1、 DNA分子的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)【教材版本】高中生物必修2遺傳與進(jìn)化（人教版）第3章基因的本質(zhì)第3節(jié)DNA的復(fù)制。【教材分析】DNA分子的復(fù)制主要內(nèi)容包括復(fù)制所需的條件、復(fù)制過程及特點(diǎn)、領(lǐng)會(huì)DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)與復(fù)制的密切關(guān)系。本節(jié)課不但和DNA的分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，也與有絲分裂、減數(shù)分裂等知識(shí)有聯(lián)系。本節(jié)在教材中占的篇幅不大，所以本節(jié)課應(yīng)實(shí)行合理地拓展和延伸，在學(xué)習(xí)過程中能夠?qū)x學(xué)內(nèi)容DNA的半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)實(shí)行分析，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。【課標(biāo)要求】概述DNA分子的復(fù)制【設(shè)計(jì)思路】“問題探討”引入新課材料分析提出假說分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假說PPT展示DNA

2、的復(fù)制過程學(xué)生分析總結(jié)，得出結(jié)論課后小結(jié)，鞏固提升【學(xué)情分析】學(xué)生在必修一學(xué)習(xí)了核酸在細(xì)胞中的分布及化學(xué)組成，上節(jié)課又學(xué)習(xí)了DNA的結(jié)構(gòu)，這為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。高二學(xué)生具有一定的邏輯推理水平，對(duì)事物的探究有激情，但其對(duì)探究的目的性、過程及結(jié)論的形成缺乏理性的思考，對(duì)新舊知識(shí)的聯(lián)系把握還不夠。【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能：1.概述DNA分子的復(fù)制過程；2.了解梯度離心的原理。過程與方法：通過復(fù)制過程的實(shí)驗(yàn)的分析，學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1.分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，理解到技術(shù)的進(jìn)步在探索真理奧秘中的重要作用，領(lǐng)悟科學(xué)探究的魅力；2.探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。【教學(xué)重點(diǎn)】DNA分子復(fù)制的條件、

3、過程和特點(diǎn)。【教學(xué)難點(diǎn)】DNA分子復(fù)制的過程。【教學(xué)方法】多媒體教學(xué)，講授法，問題法。【教學(xué)準(zhǔn)備】1.PPT課件（內(nèi)含DNA分子復(fù)制過程的Flash動(dòng)畫）。2.學(xué)生自己找資料了解相關(guān)梯度離心的原理。【課時(shí)安排】一課時(shí)【教學(xué)過程】導(dǎo)入：PPT展示“問題探討”，引入新課：北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)徽“中國印-舞動(dòng)的北京”，將中國傳統(tǒng)的印章和書法等藝術(shù)形式與體育運(yùn)動(dòng)特征結(jié)合起來，巧妙地勾畫出一個(gè)向前奔跑、舞動(dòng)著迎接勝利的人形。要將這枚會(huì)徽復(fù)制成兩個(gè)印章（因?yàn)闀r(shí)間緊迫，由兩個(gè)人手工刻制）：一個(gè)送交國際奧委會(huì)，一個(gè)留在中國。想一想，如何 將兩個(gè)印章做得一模一樣？做成后又怎樣驗(yàn)證這兩個(gè)印章的相似水準(zhǔn)？生：閱讀思考，討論

4、回答。提示：兩個(gè)會(huì)徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材；應(yīng)先制造模型，并按模型制作會(huì)徽；應(yīng)使用電子控制的刻床；刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。（以上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)回答，事實(shí)是原料確實(shí)選自一塊石材，但因?yàn)闀r(shí)間緊迫，兩個(gè)會(huì)徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的）。驗(yàn)證的最簡(jiǎn)單的方法是：將兩個(gè)印章的圖形蓋在白紙上實(shí)行比較（學(xué)生也可能提出更科學(xué)、更現(xiàn)代化的方法）。師：DNA既能作為遺傳物質(zhì)，就必須具有精確的自我復(fù)制水平，那它是怎樣實(shí)行復(fù)制的呢？生：積極思考，學(xué)習(xí)熱情高漲。師生互動(dòng)：一、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)PPT展示資料：材料分析：最早期提出的DNA復(fù)制模型有三種：保留型復(fù)制、半保留型復(fù)

5、制和分散性復(fù)制。在保留型復(fù)制的模型中，新復(fù)制出的分子直接形成，完全沒有舊的部分。半保留模型是一鏈舊模板，合成另一鏈，所以形成的分子是一半新的、一半舊的。分散模型復(fù)制的兩個(gè)分子也是同時(shí)含有舊的和新的部分，但是其分配是隨機(jī)組合的。沃森和克里克所推測(cè)的是半保留型的復(fù)制。他們認(rèn)為原有的兩鏈DNA會(huì)分開，沒一鏈各作為一個(gè)模板用來復(fù)制新的部分，所以新合成的分子中有一舊鏈和一新鏈。師：這些復(fù)制觀點(diǎn)的提出你有何啟示？生：人類對(duì)科學(xué)的探究過程就是一個(gè)持續(xù)自我修正錯(cuò)誤的過程。師：這些觀點(diǎn)各不相同，如何來證明哪個(gè)觀點(diǎn)是準(zhǔn)確的？ 生：用實(shí)驗(yàn)證明。師：要你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為最基本的思路是什么？生：把復(fù)制的單鏈和原來的鏈

