DNA的复制教案

1、遗传信息的传递一一 DNA的复制的教学设计第三章 基因的本质第3节DNA的复制一、教学分析（一）教材分析1 在教材中的地位和作用本节课是人教版高中生物必修二第3章第3节的内容。DNg子复制是遗传学的基本理论，本节课在联系 DNA吉构的基础上，进一步阐明DNA1过复制传递遗传信息的功能。通过这节课的学习，可以加深学生对有丝分裂、减数分裂等知识的理 解，进一步体会基因位于染色体让，对于学生深刻认识遗传规律是具有重要作用，同时DNAt制又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。2教学内容的调整：以前在这节课的教学中，只是按照课本对1958 年 Mesel

2、son 以大肠杆菌为实验材料的实验前半部分进行探究，结果发现高考中出现该实验后半部分的实验设计思想，同时发现学生很难将 DNA勺复制与真核细胞分裂这两个微观、动态过程进行有效整合，结果导致高考失分，因此在此次教学设计中，增加了1958 年 Meselson 以大肠杆菌为实验材料的实验的后半部分，以及1958 年 Herbert Taylar 以蚕豆根尖细胞为实验材料的实验。对这节课内容进行合理的拓展和延伸， 在教学中将基础知识与经典实验有机的结合起来，不仅不会增加学生的学习负担，而且由于完成了对DNA勺双螺旋结构、DNA的复制与细胞分裂过程中染色体的行为等知识的有效整合，回归到生命活动的真实状

3、态，防止教学时人为地割裂，学生更易理解，同时由于反复使用假说演绎法探究问题，可以很好地对学生进行科学方法的训练和科学思维方式的培养，学生实验分析能力和逻辑推理能力得以很好提升。（二）学情分析1.知识水平：学生已具有了有丝分裂、 减数分裂、DNAZ螺旋结构等基本知识， 也已经知道密度梯度离心和同位素示踪等实验方法。2能力水平：学生已经初步学会运用假说演绎法探究问题，具有一定的实验分析能力和逻辑推理能力。3心理水平：兴趣是做好的老师，对于高二学生来说，严密的逻辑推理和分析问题所带来的愉悦是一种高层次的精神体验，教学时，可以通过创设问题情境，通过环环相扣的问题提出和解决，建立起一个自然流畅、逻辑清晰

4、的教学过程，提高学生的学习兴趣，从而达到知识、能力、情感三维教学目标的实现。（三）教学目标1. 知识目标：（1）概述DNg子的复制过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。（2）知道DNAft制在遗传上的意义。2. 能力目标：利用科学史经典实验，加强学生运用假说演绎法探究问题， 培养科学的思维方式，进一步培养学生的实验分析能力和逻辑推理能力。3. 情感目标：通过 DNA复制的方式探究，培养学生严谨的科学态度，使学生体会科学研究的魅力。（四）教学的重点和难点：1 .教学重点：DNA勺复制的条件、过程和特点。2 .教学难点：DNAH呆留复制的实验探究（五）课前准备学案、DNAS制动画、PPT课件、

5、学生准备红笔和黑笔（六）课时分配：1.5课时二.教学过程教学 划、节教师活动学生活动设计 意图导入提问：1 .上节课学习了 DNA勺双螺旋结 构，DNA分子中碱基对的排列代表 什么？2 .在学习有丝分裂和减数分裂时，我们曾提到 DNA要经历什么 过程，才能将遗传信息从亲代传 递给子代？3 .你认为 DNA的复制是什么意 思？提出问题：本节课我们来探讨一下 DNA是如 何进行复制的回答：遗传信息回答：复制回答：由一个DNA形成二个形同的DNA通过引导，提出本节 课研 究主题探 究 DNA 的 复 制假设实验 验证1958 年 Mesels on以引导：1.猜想亲代DNA#子怎样复制？在形成子代D

6、NA的过程中，亲代DNA勺两条链哪去了 ？推测：DNA分子复制方式回答鼓励学生大胆想大肠杆菌为实验材料的实验1958 年 Herberr豆细实料佥 强蚕尖为材！ tTa以根胞验的2.对学生的回答进行补充，并出示当时科学家提出来关于 DNA复制方式的三种模型过渡：到底DNA勺复制哪种是方式呢？如何来证明哪个假说是正确的？引导：1 .我们可以用什么方法跟踪亲代DNA勺去向？2 .组成DNA勺元素有哪些？如何得到被同位素标记的 DNA3 .同位素之间有哪些差异？在学生回答的基础上说明：(1)有无放射性(确定了真核生物DNA勺复制方式)(2)相对分子质量不同(确定了原核生物DNA勺复制方式)4 .如何

