DNA的复制教学设计

《DNA的复制》的教学设计龚世胜高一生物组一、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。DNA分子复制是遗传学的基本理论，本节课在联系DNA构造的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功效。通过这节课的学习，能够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含有重要作用，同时DNA复制又是背面变异部分的基础，学好这一学时，有助于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。2．教学内容的调节：以前在这节课的教学中，只是按照课本对1958年Meselson以大肠杆菌为实验材料的实验前半部分进行探究，成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的复制与真核细胞分裂这两个微观、动态过程进行有效整合，成果造成高考失分，因此在本次教学设计中，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HerbertTaylar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典型实验有机的结合起来，不仅不会增加学生的学习负担，并且由于完毕了对DNA的双螺旋构造、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态，避免教学时人为地割裂，学生更易理解，同时由于重复使用假说演绎法探究问题，能够较好地对学生进行科学办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较好提高。（二）学情分析1．知识水平：学生已含有了有丝分裂、减数分裂、DNA双螺旋构造等基本知识，也已经懂得密度梯度离心和同位素示踪等实验办法。2．能力水平：学生已经初步学会运用假说演绎法探究问题，含有一定的实验分析能力和逻辑推理能力。3．心理水平：爱好是做好的老师，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，能够通过创设问题情境，通过环环相扣的问题提出和解决，建立起一种自然流畅、逻辑清晰的教学过程，提高学生的学习爱好，从而达成知识、能力、情感三维教学目的的实现。（三）教学目的1.知识目的：（1）概述DNA分子的复制过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。（2）懂得DNA复制在遗传上的意义。2.能力目的：运用科学史典型实验，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.情感目的：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的复制的条件、过程和特点。2.教学难点：DNA半保存复制的实验探究（五）课前准备学案、DNA复制动画、PPT课件、学生准备红笔和黒笔（六）学时分派：1.5学时二.教学过程教学环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的双螺旋构造，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，才干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：由一种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的复制方式假设实验验证1958年Meselson以大肠杆菌为实验材料的实验1958年HerbertTaylar以蚕豆根尖细胞为实验材料的实验引导：1．猜想亲代DNA分子如何复制？在形成子代DNA的过程中，亲代DNA的两条链哪去了？2．对学生的回答进行补充，并出示当时科学家提出来有关DNA复制方式的三种模型过渡：终究DNA的复制哪种是方式呢？如何来证明哪个假说是对的的？引导：1．我们能够用什么办法跟踪亲代DNA的去向？2．构成DNA的元素有哪些？如何得到被同位素标记的DNA？3．同位素之间有哪些差别？在学生回答的基础上阐明：（1）有无放射性（拟定了真核生物DNA的复制方式）（2）相对分子质量不同（拟定了原核生物DNA的复制方式）4.如何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？出示离心成果图5.如果DNA的一条链含15N，另一条链含14N，离心后，应处在何种位置？出示离心成果图6．每条链上现有15N又有14N，离心后，应处在何种位置？出示：1958年Meselson大肠杆菌的实验过程阐明图提问：你认为三种假设子一代的离心成果各是什么样？出示：子一代实验成果图片引导：实验成果阐明DNA的复制方式不是全保存复制；DNA的复制方式可能是半保存复制或弥散复制提问：你认为如果是半保存复制或弥散复制子二代离心成果是什么样？出示：子二代实验成果图提问：1．如果实验继续进行，让大肠杆菌在14N培养基上再繁殖一代，提取DNA进行梯度离心，管内有几条带？位置是？比例如何？2．如果繁殖n代呢？小结：1、复制n次后来DNA分子的总数为2n个。2、复制n次后来，含有母链的DNA分子占总数的2/2n提问：1、Meselson为了进一步验证DNA的半保存复制的真实性，又把子一代的14N‖15N杂种链经变性（使两条链分离成单链）分开，然后再将变性前后的双链和单链分别进行离心。