高中生物人教版遺傳與進(jìn)化第3章基因的本質(zhì)第3節(jié)DNA的復(fù)制（市一等獎(jiǎng)）

必修2第3章第3節(jié)DNA分子的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)a.概述DNA分子的復(fù)制過(guò)程b.概述DNA分子復(fù)制的生物學(xué)意義2.能力目標(biāo)a.利用科學(xué)史經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用假說(shuō)演繹法探究問(wèn)題，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力和邏輯推理能力b.進(jìn)行DNADNA復(fù)制堿基計(jì)算3.情感目標(biāo)通過(guò)DNA復(fù)制的方式探究，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,使學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究的魅力二、教學(xué)重點(diǎn)DNA的復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)三、教學(xué)難點(diǎn)DNA分子的復(fù)制過(guò)程四教學(xué)流程教學(xué)流程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入從科幻電影《侏羅紀(jì)公園》導(dǎo)入，簡(jiǎn)介哈蒙德博士召集大批的科學(xué)家根據(jù)遺傳學(xué)理論，透過(guò)史前蚊子所遺留的恐龍血液，提取出恐龍的DNA，再通過(guò)DNA復(fù)制，培育，使已絕跡了6500萬(wàn)年的史前動(dòng)物得以復(fù)生。激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)。傾聽(tīng)、思考。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)。環(huán)節(jié)二：講授新課

一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)圖文簡(jiǎn)介對(duì)DNA復(fù)制的三種推測(cè)，以及沃森和克里克根據(jù)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出的DNA半保留復(fù)制假說(shuō)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思維以及回顧假說(shuō)演繹法在科學(xué)探究的應(yīng)用。1.全保留復(fù)制：新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒(méi)有舊的部分；2.半保留復(fù)制：形成的分子一半是新的，一半是舊的；3.分散復(fù)制：新復(fù)制的分子中新舊都有，但分配是隨機(jī)組合的。二、DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.讓學(xué)生閱讀教材DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)部分，回答問(wèn)題：（1）DNA合成實(shí)驗(yàn)的研究方法是什么？同位素標(biāo)記法（2）含14N的DNA與含15N的DNA如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)區(qū)分？根據(jù)其密度不同通過(guò)密度梯度離心法觀察DNA所處的位置（3）如何獲得含15NDNA的大腸桿菌？將大腸桿菌放入以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)若干代（4）要了解DNA的復(fù)制過(guò)程，如何對(duì)大腸桿菌加以培養(yǎng)？選擇含15NDNA的大腸桿菌培養(yǎng)在含14N的培養(yǎng)基中（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，細(xì)胞分裂一次、二次后，細(xì)胞中DNA分子的雙鏈組成分別有什么特點(diǎn)？分裂一次：每個(gè)DNA分子的雙鏈中，一條是來(lái)自親代的脫氧核苷酸鏈（含15N），一條是新合成的脫氧核苷酸鏈（含14N）分裂二次：有一半的DNA分子中兩條鏈都是含有14N的脫氧核苷酸鏈；另一半的DNA分子中，一條鏈?zhǔn)呛?5N的脫氧核苷酸鏈，一條鏈?zhǔn)呛?4N的脫氧核苷酸鏈2.引導(dǎo)學(xué)生觀察分析DNA進(jìn)行半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖解，（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析=1\*GB3①三種DNA（重、中、輕）離心結(jié)果圖=2\*GB3②子一代離心結(jié)果圖=3\*GB3③子二代離心結(jié)果圖（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制【典型例題】細(xì)菌在含15N的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再將其移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取親代及子代的DNA，離心分離，如圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是 ()【答案】C【方法點(diǎn)撥】子一代的DNA應(yīng)為全中(14N/15N)，即圖②；子二代DNA應(yīng)為1/2中(14N/15N)、1/2輕(14N/14N)，即圖①；子三代DNA應(yīng)為1/4中(14N/15N)、3/4輕(14N/14N)，即圖③，而不是全輕(14N/14N)；親代的DNA應(yīng)為全重(15N/15N)，即圖⑤。