《DNA的復(fù)制》公開課教案

5/5高中生物必修2——第3章《基因的本質(zhì)》第3節(jié)《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)西安市第八十九中學(xué)陳璐一、教材分析本節(jié)課內(nèi)容是人教版高級(jí)中學(xué)課本生物必修2第三章第三節(jié)。DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論。這一課時(shí)，在聯(lián)系DNA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明DNA通過(guò)復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對(duì)有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識(shí)得理解和鞏固，對(duì)于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)遺傳的本質(zhì)是非常重要的?！癉NA的復(fù)制”又是后面變異部分的基礎(chǔ)。二、學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)具有了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂的基本知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，本課時(shí)將要從分子水平來(lái)探討生命的本質(zhì)，屬于肉眼看不到的抽象知識(shí)。學(xué)生們會(huì)感到困難，因此在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外，還通過(guò)學(xué)生模擬活動(dòng)來(lái)化解學(xué)生難點(diǎn)，來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步培養(yǎng)他們分析、歸納、概括能力。三、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)知識(shí)目標(biāo)1.說(shuō)出科學(xué)家對(duì)DNA分子復(fù)制作出的推測(cè)；2.簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的過(guò)程并說(shuō)明DNA分子的半保留復(fù)制；3.知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義。能力目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。情感目標(biāo)通過(guò)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和科學(xué)態(tài)度。四、重難點(diǎn)1.重點(diǎn)DNA的復(fù)制過(guò)程。2.難點(diǎn)(1)科學(xué)家對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)(2)DNA復(fù)制的過(guò)程。五、教學(xué)方法：探究法、演示法、講授法、討論法六、課時(shí)安排：1課時(shí)六、教學(xué)過(guò)程：教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)復(fù)習(xí)導(dǎo)入展示學(xué)生課前制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型并請(qǐng)學(xué)生介紹：1.DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？對(duì)學(xué)生的介紹作出評(píng)價(jià)。提問(wèn)：那么在細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂或減數(shù)分裂的時(shí)，細(xì)胞內(nèi)的DNA分子如何精確的分配給兩個(gè)子細(xì)胞【思考回答】1.DNA化學(xué)組成的基本單位是脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基組成。2.兩條鏈盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA復(fù)制學(xué)生已有的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的知識(shí)是學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的基礎(chǔ)，由此引出新課題。一、DNA復(fù)制的探究提出問(wèn)題↓做出假設(shè)以學(xué)生制作模型為例，【提出問(wèn)題】新形成的新的DNA分子，是否如同洗照片一樣，是一個(gè)全新的分子嗎？【作出假設(shè)】DNA復(fù)制的三種推測(cè)-全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、彌散復(fù)制。展示三種推測(cè)的區(qū)別?！灸M活動(dòng)】請(qǐng)同學(xué)們利用紅色和綠色的紙帶模擬。親代DNA復(fù)制形成子一代DNA的過(guò)程。部分組模擬全保留復(fù)制和其他組模擬半保留復(fù)制，并請(qǐng)學(xué)生展示。學(xué)生合作完成半保留復(fù)制和全保留復(fù)制形成子一代和子二代DNA分子模型。部分學(xué)生上黑板展示自己的成果。讓學(xué)生合作動(dòng)手操作，有助于學(xué)生動(dòng)手能力和思維能力的提高以及合作探索精神的培養(yǎng)。展示成果的目的在于讓學(xué)生樹立自信心。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)同學(xué)們的模擬活動(dòng)非常成功，可這畢竟是模擬活動(dòng)，真正的DNA分子是一種生物大分子主要分布在細(xì)胞內(nèi)，肉眼不可見，如何才能讓人們用實(shí)驗(yàn)手段解決這個(gè)難題呢？