同窗们想一想，实验成果应当如何？请预期并进行合理解释。出示实验成果2、若没有前期实验，只将子一代双链DNA变性后再离心，其成果能不能判断DNA的复制方式？引导：如何才干判断？过渡：大肠杆菌是原核生物，通过实验分析我们理解了原核生物DNA的复制方式是半保存复制，真核生物DNA是何种复试方式的呢？介绍实验过程：1958年HerbertTaylar将蚕豆根尖细胞在含3H标记的脱氧核苷酸的培养基中培养，让细胞进行有丝分裂，完毕一种细胞周期，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DNA形态？出示下图2、第一种细胞周期的中期染色体形态？出示下图3、由一种DNA复制好的两个DNA在染色体上所处的构造？4、假设DNA是半保存复制，第一种细胞周期的中期，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构造）介绍：放射自显影技术出示：第一种细胞周期的中期放射自显影成果引导：1、该成果与否能阐明DNA一定进行半保存复制？为什么？与否可能是全保存复制或弥散复制？2、假设是全保存复制，第一种细胞周期的中期，每个染色体的两条色单体中有几条被标记？预测放射自显影成果3、实验成果与预期成果不一致，能得出什么结论？4、假设是弥散复制，第一种细胞周期的中期，每个染色体的两条色单体中有几条被标记？预测放射自显影成果5、假设是半保存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？预测放射自显影成果。（提示：第一种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？预测放射自显影成果。出示第二个细胞周期的中期放射自显影成果图提问：该成果能阐明什么问题？出示下图阐明：如果将第一种细胞周期和第二个细胞周的预测成果同时与实验成果比较，只有假设半保存复制的预期成果与实验成果相似，阐明DNA的复制方式是半保存复制小结：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的复制方式都是半保存复制推测：DNA分子复制方式回答同位素示踪回答分别用含C、H、O、N、P的同位素的培养基培养需要标记的细胞回答：相对分子质量不同和有无放射性回答：离心分析：15N标记DNA和14N标记DNA离心成果判断：离心成果判断：离心成果预期：三种假说子一代离心成果比较实验成果和预期成果，得出有关结论：DNA的复制方式不是全保存复制画出子二代的DNA图示预期半保存复制或弥散复制子二代离心成果比较实验成果和预期成果，得出结论：DNA的复制方式是半保存复制，不是弥散复制。完毕学案并回答说出半保存复制和弥散复制子一代变性成果，预期离心成果比较实验成果和预期成果，得出结论：进一步证明DNA的复制方式是半保存复制回答：不能分析、回答：将变性前后的双链和单链分别进行离心回答：细胞中的每个染色体上有一种双链DNA分子回答：通过复制后一种染色体有2条姐妹染色单体明确：复制好的两个DNA总是分别在姐妹染色单体上学案上画出第一种细胞周期的中期每条染色体上的DNA回答：每个染色体的两条色单体都被标记预期实验成果分析回答：每个染色体有一条色单体被标记预期实验成果回答：DNA的复制方式不是全保存复制回答：每个染色体的两条色单体都被标记预期实验成果【比较】实验成果和预期成果，得出有关结论：DNA的复制方式不是全保存复制；DNA的复制方式可能是半保存复制或弥散复制学案上画出第二个细胞周期的中期每条染色体上的DNA回答：每个染色体有一条色单体被标记预期实验成果分析回答：每个染色体的两条色单体都被标记预期实验成果比较实验成果和预期成果，得出结论：DNA的复制方式是半保存复制，不是弥散复制激励学生大胆想象、猜想，激发学生自主探索的欲望提出探究问题引导学生明白密度梯度离心的实验办法，为下面探究推理做准备运用假说演绎法揭示原核生物DNA复制方式是半保存复制培养学生比较、分析、逻辑推理的能力，培养严谨的科学态度拓展思维，培养比较、分析、逻辑推理、概括的能力引导提出问题通过学生将DNA的双螺旋构造、DNA的复制与细胞分裂过程中的图形结合，从而将DNA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，避免人为地割裂。培养了学生的抽象思维能力。通过图文转化，培养学生的动手能力运用假说演绎法揭示真核生物DNA复制方式也是半保存复制培养学生比较、分析、逻辑推理的能力，培养严谨的科学态度DNA复制的过程1、时间2、场合3、过程提问：DNA什么时间复制的？提问：DNA复制的重要场合在哪?分步放映DNA复制过程动画阐明：1、DNA双链打开叫解旋2、解旋需要解旋酶提问：解旋破坏了什么化学键？阐明：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？阐明：1、合成子连的过程需要DNA聚合酶2、边解旋边复制3、复制的方向提问：DNA复制时如何确保子代DNA与亲代DNA相似？引导模板：解开的每一条母链DNA分子独特的双螺旋构造，为复制提供精确的模板原则：碱基互补配对碱基互补配对，确保了复制能够精确地进行回答：有丝分裂和减数第一次分裂的间期回答：细胞核观看：DNA双链打开回答：氢键回答：脱氧核苷酸观看：合成子连的过程思考回答模板碱基互补配对增进对DNA复制的全过程的理解领略DNA分子独特的双螺旋构造和碱基互补配对能力与复制的亲密关系DNA复制的意义提问：你认为亲子代性状相似的因素是什么？明确DNA复制的意义DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而确保了遗传信息的持续性思考回答：亲代的DN