DNA分子的复制主要内容及教案内容

第三节《DNA的复制》教学设计

一、教材内容分析

1. 教材地位

本节课是苏教版高级中学课本生物必修2第4章第2节内容。DNA复制是遗传学的基础内容，本节课在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能，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，对于学生认识遗传的本质也是非常重要的，DNA的复制又是变异的基础。

2. 课时安排：1课时

二、教法设计和学法指导

学生已经学习了DNA的双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂等基础知识，在此基础上，本节将要从分子水平上来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象只是，由于本节内容具有较高的抽象性，学生会感到困难。因此在教学中，教师除了要引导学生自主探究、合作学习以外，还要通过启发式教学，设置大量的问题情境，激发学生的学习兴趣，培养他们的分析、归纳和概括能力。结合教材特点和学生实际，本节课采用启发式教学法。通过教师的引导，从知识的发生过程入手，展开教材中的科学活动过程，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，让学生在教学活动中初步学会科学研究的假说演绎方法：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。培养学生的合作、探索精神，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。

三、教学目标

1. 知识与技能 （1）

说出科学家对DNA复制方式作出的推测； （2）

概述DNA复制的过程并总结DNA复制过程中的条件和特点；

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（3）

了解DNA复制的遗传学意义。

2. 过程与方法

引导学生模拟DNA复制方式，培养学生的理性探究思维。

3. 情感态度与价值观

（1）

通过对 DNA 复制方式的推测,领悟假说—演绎法在科学研究中的应用；

（2）

在模拟探究活动中，通过分组活动培养学生合作学习、自主探究的科学精神。

四、教学重点和难点

1. 教学重点

DNA分子复制的条件、过程和特点。

2. 教学难点

（1）

科学家对DNA复制方法的推测。

（2） DNA分子复制的过程。

五、教学流程

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六、教学过程

1. 导入新课

教师活动：展示DNA双螺旋结构模型并请学生介绍DNA分子的双螺旋结构有什么特点？在DNA作为遗传物质，不仅能储存大量的遗传信息，还能够精确的复制自己。那么，DNA是如何复制的？如何保证遗传信息传递时的准确无误呢？

学生活动：回顾DNA双螺旋结构的特点。

设计意图：通过DNA分子双螺旋结构知识的回顾，由此引入新课，培养学生辩证思维的能力，让学生建立DNA结构与功能适应相统一的观念

2. DNA复制方式的探究

教师活动：提出问题——沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。”沃森和克里克认为：亲代DNA分子的两条单链会分开，每一条单链各作为一个模板用来复制新的单链，所以新合成的DNA分子中有一条旧链和一条新链。那么DNA的复制到底是哪种方式呢？是不是沃森和克里克推测的这样呢？这需要进行科学的探究。你能从科学背景资料中设想出DNA复制的方式是哪几种吗？

学生活动：通过阅读科学背景资料作出假设：DNA复制方式为全保留复制、半保留复制或弥散复制。

教师活动：请同学们利用红色和黄色的纸带模拟亲代DNA复制形成子一代DNA的过程。分组合作完成半保留复制、全保留复制和弥散复制形成子一代和子二代DNA分子模型，请学生上讲台展示小组成果并详细解说建模过程。

学生活动：学生合作完成半保留复制、全保留复制和弥散复制形成子一代和子二代DNA分子模型，部分学生上黑板展示自己的成果。

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设计意图：让学生分组合作动手完成探究，有助于培养学生动手能力、思维能力和合作探索精神。成果展示的目的在于让学生树立自信心，锻炼口头表达能力，并激发学生学习兴趣。

教师活动：同学们的模拟活动非常成功，可这毕竟是模拟活动，真正的DNA分子是一种生物大分子主要分布在细胞内，肉眼不可见，如何才能解决这个难题呢？只有当假说通过实践检验并被证明是正确的后，才能上升为科学理论。那如何通过实验证明DNA的复制方式？关键的思路是什么？可以采用什么实验方法来区分亲代和子代？用什么元素来标记DNA分子呢？

学生活动：学生思考回答实验设计的关键是区分亲子代DNA，可以采用同位素标记法来探究DNA的复制方式。

设计意图：学生积极思考问题、解决问题，并在解决问题的过程中培养科学的思想以及慢慢熟练设计实验的思路。

教师活动：已知Ｎ元素有14N和15N两种质量不同的同位素，可用15N标记亲代DNA，用14N标记子代DNA，将会出现三种结果：15N/15N—DNA、14N/15N—DNA、14N/14N—DNA，DNA虽然被标记，可在子代中所有子代DNA是混在一起的，不易分离，怎么解决这一问题？利用密度梯度离心技术可将不同的DNA分子分离在离心管的不同位置。介绍密度梯度离心的原理及结果，请同学们根据不同的推测对结果进行预测：

①如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现几条DNA带？请第4页-共7页

在离心管的位置标出。

②如果DNA是以全保留的方式复制的，那么离心后应该出现几条DNA带？请再离心管的相应位置标出。

学生活动：学生通过教师介绍的科学与技术资料，演绎推理出全保留复制和半保留复制中子一代、子二代的DNA分子中含N情况和条带分布情况，并自主完成以下表格。

全保留复制

半保留复制

15亲代

151515子一代

151414151514子二代

1414141414N/N 1515N/N N/N 14141415N/N N/N N/N N/N 14141414141414N/N N/N N/N N/N N/N N/N N/N 设计意图：了解生物科学中的技术手段及原理，锻炼学生从资料中获取知识的能力。

教师活动：实验验证1958年Meselson和Stehl用含有15N的培养基培养大肠杆菌，经过多次细胞分裂，然后把这些细胞移入正常的14N的培养基中，每隔一段时间收集细菌样本一次，从中提取DNA，再将提出的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。

学生活动：在老师的启发下，学生根据刚才演绎的结果，推导出实验现象：如果是半保留复制，则离心后出现三条带；如果是全保留复制，则离心后DNA条带应该只有两条。

设计意图：学生学会借鉴科学史中的经典实验帮助学习，根据这个实验了解第5页-共7页

如何利用同位素标记技术设计实验。

教师活动：展示实验结果，与我们的推论相比较可以得出什么结论呢？总结探究DNA分子复制方式过程中应用的假说演绎法步骤。

学生活动：得出结论——DNA的复制方式是半保留复制。

总结假说演绎法步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论

设计意图：通过实验结果与演绎结果对比得出结论，锻炼学生概括总结能力，通过假说演绎法的概述构建对教材中不同章节知识之间的联系。

3. DNA分子复制的过程

DNA复制的方式已经明确了，那么DNA半保留复制的具体过程是怎样的?自读课本，完成学案并回答问题：

（1）

DNA复制概念？

（2）

DNA复制时间？

（3）

DNA复制场所？

（4）

DNA复制过程？

（5）

DNA复制条件? （6）

DNA复制特点、原则？

（7）

DNA准确复制原因？

（8）

意义？

教师活动：播放动画，请学生复述DNA分子复制的过程。

学生活动：阅读课本相应内容，完成学案。

设计意图：通过播放动画学生解说的方法梳理DNA复制的过程，落实本节课知识目标，突破重难点，在学习过程中化抽象为具体，提高学生微观空间想象力。

思维拓展：探究DNA复制过程中的规律

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设计意图：巩固DNA复制过程，通过物理模型和数学模型解决生物学中的问题，建立各学科之间的相互关联性。

七、板书设计

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