第2節《遺傳信息的復制》教學設計一、教學目標1.知識目標：（1）概述DNA分子的復制過程；（2）探討DNA復制的生物學意義。2.能力目標：（1）通過對DNA復制方式的推測，再次領悟假說—演繹法在科學研究中的應用；（2）通過分組探究，增強合作意識，提高合作能力。3.情感態度與價值觀目標：（1）認識到合作交流在科學研究中的重要性；（2）認同技術的進步在探索遺傳物質奧秘中的重要作用；（3）認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程。二、教學重難點重點：2,4,6DNA分子復制的過程2,4,6難點：對DNA分子復制方式的探究；DNA分子復制的過程三、教法、學法設計（一）教法設計結合教材的特點和學生實際，本課時主要采用探究式、啟發式教學法、角色扮演，引導學生探究DNA復制的方式，當學生遇到問題難以解決時，教師進行恰當的啟發，讓學生的探究過程得以順利進行。（二）學法設計本課時通過設疑，學生提出問題——提出假說——演繹推理——實驗驗證——得出結論。學生小組合作探究DNA復制的方式和復制的過程。教學過程：教學過程教師的組織和引導學生活動設計意圖導入1、觀看視頻，根據性狀的遺傳，提出問題：鱷魚媽媽和五個鱷魚寶寶像不像？為什么性狀如此相似？親代的遺傳物質如何多出一份來傳遞給下一代？2、什么是DNA的復制？一個DNA分子有兩條鏈，復制一次以后得到幾個DNA分子，幾條鏈？3、新產生的DNA分子是一個全新的DNA分子嗎？是否像復印文件一樣，一個原文件復印產生多個全新的文件？思考后回答：親代通過減數分裂和受精作用將遺傳信息傳遞給下一代。閱讀課本后回答：DNA分子的復制是以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。2個，4條。通過有趣的視頻導入，提高學生學習興趣和注意力。一、DNA復制方式的假說提出假說【合作探究一】1、沃森和克里克在提出了DNA分子雙螺旋結構模型后一周，又提出DNA分子復制方式的假說--半保留復制。又有其他科學家提出了全保留復制。閱讀課本，思考什么是半保留復制、全保留復制？如果親代DNA的兩條鏈用藍色表示，新合成的鏈都用紅色表示，你能設想出得到的DNA分子有可能是什么樣子嗎？合作探究并完成第一代的復制。請小組代表上黑板展示自己小組的討論結果。2、教師請其他小組的同學起來表達意見，點評后展示答案。介紹分散復制的概念，并展示三種假說第一代的復制結果，請同學們對照改錯?！咀灾魈骄恳弧?、根據三種假說的復制第一代啟發，獨自完成第二代的復制，并請同學上黑板展示。教師點評指導后展示答案，并讓學生修改。學生分小組討論結果：半保留復制是新形成的兩個子代DNA分子中，分別有一條鏈來自于親代DNA，另一條鏈是新合成的。全保留復制形成的兩個DNA分子，其中一個DNA兩條鏈完全來自親代，另外兩條是新和成的。其他各小組繼續探究并思考兩個同學的完成情況，請學生總結并修改自己的答案。學生根據假設，獨自完成三種復制的第二代結果，并選派學生上黑板展示。學生修改自己的答案。培養學生的參與意識和學生的合作、探究的精神。培養學生深度挖掘概念的能力，并讓學生了解科學發現的方法假說-演繹法的基本步驟。二、DNA復制方式的實驗證據二、DNA復制方式的實驗證設計實驗演繹推理實驗驗證1、DNA分子的復制是哪種方式呢？如何用實驗證明？設計實驗的關鍵是什么？我們可以采用什么方法呢？（提示：三種假設的復制圖中用藍色表示親代的鏈，用紅色表示子代的鏈，很容易區分）2、可以標記哪些元素呢？3、如果選擇N元素標記，并用藍色表示15N,紅色表示14N，若有三種結構相同的DNA分子：①兩條鏈都為14N的DNA（表示為14N/14N）；②一條鏈為14N、另一條鏈為15N的DNA（表示為14N/15N）；③兩條鏈都為15N的DNA（表示為15N/15N）。如何將它們區分開呢？4、離心以后，在離心管里會有幾個條帶呢？分別對應哪種類型的DNA？如何設計實驗用同位素標記的方法將親子代DNA分子區分呢？將大腸桿菌放在含有15N標記的15NH4Cl培養基中繁殖幾代，使所有的大腸桿菌DNA被15N所標記，提取DNA，離心。會出現怎樣的條帶呢？