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】1.如何通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明DNA的復(fù)制方式？關(guān)鍵思路是什么？2.可以采用什么實(shí)驗(yàn)方法？【介紹背景資料】1.已知Ｎ元素含有14N和15N兩種質(zhì)量不同的同位素，可用15N標(biāo)記親代DNA，用14N標(biāo)記子代DNA。2.兩條鏈都為15N的DNA（表示15N/15N）。3.一條鏈為14N，另一條鏈為15N的DNA（表示為14N/15N）。4.兩條鏈都為14N的DNA（表示為14N/14N）。利用密度梯度離心技術(shù)可將不同的DNA分子分離在離心管的不同位置。學(xué)生們思考回答：1.區(qū)分親代和子代DNA。2.可以采用同位素示蹤技術(shù)。幫助學(xué)生接下來(lái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)搭建知識(shí)的框架。學(xué)生積極思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，并在解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)科學(xué)的思想以及慢慢熟練設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1958年Meselson和Stehl用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，經(jīng)過(guò)多次細(xì)胞分裂，然后把這些細(xì)胞移入正常的14N的培養(yǎng)基中，每隔一段時(shí)間收集細(xì)菌樣本一次，從中提取DNA，再將提出的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)不同的推測(cè)對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)：1.如果DNA是以半保留的方式復(fù)制的，那么離心后應(yīng)該出現(xiàn)幾條DNA帶？請(qǐng)?jiān)陔x心管的位置標(biāo)出。2.如果DNA是以全保留的方式復(fù)制的，那么離心后應(yīng)該出現(xiàn)幾條DNA帶？請(qǐng)?jiān)匐x心管的相應(yīng)位置標(biāo)出。老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)剛才演繹得結(jié)果，推導(dǎo)出這樣的可能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如果是半保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該有三條；如果是全保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該只有兩條。學(xué)生學(xué)會(huì)借鑒科學(xué)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)習(xí)，根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)了解如何利用同位素標(biāo)記技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。得出結(jié)論根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出什么結(jié)論？DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制。二、DNA分子復(fù)制的過(guò)程DNA復(fù)制的方式已經(jīng)明確了，那么DNA半保留復(fù)制的具體過(guò)程是怎樣的?播放視頻資料需解決問(wèn)題：1.DNA復(fù)制概念？2.DNA復(fù)制時(shí)間？3.DNA復(fù)制場(chǎng)所？4.DNA復(fù)制過(guò)程？5.DNA復(fù)制條件?6.DNA復(fù)制特點(diǎn)、原則？7.DNA準(zhǔn)確復(fù)制原因、意義？【思維拓展】雖然DNA復(fù)制在很大程度上保證了復(fù)制的精確性，但是仍然有10-9的錯(cuò)誤率。請(qǐng)根據(jù)這一數(shù)據(jù)計(jì)算，約為31.6億個(gè)堿基對(duì)的人類基因組復(fù)制時(shí)可能產(chǎn)生多少個(gè)錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤可能有什么影響？答：6個(gè)堿基錯(cuò)誤，影響可能很大，也可能沒(méi)影響。學(xué)生討論后回答：模板：兩條鏈分別作為模板原料：四種脫氧核苷酸能量：由ATP提供酶：解旋酶、聚合酶等同學(xué)們概述出DNA復(fù)制的三個(gè)過(guò)程：解旋——合成子鏈——形成子代DNA，以及DNA復(fù)制的兩個(gè)特點(diǎn);邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制。培養(yǎng)學(xué)生辯證思維的能力，建立DNA結(jié)構(gòu)與功能適應(yīng)相統(tǒng)一的觀念。梳理DNA復(fù)制主體知識(shí)，落實(shí)本節(jié)課知識(shí)目標(biāo)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中化抽象為具體，提高學(xué)生微觀空間想象力。技能訓(xùn)練【規(guī)律總結(jié)】1個(gè)15N標(biāo)記的DNA分子在14N的培養(yǎng)基1.復(fù)制n次，產(chǎn)生的子代DNA分子為______個(gè)，其中含有15N的DNA分子為_____個(gè)。2.含有14N的______個(gè)。3.只含14N的______個(gè)。4.只含有15N的_____個(gè)。5.含15N的脫氧核苷酸鏈和含14N的脫核苷酸鏈