7、根据相对分子质量不同将15N标记的双链DNA和14N标记的双链DNA如何分开？出示离心结果图1|5 .如果DNA勺一条链含15N,另一同位素下踪象、回答分别用含C H、O猜测，M P的同位素的激发主*关上L田关盅市 “口 及 '金r1口 4 L 1 f IJ 交学生标记的细胞自主回答：相对分子质探索量不同和有无放的欲射性回答：离心望提出分析：15N标记DNA探究和14N标记DNA离问题心结果引导判断：离心结果学生判断：离心结果明白预期：三种假说子密度一代离心结果梯度比较实验结果和离心预期结果，得出相的实关结论：DNA勺复验方制方式不是全保法，留复制为下画出子二代的面探条链含14N,离心

8、后，应处于何种印？DNA0 示究推出示离心结果图预期半保留复制理做6.每条链上既有15N又有14N,离或弥散复制子二准备心后，应处于何种位置？代离心结果运用出不：1958年Meselson大肠杆菌比较实验结果和假说的实验过程说明图预期结果，得出结演绎提问：你认为二种假设二代的论：DNA勺复制方法揭离心结果各是什么样？式是半保留复制，示原出示：子一代实验结果图片不是弥散复制。核生引导：完成学案并回答物实验结果说明DNA的复制方式不说出半保留复制DNA是全保留复制；DNA勺复制方式可和弥散复制公复制能是半保留复制或弥散复制代变性结果，预期方式提问：你认为如果是半保留复制离心结果是半或弥散复制子二代

9、离心结果是什比较实验结果和保留么样？预期结果，得出结复制出示：子二代实验结果图论：进一步证明培养提问：DNA的复制方式学生1.如果实验继续进行，让大肠杆是半保留复制比菌在14N培养基上再繁殖一代，提回答：不能较、取DNA进行梯度离心，管内有几分析、回答：将变分条带？位置是？比例如何？性前后的双链和析、2.如果繁殖n代呢？单链分别进行离逻辑小结：心推理1、复制n次以后DNA#子的总数回答：的能为2n个。细胞中的每个染力，2、复制n次以后，含有母链的DNA色体上有一个双培养分子占总数的2/2 n链DNg子严谨提问：回答：的科1、Meselson为了进,步验证DNA经过复制后一个学态的半保留复制的真

10、实性，又把子染色体有2条姐度一代的14NII 15N杂种链经变性妹染色单体拓展（使两条链分离成单链）分开，明确：复制好的两思然后再将变性前后的双链和单链个DNA总是分别维，分别进行离心。同学们想一想，在姐妹染色单体培养实验结果应该如何？请预期并进上比行合理解释。学案上画出第一较、出示实验结果个细胞周期的中分2、若没有前期试验，只将二代期每条染色体上析、双链DNA变性后再离心，其结果的DNA逻辑能不能判断DNA勺复制方式？回答：每个染色体推引导：如何才能判断？的两条色单体都理、过渡：被标记概括大肠杆菌是原核生物，通过预期试验结果的能实验分析我们了解了原核生物分析回答：每个染力DNA勺复制方式是半

11、保留复制， 真色体有一条色单引导核生物 DNA是何种复试方式的呢？介绍实验过程：1958 年 Herbert Taylar 将蚕豆根尖细胞在含3H标记的脱氧核 昔酸的培养基中培养，让细胞进 行有丝分裂，完成一个细胞周期， 然后在不含放射性标记的培养基 中继续培养，通过放射自显影技 术观察有丝分裂中期染色体的放 射性，探究真核生物的 DNA复制 方式。出示下图：提问：1、每条染色体上的 DN即态？出示下图2、第一个细胞周期的中期染色体 形态？出示下图3、由一个DNAM制好白两个DNA 在染色体上所处的结构？体被标记提出预期试验结果问题回答：DNA勺复制通过方式不是全保留学生复制将回答：每个染色体

12、DNA的两条色单体都的双被标记螺旋预期试验结果结【比较】实验结果构、和预期结果，得出DNA相关结论：DNA勺的复复制方式不是全制与保留复制；DNA勺细胞复制方式可能是分裂半保留复制或弥过程散复制中的学案上画出第二图形个细胞周期的中结期每条染色体上合，的DNA从而回答：每个染色体将有一条色单体被DNA4、假设DN幅半保留复制，第一 个细胞周期的中期，每个染色体的两条色单体中有几条被标记？（规定：用红色笔画出含放射性 物质的结构）介绍：放射自显影技术出示：第一个细胞周期的中期放射自显影结果引导：1、该结果是否能说明DNA定进 行半保留复制？为什么？是否可 能是全保留复制或弥散复制？2、假设是全保留