三、DNA分子復(fù)制的過(guò)程1.讓學(xué)生閱讀教材DNA分子復(fù)制的過(guò)程部分，回答問(wèn)題：（1）DNA復(fù)制過(guò)程特點(diǎn)？邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制（2）DNA復(fù)制需要哪些條件？模板、原料、酶和能量等（3）DNA復(fù)制場(chǎng)所在哪里？在什么時(shí)間進(jìn)行？細(xì)胞核；有絲分裂間期和減數(shù)分裂第一次分裂間期（4）DNA復(fù)制的意義？保證親子代遺傳信息的連續(xù)性2.逐步展示DNA復(fù)制過(guò)程圖解，詳細(xì)講解。3.展示DNA復(fù)制過(guò)程表格，引導(dǎo)學(xué)生歸納?！镜湫屠}】下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始的B.圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C.真核生物DNA分子復(fù)制過(guò)程需要解旋酶D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率【答案】A【方法點(diǎn)撥】1.有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，但并不是同時(shí)開(kāi)始2.半保留復(fù)制的模式不僅保持前后代的穩(wěn)定性，同時(shí)每次復(fù)制都可產(chǎn)生兩個(gè)DNA分子，提高了復(fù)制速率。四、DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算規(guī)律讓學(xué)生根據(jù)DNA半保留復(fù)制圖解，歸納有關(guān)計(jì)算規(guī)律。(1)子代DNA分子數(shù)為2n個(gè)。①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個(gè)。②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為(2n－2)個(gè)。③含子代鏈的DNA分子數(shù)為2n個(gè)。(2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n＋1條。①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為(2n＋1－2)條。(3)消耗脫氧核苷酸數(shù)①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，經(jīng)過(guò)n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m·(2n－1)個(gè)。②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m·2n－1個(gè)?！镜湫屠}】有100個(gè)堿基對(duì)的某DNA分子片段，內(nèi)含60個(gè)胞嘧啶脫氧核苷酸，若連續(xù)復(fù)制n次，則在第n次復(fù)制時(shí)需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸個(gè)數(shù)，以及這n次復(fù)制共需游離腺嘌呤脫氧核苷酸個(gè)數(shù)依次是()A．40×2n－1,40×2n－1B．40n－1,40nC．40×(2n－1)，40×(2n－1)D．40×2n－1,40×(2n－1)【答案】D【方法點(diǎn)撥】該DNA的（T+C)=100，故T=100-60=40個(gè)，復(fù)制n次形成2n個(gè)DNA。第n次復(fù)制時(shí)需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為40×2n－1,n次復(fù)制共需游離腺嘌呤脫氧核苷酸個(gè)數(shù)40×(2n－1)傾聽(tīng)、思考。分析、作答。閱讀、思考、回答。觀察、分析、回答。分析、歸納。演練、作答。模型建構(gòu)。演練、推導(dǎo)。演練、作答。推導(dǎo)、歸納。演練、作答。知道科學(xué)家對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)以及應(yīng)用假說(shuō)演繹法對(duì)半保留復(fù)制的探究。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力和邏輯推理能力。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,使學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究的魅力。概述DNA分子的復(fù)制過(guò)程和生物學(xué)意義。進(jìn)行DNADNA復(fù)制堿基計(jì)算。環(huán)節(jié)三：課堂小結(jié)讓學(xué)生根據(jù)概念圖回顧本節(jié)主干內(nèi)容。呼應(yīng)?；仡櫛竟?jié)要點(diǎn)環(huán)節(jié)四：課堂練習(xí)在DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí)，將大腸桿菌放在含低劑量3H標(biāo)記的脫氧胸苷(3H－dT)的培養(yǎng)基中，3H－dT可摻入正在復(fù)制的DNA分子中，使其帶有放射性標(biāo)記。幾分鐘后，將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含高劑量3H－dT的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。收集、裂解細(xì)胞，抽取其中的DNA進(jìn)行放射性自顯影檢測(cè)，結(jié)果如圖所示。據(jù)圖可以作出的推測(cè)是()A.復(fù)制起始區(qū)在高放射性區(qū)域復(fù)制為半保留復(fù)制復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸復(fù)制方向?yàn)閍