進而如何設計實驗區分子代的DNA？【合作探究二】5、第一代會出現什么樣的結果，取決于DNA的復制方式。請同學們分組討論并在導學案上畫出各代的離心情況。（提示：可以根據繪制的假說圖像判斷，先判斷出條帶的元素組成，再判斷條帶位置）請同學起來分析并回答。教師展示結果并講解可能會出錯的分散復制?！咀灾魈骄慷?、引導學生分析第一代離心結果，能否判斷出復制方式？如何繼續設計實驗？請同學們獨自思考，并在導學案上畫出第二代的離心情況。巡視學生的活動，并請學生回答，教師修正并展示答案。讓學生修改答案。7、實驗結論的得出只有假設跟演繹推理是遠遠不夠的，還需要實驗來驗證?？茖W家們進行了實驗，實驗結果是什么？請同學們根據實驗結果得出實驗結論。8、回顧結論的得出過程，并總結假說-演繹法的一般過程：提出問題-提出假說-演繹推理-進行實驗-得出結論。回答：關鍵是將親代和子代DNA分子區分開，可以同位素對DNA分子進行標記。學生回憶DNA分子的元素組成，并回答：C、H、O、N、P。因為質量不同，所以選擇密度梯度離心。三個條帶，最上面的是輕帶14N/14N的DNA分子，中間的是中帶14N/15N的DNA分子，最下面是重帶15N/15N的DNA分子。出現一條重帶。學生思考后回答：將親代DNA分子放入14N標記的培養基中分裂一次。在老師的啟發引導下，學生們分組探討，分析得出預期結果。學生觀察演繹推理的結果，發現半保留復制和分散復制的條帶都在中帶附近，無法區分。所以應該繼續進行實驗。將第一代細菌繼續在含有14N標記的培養基中進行培養，分裂第二次之后，提取DNA，離心。學生回答：如果是半保留復制，第二代為中帶和輕帶，且比例相同。如果是全保留復制，第二代離心后是兩個條帶，輕帶和重帶，且輕帶寬度是重帶的三倍。分散復制第二代位于中帶和輕帶之間。第一代離心后DNA條帶為一條中帶，可以排除全保留復制，第二代為中帶和輕帶，且比例相同，排除分散復制。因此DNA的復制方式是半保留復制。從設計實驗到演繹推理，旨在激發學生探索和協作的興趣，培養學生分析問題解決問題的能力，讓學生養成嚴謹的科學態度。實驗驗證階段旨在讓學生知道科學結論的得出是要靠實驗證據的，了解科學發現是在曲折中不斷前進的。三、DNA分子的復制過程觀看視頻角色扮演觀看視頻1、組織學生觀看DNA復制的動畫，讓學生對DNA的復制有感性的認識?！咀灾鲗W習】2、閱讀課本P11-12頁，DNA復制的過程，思考復制的時間、場所、過程、條件、意義等問題。思考DNA復制的過程大體可以分為幾個階段？這個過程中兩個關鍵酶是什么？【角色扮演】3、以小組為單位，部分同學扮演解旋酶，部分同學扮演DNA聚合酶，完成一段已知DNA片段的復制過程。選兩個學生（酶）代表，上講臺給大家展示自己在DNA復制過程中的作用。并提問兩個同學他們分別作用于什么化學鍵。思考復制過程所需要的四個條件及特點？再次觀看動畫，對DNA分子復制過程有全新的認識，觀看完成后，比較新合成的DNA和親代DNA的堿基序列是否完全一樣？分析DNA分子能精確復制的條件。5、思考DNA分子復制的時間、主要場所以及意義，并結合導入里視頻中的情境解說DNA分子復制的意義。學生閱讀課本，帶著問題獨立學習DNA分子的復制。過程：解鏈--合成子鏈--復旋。解旋酶和DNA聚合酶。部分同學扮演解旋酶，部分同學扮演DNA聚合酶，在白板上完成DNA的解旋和合成子鏈的過程。兩位學生上臺展示自己的動手制作成果并講解。條件：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、DNA聚合酶特點：邊解旋邊復制、半保留復制。完全一樣。精確復制的條件：雙螺旋結構提供精確模板；堿基互補配對保證了復制的準確進行。時間：細胞分裂前的間期主要場所：真核生物主要是細胞核，還有線粒體和葉綠體，原核生物主要是擬核。意義：將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續性和一致性。學生通過角色扮演，提高學習興趣和參與度，能在活動中掌握知識。借助動畫，學生可以深刻理解DNA的復制過程。讓學生感悟DNA復制的意義。課堂測驗1、以DNA的一條鏈“－A－T－C－”為模板，經復制后的子鏈是（）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”2、某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續復制兩次后的產物是（）3、將32P標記的DNA分子放在31P的培養基上培養，經過3次復制，在所形成的子代DNA中，含32P的DNA占總數是（

