DNA的復(fù)制教案

1、遺傳信息的傳遞一一DNA勺復(fù)制的教學(xué)設(shè)計第三章基因的本質(zhì)第 3 節(jié) DNA 的復(fù)制一、教學(xué)分析（一）教材分析1在教材中的地位和作用本節(jié)課是人教版高中生物必修二第3章第3節(jié)的內(nèi)容。DNA分子復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論，本節(jié)課在聯(lián)系 DNA吉構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明DNA!過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)， 可以加深學(xué)生對有絲分裂、 減數(shù)分裂等知識的理解， 進(jìn)一步體會基因位于染 色體讓，對于學(xué)生深刻認(rèn)識遺傳規(guī)律是具有重要作用，同時DNA復(fù)制又是后面變異部分的基礎(chǔ)，學(xué)好這一課時，有利于學(xué)生對基因突變、基因重組等內(nèi)容的理解和掌握。2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整：以前在這節(jié)課的教學(xué)中， 只是按照課本對 1958

2、年 Meselson 以大腸桿菌為實驗材料的實驗前半部分進(jìn)行探究， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)高考中出現(xiàn)該實驗后半部分的實驗設(shè)計思想， 同時發(fā)現(xiàn)學(xué)生 很難將 DNA 的復(fù)制與真核細(xì)胞分裂這兩個微觀、動態(tài)過程進(jìn)行有效整合，結(jié)果導(dǎo)致高考失分， 因此在此次教學(xué)設(shè)計中， 增加了 1958 年 Meselson 以大腸桿菌為實驗材料的實驗的后半部分，以及1958 年 Herbert Taylar 以蠶豆根尖細(xì)胞為實驗材料的實驗。對這節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行合理的拓展和延伸 ， 在教學(xué)中將基礎(chǔ)知識與經(jīng)典實驗有機的結(jié)合起來，不僅不會增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，而且由于完成了對DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)、 DNA 的復(fù)制與細(xì)胞分裂過程中染色體的行為等知

3、識的有效整合， 回歸到生命活動的真實狀態(tài)， 防止教學(xué)時人為地割裂， 學(xué)生更易理解， 同時由于反復(fù)使用假說演繹法探究問題， 可以很好地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)思維方式的培養(yǎng)， 學(xué)生實驗分析能力和邏輯推理能力得以很好提 升。（二）學(xué)情分析1知識水平：學(xué)生已具有了有絲分裂、減數(shù)分裂、 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)等基本知識，也已 經(jīng)知道密度梯度離心和同位素示蹤等實驗方法。2能力水平：學(xué)生已經(jīng)初步學(xué)會運用假說演繹法探究問題，具有一定的實驗分析能力 和邏輯推理能力。3心理水平：興趣是做好的老師， 對于高二學(xué)生來說， 嚴(yán)密的邏輯推理和分析問題所帶來的愉悅是一種高層次的精神體驗，教學(xué)時，可以通過創(chuàng)設(shè)問題情境，通

4、過環(huán)環(huán)相扣的問題提出和解決，建立起一個自然流暢、邏輯清晰的教學(xué)過程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到知識、能力、 情感三維教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。（三）教學(xué)目標(biāo)1. 知識目標(biāo)：（1）概述DNA子的復(fù)制過程，并分析、歸納出DNAM制過程的特點。（2）知道DNAM制在遺傳上的意義。2. 能力目標(biāo)： 利用科學(xué)史經(jīng)典實驗， 加強學(xué)生運用假說演繹法探究問題 ， 培養(yǎng)科學(xué)的思 維方式，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實驗分析能力和邏輯推理能力。3. 情感目標(biāo)：通過DNAM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)生體會科學(xué)研 究的魅力。（四）教學(xué)的重點和難點：1 .教學(xué)重點：DNA的復(fù)制的條件、過程和特點。2 .教學(xué)難點：DNAR呆

5、留復(fù)制的實驗探究（五）課前準(zhǔn)備學(xué)案、DNAM制動畫、PPT課件、學(xué)生準(zhǔn)備紅筆和黑筆（六）課時分配：1.5課時.教學(xué)過程教學(xué) 劃、節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計 意圖導(dǎo)入提問：1 .上節(jié)課學(xué)習(xí)了 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)， DNA分子中堿基對的排列代表什么？2 .在學(xué)習(xí)有絲分裂和減數(shù)分裂時，我們 曾提到DNA要經(jīng)歷什么過程，才能將遺 傳信息從親代傳遞給子代？3 .你認(rèn)為DNA的復(fù)制是什么意思？ 提出問題：本節(jié)課我們來探討一下 DNA是如何進(jìn)行 復(fù)制的回答：遺傳信息回答：復(fù)制回答：由一個DNA形 成二個形同的DNA通過引 導(dǎo)，提 出本節(jié) 課研究 主題探 究 DNA假設(shè)引導(dǎo)：1 .猜想親代 DNA分子怎樣復(fù)制 ？

