《DNA的復制》教學設計教學目標知識目標:1.記住DNA復制的概念。2.簡述DNA復制的過程,并分析、歸納出DNA復制過程的特點。3.知道DNA復制在遺傳上的意義。能力目標:1.通過介紹Meselson、stehl的試驗,引導學生分析、比較、推理、歸納,培養科學的思維。2.通過引導學生觀察拉鏈和DNA復制的比較,鼓勵學生大膽想象、猜測,培養學生自主探索、合作學習、分析問題、解決問題的能力。情感目標:通過分組探究活動,培養學生的協作意識和科學態度學情分析。教學重難點1.DNA的復制方式的發現雖然是選學內容,但是對學生學會科學的探究方法,啟迪學生科學的思考有很大的幫助,有助于學生分析問題、解決問題能力的提高,所以把它作為探究的重點之一,但在知識層面上不作為重點。2.DNA復制過程完成了遺傳信息的傳遞功能;對DNA復制過程的研究,蘊含著科學研究的過程和方法教育;DNA復制的過程具有微觀、動態、連續、抽象的特點。同時,由此延伸出對DNA復制過程各環節脫氧核苷酸鏈的變化情況的理解,學生在此過程需要運用抽象化的思維進行思考。因此,對DNA復制的過程的探討既是本課時的教學重點,也是難點。教學過程【導入】利用問題及課件導入新課1.DNA分子復制發生在什么時間?2.DNA分子復制過程怎么進行?3.DNA分子復制過程需要哪些條件?4.DNA分子復制過程有何特點?5.DNA分子復制的概念是什么?根據學生回答情況進行點撥、講述。【練習】學生討論交流并完成導學案課內探究學案一、學習目標1.記住DNA復制的概念。2.簡述DNA復制的過程,并分析、歸納出DNA復制過程的特點。3.知道DNA復制在遺傳上的意義。學習重難點:1.DNA分子結構的主要特點。2.DNA分子復制的條件、過程和特點。二、學習過程(一)對DNA分子復制的推測沃森、克里克提出遺傳物質自我復制的假說:復制方式為。(二)DNA半保留復制的實驗證據(選學)1.要分析DNA是全保留還是半保留的,就要區分親代與子代的DNA。1958年,科學家以為實驗材料,運用,設計了實驗。2.實驗過程同位素示蹤技術:用含有標記NH4Cl培養液培養大腸桿菌。方法:如為半保留復制方式(新形成的DNA分子一條是母鏈,一條為新形成的子鏈)培養基類型結果在試管中位置親代子一代子二代(三)DNA分子復制的過程1.特點:模板:原料:能量:酶:【講授】對DNA分子復制方式的推測引導學生閱讀課文P52,沃森和克里克提出的著名的DNA雙螺旋結構模型后,又發表了遺傳物質自我復制的假說。進而總結出“半保留復制”的概念。在復制過程中,原來雙螺旋的兩條鏈并沒有被破壞,它們分成單獨的鏈,每一條舊鏈作為模板再合成一條新鏈,這樣在新合成的兩個雙螺旋分子中,一條鏈是舊的而另外一條鏈是新的,因此這種復制方式被稱為半保留復制。我們知道,當假說通過實踐檢驗并被證明是正確的后,才能上升為科學理論。隨著科學技術的發展,放射性同位素示蹤技術被應用到DNA分子復制的研究中。下面我們來探討一下DNA分子半保留復制的實驗證據。【活動】學生利用“假說演繹法”推測DNA復制的方式學生閱讀課文P53,結合圖3-12,利用物理、化學知識體會科學家實驗設計的方法、原理、步驟、結果、結論及它的巧妙之處。并根據“假說演繹法”的推論過程,總結歸納出DNA復制的方式。【活動】學生根據問題自主學習①什么叫解旋?解旋的目的是什么?②什么叫“子鏈”?復制一次能形成幾條子鏈?③簡述“子鏈”形成的過程。DNA復制后兩個子代DNA分子和親代DNA分子是否完全相同?為什么?【講授】教師簡要介紹DNA復制的概念和過程1.概念:指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA的復制實質上是遺傳信息的復制。2.時間:細胞有絲分裂和減數第一次分裂的間期3.場所:細胞核(主要)、線粒體、葉綠體4.條件:⑴模板:兩條母鏈⑵原料:四種脫氧核苷酸、能量(ATP)⑶酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等5.過程:①解旋提供準確模板:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂,兩條螺旋的雙鏈解開,這個過程叫做解旋。解開的兩條單鏈叫母鏈(模板鏈)。②合成互補子鏈:以上述解開的每一段母鏈為模板,以周圍環境中游離的4種脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補配對原則,在有關酶的作用下,各自合成與母鏈互補的一段子鏈。③子、母鏈結合盤繞形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,隨著解旋過程的進行,新合成的子鏈不斷地延伸,同時每條子鏈與其對應的母鏈盤繞成雙螺旋結構,從而各自形成一個新的DNA分子,這樣,1DNA分子→2個完全相同的DNA分子。6.特點:①DNA分子是邊解旋邊復制的;②是一種半保留式復制。(即在子代雙鏈中,有一條是親代原有的鏈,另一條(子鏈)則是新合成的。)7.“準確”復制的原因:①DNA具有獨特的雙螺旋結構,能為復制提供模板;②堿基具有互補配對的能力,能夠使復制準確無誤。8.結果:一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子9.意義:DNA通過復制,使遺傳信息從親代傳給了子代,從而保證了物種的相對穩定性,保持了遺傳信息的連續性,使種族得以延續。【練習】DNA分子連續復制演繹的計算規律DNA復制中的計算問題1.DNA復制次數與形成的DNA數的關系是2n個(n為復制次數);一個DNA分子中的兩條鏈上的脫氧核苷酸數相等;雙鏈DNA分子符合堿基互補配對原則,即A=T,G=C。一個DNA分子無論復制幾次,形成的新DNA分子中,只有兩個DNA分子中含有原來的DNA鏈。即:一個DNA分子復制n次,則:①復制至n代,DNA分子總數為;②n代的DNA分子中,含原來DNA母鏈的DNA分子有個,占子代所有DNA分子總數的;③n代DNA分子中,含原DNA的母鏈條,占全部單鏈的。【講授】教師推演計算規律1.數量變化:2.需游離脫氧核苷酸數量:親代DNA分子中某種脫氧核苷酸數量為M個,則:①n次復制,需消耗游離的脫氧核苷酸數量為M(2n-1)個。②第n次復制,需消耗游離的脫氧核苷酸數量為M(2n-2n-1)=M·2n-1個