）A．1/16B．l／8C．1／4D．1／2檢測學生對本節課知識的掌握情況。課堂小結學生總結本堂課學習到的主要內容，并請其他同學補充。鍛煉學生對知識點的概括能力。五、板書設計第一章第2節遺傳信息的復制一、DNA復制方式的假說二、復制的過程1、過程：①解旋②合成子鏈③復旋2、特點：①邊解旋邊復制②半保留復制3、原則：堿基互補配對原則4、條件：模板：解開的兩條母鏈原料：四種脫氧核苷酸能量：由ATP提供酶：解旋酶、DNA聚合酶1.2《遺傳信息的復制》學情分析本節課傳授的對象是高一的學生，學生已經具有了DNA雙螺旋結構、有絲分裂的基本知識，在此基礎上，他們能夠掌握基本的思維方法，特別是抽象邏輯思維、辯證思維、創造思維有了較大的發展。觀察力、記憶力、想象力有了一定的提高，認知活動的自覺性，認知系統的自我評價和自我控制能力也有了相應的發展。DNA分子復制方式的發現通過假說-演繹法確定，對于有一定實驗設計基礎的學生來說，設置問題，步步引導，啟發學生的思維，加上合作探究，能夠完成演繹推理并得出結論。DNA的復制是一個復雜而微觀的過程，具有較高的抽象性，學生們會感到困難，因此在教學中，我除了引導學生自主、探索、合作學習以外，還通過角色扮演與多媒體教學的結合，設置一定的問題情境，來激發學生的學習興趣和進一步培養他們分析、歸納、概括能力。對于DNA分子復制的過程應用教學視頻幫助學生理解。1.2《遺傳信息的復制》效果分析從遺傳信息的復制方式的假說的提出到結論的得出，問題的設置具有引導性，層層深入，有助于學生對實驗方法的正確選擇和實驗設計意圖的理解，從而突破難點。采取了合作探究和自主探究相結合的方式，提高了學生的團隊合作與獨立思考的能力。從測評結果看，實驗部分掌握良好。遺傳信息的復制過程的講解建立在DNA分子雙螺旋結構的基礎上，通過導學案知識回顧，有利于加強學生的記憶，為整節課打下良好的基礎。DNA分子的復制過程比較微觀，通過直觀教學、角色扮演、視頻教學等方法，讓學生身臨其境，感受復制的過程，提高了學生的參與度和學習興趣，并有助于加強對復制過程的理解。從測評結果看，學生對DNA分子的復制過程掌握良好。1.2《遺傳信息的復制》教材分析本節課是青島出版社普通高中課程標準實驗教學輔導用書生物必修2《遺傳與進化》中的第1章第2節。本節前半部分講述了DNA遺傳方式的實驗證據，該科學結論發現的方法-假說演繹法為遺傳的細胞學的學習打下基礎，并且可以提高學生實驗設計與分析的能力，有利于學生形成嚴謹的科學思維模式。DNA的分子結構和復制是遺傳學基本理論，本節課在聯系DNA的結構基礎上，進一步闡明了DNA通過復制傳遞遺傳信息的功能。學好這一課時，有助于學生對細胞增殖等知識的理解和鞏固，對于學生深刻認識遺傳的本質非常重要。本節內容又是學習遺傳基本規律的基礎，學好這一課時，有利于學生對基因突變、基因重組等內容的理解和掌握。1.2《遺傳信息的復制》評測練習【基礎自測】1、DNA分子的復制發生在細胞有絲分裂的（）A.分裂前期B.分裂中期C.分裂后期D.分裂間期2、以DNA的一條鏈“－A－T－C－”為模板，經復制后的子鏈是（）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”3、實驗室內模擬DNA復制所需的一組條件是（）①相關的酶②能量③DNA模板④游離的脫氧核苷酸⑤適宜的溫度和酸堿度⑥適宜的光照A.①②③④⑥B.②③④⑤⑥C.①②③④⑤D.①②④⑤⑥4、有兩條互補的脫氧核苷酸鏈組成的DNA分子為第一代，經過兩次復制得到的第三代DNA分子的脫氧核苷酸鏈中與原來第一代DNA分子一條鏈的堿基序列相同的有（）A.1條 B.2條 C.3條 D.4條5、DNA分子的復制是以周圍游離的（）為原料？A.脫氧核苷酸B.磷酸C.脫氧核糖D.含N堿基6、將32P標記的DNA分子放在31P的培養基上培養，經過3次復制，在所形成的子代DNA中，含32P的DNA占總數是（

