貼出自己的猜測。
教師：展示學(xué)生學(xué)案并顯示在黑板上。二、實驗方法分析:
過渡：這都是大家的猜測，當(dāng)然這也是100多年前,科學(xué)家對DNA復(fù)制方式的兩種最主要的猜測。那么事實上是哪種呢？
我們必須通過實驗來證實。展示科學(xué)家Matthew Meselson  &  Franklin Stahl 問題5：事實上，DNA分子是沒有顏色的，我們用什么生物技術(shù)來區(qū)分親代鏈和子代鏈？
師說明：科學(xué)家采用同位素示蹤技術(shù)也叫同位素標(biāo)記法。普通的DNA分子都含有N元素，假如把親代DNA中的N全部用15N標(biāo)記，新形成的DNA中的N全部用14N標(biāo)記。
問題6：如果有這兩種DNA那么如何將這些DNA分離開呢？這兩種DNA最大的區(qū)別是什么？擴展說明：
不是所有的同位素都有放射性，我們學(xué)
過的常見的放射性同位素有35S、32P、14C
等，但15N沒有。那怎么將他們分開？說明：這些位于細(xì)胞核中的DNA分子如何才能被分離呢？這時候生物技術(shù)的力

觀察并理解教具用途完成學(xué)案展示結(jié)果：
生1：我們組認(rèn)為兩個子代DNA都是由原來的DNA拆開后重新組合成的。
生2：我們認(rèn)為DNA復(fù)制就像復(fù)印文件一樣，一個是原版，一個是復(fù)印件。
回答：同位素標(biāo)記
傾聽并理解
思考并回答：有放射性的是母鏈，分子量大的是母鏈
思考并說出：分子量不同









8
講述：
復(fù)制時首先發(fā)生是DNA雙螺旋的打開，然后連接堿基對的氫鍵斷開，這個過程是在常溫常壓下高效進(jìn)行的，根據(jù)我們
以前所學(xué)推測一下這個過程需要什么條
件？師說明：酶稱為解旋酶，DNA復(fù)制時，
利用細(xì)胞中的能量，在解旋酶的作用下解開雙螺旋。這一過程就稱為解旋。
問：解旋以后的過程又是怎樣的呢？大
家看課件：請一位同學(xué)描述一下。
師：4種脫氧核糖核苷酸，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一段
子鏈。師：這些配對的脫氧核糖核苷酸還沒有
形成鏈，需要DNA聚合酶將他們聚合形成新的子鏈。
隨著模板鏈解旋過程的進(jìn)行，新形成的子鏈也不斷的延伸。同時，每條新
鏈與其對應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。
請大家根據(jù)剛剛學(xué)習(xí)的知識和課本中54
頁的圖來簡要的概述DNA分子復(fù)制的具體過程。
師總結(jié)板書：
候，氫鍵先斷裂然后復(fù)
制，形成新的DNA

思考：需要酶、能量
傾聽

生思考后回答：堿基互補配對形成DNA

傾聽



小組內(nèi)討論
描述過程 DNA復(fù)制開始時想解旋，需要解旋酶和能量。然后按照堿基互補配對原則形成子鏈。最后高度螺旋化形成新的DNA分子。推理能力













提升語言
表達(dá)和歸
納總結(jié)能
力






9

問：通過DNA復(fù)制過程的學(xué)習(xí)，請大家分析，DNA的復(fù)制需要什么條件?
師：出示PPT并提問：模板是什么？原料是什么？主要需要什么酶？能量主要由什么細(xì)胞器提供？
小結(jié)：滿足了這些條件，并且嚴(yán)格的遵循堿基互補配對原則，DNA就能精確的復(fù)制了。
過渡：那么DNA復(fù)制還有什么特點呢？我們來分析一個資料。出示資料
A組：先加解旋酶和能量解旋需7小時，再加原料和模板進(jìn)行復(fù)制得到子代DNA需要8小時
B組：直接加入酶、原料、模板和能量。得到子代DNA僅僅需要7.5小時. 問：該資料能說明什么？
師：根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)行補充，說明邊解旋邊復(fù)制的特點。

思考并說出條件：酶、能量、原料、模板
生說出：模板有兩條。酶是解旋酶和DNA聚合酶、以4種游離的脫氧核糖核苷酸為原料、線粒體提供能量。   傾聽
分析資料，說出特點：邊解旋邊復(fù)制
生解釋:A組先解旋再復(fù)制需要的時間長。
B組都加入是邊解旋邊復(fù)制，更高效。

提升獲取二手資料、分析問題的能力
DNA復(fù)制時間、意義問：結(jié)合學(xué)過的知識回憶，DNA什么時
期復(fù)制呢？
出示PPT減數(shù)分裂過程圖
師說明：在減數(shù)分裂的間期，親代DNA

思考并說出：間期

加強對知識整體性
3分鐘






10
通過復(fù)制將遺傳信息復(fù)制了一份，并將DNA中的遺傳信息通過減數(shù)分裂傳遞給了子代。從而保持了親代和子代之間遺傳信息的連續(xù)性。這就是DNA復(fù)制的重要意義。
問：那么，復(fù)制過程真的“萬無一失”嗎？出示資料：
① DNA復(fù)制的錯誤率:約10-9 ② 人的全部DNA共31.6億個堿基
對，復(fù)制時可能有6個堿基會發(fā)生錯誤
師說明：由此我們看出DNA復(fù)制是很精確的，但是也有很微小的錯誤，這些錯誤對生物來說可能影響很大，也可能沒有影響，在進(jìn)化的過程中具有重要的作用，為什么呢？我們將在后續(xù)的章節(jié)學(xué)習(xí)。

傾聽
思考并說出：錯誤率很低
的把握能力；
加強對DNA復(fù)制在生物信息傳遞中的重要性的理解
課堂小結(jié)
通過這節(jié)課學(xué)，我們知道了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補配對保證了復(fù)制的精確性，新合成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子的一條鏈。DNA分子通
過復(fù)制，將遺傳信息傳遞給了子代。
利用本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識：請思考為什么通過比對被拐嬰兒和丟失兒童的父母的DNA，就能確定這孩子是他們親生的？
傾聽
思考并說出
思考后回答：在減數(shù)分裂的間期，親代DNA通過復(fù)制將遺傳信息復(fù)制了一份，通過減數(shù)分裂將DNA中的遺傳信息傳遞給了子代。
聯(lián)系社會實際，回扣開篇
2分鐘

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