6、做上標(biāo)記，然后觀察它在新DNA中出現(xiàn)的情況。二、DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)PPT展示：證明DNA實(shí)行半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)圖解生：分析“證明DNA實(shí)行半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)”，利用物理、化學(xué)知識(shí)體會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法、原理、步驟、結(jié)果、結(jié)論及它的巧妙之處，進(jìn)而體會(huì)科學(xué)家的思維。學(xué)生因自己能想到和科學(xué)家相似的實(shí)驗(yàn)方法而興奮不已，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的樂趣。三、DNA分子復(fù)制的過程PPT展示：DNA復(fù)制過程的Flash動(dòng)畫。師：請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀看DNA分子的復(fù)制過程，仔細(xì)閱讀教材P54中相關(guān)內(nèi)容，思考并回答下列問題：師：什么是DNA的復(fù)制？生：是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA的復(fù)制實(shí)際上是遺傳信息的復(fù)制

7、。師：DNA是在什么時(shí)候復(fù)制的？生：細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)分裂間期。師：DNA是在哪里復(fù)制的？生：主要在細(xì)胞核，線粒體、葉綠體中也會(huì)發(fā)生。師：DNA復(fù)制有哪些必需條件？生：需要（1）模板：兩條母鏈；（2）原料：四種游離的脫氧核苷酸；（3）能量：ATP；（4）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等。師：簡(jiǎn)述“新”DNA的形成過程？生：首先是解旋，在ATP的供能、解旋酶的作用下，DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對(duì)的堿基從氫鍵處斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開，從而作為母板為復(fù)制提供準(zhǔn)確的模板；接著，在DNA聚合酶的作用下，以解開的每一段母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則各自合成與

8、母鏈互補(bǔ)的一段子鏈；隨著解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷的在延伸，同時(shí)每條子鏈與其對(duì)應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而各自形成一個(gè)新的DNA分子。師：DNA復(fù)制具有什么特點(diǎn)？生：邊解旋邊復(fù)制及半保留復(fù)制。師：DNA復(fù)制的結(jié)果是什么？生：一個(gè)DNA分子成為兩個(gè)完全相同的DNA分子。師：為什么DNA能夠“準(zhǔn)確”的復(fù)制?生：第一，DNA分子具有特殊的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板；第二，堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確無誤。師：這樣的復(fù)制有什么意義？生：DNA通過復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了物種的相對(duì)穩(wěn)定性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使種族得以延續(xù)。評(píng)價(jià)反饋：1.DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有

9、絲分裂的（）A.分列前期 B.分裂中期 C.分裂后期 D.分裂間期2.DNA的復(fù)制不可能發(fā)生在（）A.細(xì)胞核 B.葉綠體 C.線粒體 D.核糖體3.某DNA分子有堿基200對(duì)，已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)的60%，則該DNA分子連續(xù)復(fù)制兩次所需的鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數(shù)為（）80個(gè)160個(gè)240個(gè)320個(gè)4.以DNA的一條鏈“-A-G-T-T-A-C-A-”為模板，經(jīng)復(fù)制后得到的子鏈?zhǔn)?5.現(xiàn)有從生物體內(nèi)提取的一個(gè)DNA分子（稱第一代）和標(biāo)記放射性同位素3H的四種脫氧核苷酸，要在實(shí)驗(yàn)室里合成新的DNA分子：（1）除上述幾種物質(zhì)外，還必須有 和 ，方能合成第二代的DNA分子。（2）在第二代的

10、DNA分子中，有 條含3H的鏈。（3）在第二代的DNA分子中，含有3H鏈的堿基序列相同嗎？ （4）在第五代的全部DNA分子中，有 條鏈不含3H。解析與答案：1.D 2.D 3.C 4.-T-C-A-A-T-G-T- 5.（1）酶 ATP（2）一 （3）不同 （4）兩課堂小結(jié)：師：通過本節(jié)學(xué)習(xí)你學(xué)到了什么？生：掌握了DNA的復(fù)制過程、復(fù)制的必需條件及DNA復(fù)制在生物學(xué)上的重要意義。師：目前DNA分子技術(shù)在生活實(shí)踐中都有哪些應(yīng)用？生：親子鑒定、刑事案件偵破等。【作業(yè)布置】1.在DNA分子中，由于組成脫氧核苷酸的堿基有4種（A、G、C、T），因此，構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸也有4種，它們的名稱是 ，

11、 ， 和 。2.從DNA分子的復(fù)制過程可以看出，DNA分子復(fù)制需要 、 、 和 等條件。DNA分子的 結(jié)構(gòu)能夠?yàn)閺?fù)制提供精確的模板，通過 保證了復(fù)制能夠正確地進(jìn)行。3.將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成DNA分子的主要的酶是：（ ）A.DNA連接酶 B.DNA酶 C.DNA解旋酶 D.DNA聚合酶4.某雙鏈DNA分子帶有15N同位素標(biāo)記，在試管中以該DNA為模板進(jìn)行復(fù)制實(shí)驗(yàn)，連續(xù)復(fù)制4代后，試管中帶有15N同位素標(biāo)記的DNA占總量的（ ）A.12.5% B.25% C.50% D.100%【板書設(shè)計(jì)】第三節(jié) DNA分子的復(fù)制1.復(fù)制的概念：是指以親代DNA分子為模板來合成子代DNA分子的過程。2.復(fù)制的時(shí)期：有絲分裂和減數(shù)分裂的間期。3.復(fù)制的場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要場(chǎng)所）、線粒體、葉綠體。4.復(fù)制的方式：非連續(xù)性的半保留復(fù)制。5.復(fù)制的條件： 酶、原料、能量、模板。 6.復(fù)制的過程：解旋合成子鏈螺旋（邊解旋、邊復(fù)制）7.復(fù)制的結(jié)果：一個(gè)DNA分子 兩個(gè)DNA分子。8.復(fù)制的生物學(xué)意義：傳遞遺傳信息。【教學(xué)反思】 本節(jié)課一開始就用到了學(xué)生感興趣的問題引起