）A.1/16B.1/8C.1/4D.1/27、將一個DNA分子用14N進行標記，在普通培養基上讓其連續復制3次，在最后得到的DNA分子中，被標記的DNA的脫氧核苷酸鏈占DNA總的脫氧核苷酸鏈的比例是（）A.1/32B.1/16C.1/8D.1/48、下圖表示DNA分子的片段，下列相關敘述正確的是（）A.DNA聚合酶用于合成=5\*GB3⑤B.DNA分子的多樣性和特異性主要決定于④的種類和數目C.DNA解旋酶在①②之間斷開DNAD.④表示構成DNA分子的基本單位，⑦構成DNA分子的基本骨架9、根據DNA分子復制的過程回答下列問題：（1）DNA分子的能夠為復制提供精確的模板；它的保證了復制能夠準確無誤地進行。（2）DNA的復制一般發生在細胞的和時期。（3）DNA復制所需的原料是，他們能嚴格而準確的“對號入座”是因為。（4）形成的子代DNA分子含有一條和一條，因此，DNA分子的復制方式被稱為。（5）子代DNA分子和親代DNA分子的堿基對排列順序是的；而子代DNA的母鏈與新鏈之間的堿基排列順序是的。（6）如果一個DNA分子連續復制三次，則形成的新DNA分子中，有條新合成的多核苷酸鏈?！眷柟烫岣摺?、把培養在含輕氮（14N）環境中的細菌，轉移到含重氮（15N）環境中培養相當于復制一次，然后放回原來的環境中培養相當于連續復制兩次后，細菌DNA組成分析表明（）A．輕氮型，重氮型B．輕氮型，中間型C．中間型，重氮型D．輕氮型，輕氮型2、具有100個堿基對的1個DNA分子區段，內含40個胸腺嘧啶，如果連續復制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數（）A．60個B．80個C．20個D．180個3、雙鏈DNA分子某片段包含m個堿基，其中胞嘧啶n個，該片段復制兩次，需要消耗游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數為（）A．B．C．m－2nD．2(m－2n)4、蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養基中繼續分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是()A．每條染色體的兩條單體都被標記B．每條染色體中都只有一條單體被標記C．只有半數的染色體中一條單體被標記D．每條染色體的兩條單體都不被標記5、用15N同位素標記細菌的DNA分子，再將它們放入含14N的培養基上連續繁殖4代，a、b、c為三種DNA分子：a只含15N，b同時含14N和15N，c只含14N。下圖中這三種DNA分子的比例正確的是（）ABCD6、一個被放射性元素標記的雙鏈DNA噬菌體侵染細菌，若此細菌破裂后釋放出n個噬菌體，則其中具有放射性元素的噬菌體占總數的（）A．1/nB．1/2nC．2/nD．1/27、假定某大腸桿菌含14N的DNA分子的相對質量為a，若將其長期培養在含15N的培養基中，便得到含15N的DNA分子，假定其DNA的相對分子質量為b?，F將含15N的DNA分子的大腸桿菌再培養在含14N的培養中，那么，子二代DNA分子的相對質量平均為（）A．(a+b)/2B．(3a+b)/4C．(2a+3b)/2D．(a+3b)/48、有一對氫鍵連接的脫氧核苷酸，已查明它的結構有一個腺嘌呤，則它的其它組成應為（）A．3個磷酸、3個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶B．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胞嘧啶C．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個胸腺嘧啶D．2個磷酸、2個脫氧核糖和1個尿嘧啶9、某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續復制兩次后的產物是（）10、含有32P或31P的磷