13、复制，第一个细 胞周期的中期，每个染色体的两 条色单体中有几条被标记？预测放射自显影结果3、实验结果与预期结果不一致， 能得出什么结论？4、假设是弥散复制，第一个细胞 周期的中期，每个染色体的两条 色单体中有几条被标记？预测放射自显影结果5、假设是半保留复制到第二个细 胞周期的中期，每个染色体中有 几条染色单体被标记？预测放射标记预期试验结果分析回答：每个染 色体的两条色单 体都被标记 预期试验结果 比较实验结果和预期结果，得出结 论：DNA勺复制方 式是半保留复制， 不是弥散复制的复 制与 细胞 分裂 这两 个微 观、 动态 过程 进行 有效 整合，回归 生命 活动 的真 实状 态， 防止

14、人为 地割 裂。自显影结果。（提示：第个细胞周期后培养基中不再有放射性物质）6、假设是弥散复制到第二个细胞 周期的中期，每个染色体中有几 条染色单体被标记？预测放射自 显影结果。出示第二个细胞周期的中期放射 自显影结果图提问：该结果能说明什么问题？出示下图说明：如果将第一个细胞周期和 第二个细胞周的预测结果同时与 实验结果比较，只有假设半保留 复制的预期结果与实验结果相 同，说明DNA的复制方式是半保 留复制小结：通过前边的实验科学家发 现无论是原核生物还是真核生物 DNA勺复制方式都是半保留复制养学的 象维 过 文 养生 动能 用说 绎揭真生O >培 了 生 抽 思 能 力 通 图转化

15、 培 学 的 手 力 运 假 演法 示核 物DNA复制 方式 也是半保 留复 制培养 学生 比较、分析、逻辑 推理 的能力，培养 严谨 的科 学态度DN A 复 制 的 过 程1、时间2、场所3、过程提问：DNA什么时间复制的？提问：DNA复制的主要场所在哪？分步放映DNAS制过程动画说明：1、DNA®链打开叫解旋2、解旋需要解旋酶提问：解旋破坏了什么化学键？说明：解旋需要能量（ATP） 提问：合成子连的过程需要何种 物质做原料？说明：1、合成子连的过程需要 DN课合酶2、边解旋边复制3、复制的方向提问：DNA复制时如何保证子代DNA%亲代 DNAIS 同？引导模板：解开的每一条母链

16、DNA#子独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板原则：碱基互补配对碱基互补配对，保证复制能够准确地进行回答：有丝分裂和减数第一次分裂的间期回答：细胞核观看：DN顺链打开回答：氢键回答：脱氧核甘酸观看：合成子连的过程思考回答模板碱基互补配对促进 对DNA复制 的全 过程 的理 解领会 DNA分子 独特 的双 螺旋 结构 和碱 基互 补配 对能 力与 复制 的密切关系DNA复制的 意义提问：你认为亲子代性状相似的原因是什么？明确DNAM制的意义DNA#子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了遗传信息的连续性思考回答：亲代的DNA经过复制传给了子代，因此亲子代的遗传信息相同引导说出DNA复

17、制的意义课堂小结完成学案后回答并核对落实基础出不表格1、DNA是半保留复制，到第三个细胞周期的中期时，所有染色体都一样吗?每个染住j体中宿几冬作业完成学案拓展思维n r II 9二1I_ r 1 1 J > u zT染色单体被标记？2.学案习题三.板书设计第三节DNA勺复制一、实验结论：DNA半保留复制二、DNAt制过程：解母链与子链双螺旋合成子链2个子代亲代DNA*二、DNAt制意义：保证亲子代遗传信息的连续性附：学案第三节DNA的复制学案一、研究DNAa制方式的实验（一）在离心管上标出不同世代的大肠杆菌DN附子进行密度梯度离心后出现的条带情况，并在表格中填写条带的比例。实验结论：小结

18、：1、复制n次以后DNA分子的总数为 个。2、复制n次以后，含有母链的 DNA分子占总数的 。（二）完成下图（规定：用红色笔画出含放射性物质的结构）二、DNA复制过程和意义DNA复制时间场所条件模板原料能里酶特点方式原则结果意义习题：1 .科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素失踪技术及密度梯度离心方法进行了 DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培亦液中唯一氮源繁殖代数多代多代一代两代培亦广物ABB的子IB的子II代代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/ 14 N)仅为重带(15N/ 15 N )仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14n/ 14n )1/2中带(15N/14N)请分析并回答：(1)要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌 B,必须经过代培养，且培养液中的 是唯一氮源。(2)综合分析本实验的 DNA离心结果，第 组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第组和第组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是。(3)分析讨论：若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于据此