6、在形 成子代DNA的過程中，親代DNA的兩條 鏈哪去了？2 .對學(xué)生的回答進(jìn)行補充，并出示當(dāng)時 科學(xué)家提出來關(guān)于 DNAT制方式的三種模推測：DNA分子復(fù)制力式鼓勵學(xué) 生大膽 想象、 猜測， 激發(fā)學(xué) 生自主 探索的 欲望紀(jì)制方式平保留更制IHII II全保留亞制IITI | 彌散夏制|一 |實驗 驗證過渡：到底DNA的復(fù)制哪種是方式呢？如何來證明哪個假說是正確的？引導(dǎo)：1 .我們可以用什么方法跟蹤親代DNA勺去向？2 .組成DNA勺元素有哪些？如何得到被同位系標(biāo)記的DNA1回答同位素示蹤回答分別用含C、H。NP的同位素的培養(yǎng)基提出探 究問題3 .同位素之間有哪里在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上1(1)后尢放

7、射性(0的復(fù)制方式)(2)相對分子質(zhì)通彳物DNA的復(fù)制方式)4 .如何根據(jù)相對分子 記的雙鏈DNA和 如何分開？!差異？兌明：代定了真核生物DN、同(確定了原核生質(zhì)量小向?qū)?5n14N標(biāo)記的雙鏈 DNA標(biāo)A培養(yǎng)需要標(biāo)記的細(xì)胞回答：相對分子質(zhì)量 小同和用無放射性回答：離心分析：15N標(biāo)記DNA 和14N標(biāo)記DNA離心 結(jié)果引導(dǎo)學(xué) 生明白 密度梯 度離心 的實驗 方法， 為卜面 探究推 理做準(zhǔn) 備出不離心結(jié)果圖1 JdMN/«N,5n raN5.如果DNA的一條鏈含15N,另一條鏈 含14n,離心后，應(yīng)處于何種位置？LU -t-夕士里囪判斷：離心結(jié)果UU/J、口14N /1SN15N /

8、1SN1958 年 Mesels on以 大腸桿 菌為實 驗材料 的實驗運用假 ,說演繹 法揭示 原核生 物DNA 復(fù)制方 式是半 保留復(fù) 制6.每條鏈上既有15N又有14N,離心后， 應(yīng)處于何種位置？出示：1958年Meselson大腸桿菌的實驗 過程說明圖提問：你認(rèn)為三種假設(shè)子一代的離心結(jié)果 各是什么樣？判斷：離心結(jié)果預(yù)期：三種假說子一代離心結(jié)果出示：子一代實驗結(jié)果圖片n業(yè)0：他網(wǎng)家臉fAN上四航業(yè)制|-|一羊年酒期中1| *部觸u刎II , B H1117提取明A,進(jìn)行密度梯度離心比較實驗結(jié)果和預(yù)期 結(jié)果，得出相關(guān)結(jié)論: DNA的復(fù)制方式不是 全保留復(fù)制呷對照系統(tǒng)子一代/對照系統(tǒng)引導(dǎo)：實

9、驗結(jié)果說明 DNA的復(fù)制方式不是全保 留復(fù)制；DNA的復(fù)制方式可能是半保留 復(fù)制或彌散復(fù)制提問：你認(rèn)為如果是半保留復(fù)制或彌散復(fù) 制子二代離心結(jié)果是什么樣？畫出子二代的 DNA 圖示預(yù)期半保留復(fù)制或彌 散復(fù)制子二代離心結(jié) 果培養(yǎng)學(xué) 生比 較、分 析、邏 輯推理 的能 力， 培養(yǎng)嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)目?學(xué)態(tài)度出示：子二代實驗結(jié)果圖1958 年 Herbert Taylar 以蠶豆 根尖細(xì)憫熊獺子T 子二代刪整靜提問：1 .如果實驗繼續(xù)進(jìn)行， 讓大腸桿菌在14N 培養(yǎng)基上再繁殖一代，提取DNA進(jìn)行梯度離心，管內(nèi)有幾條帶？位置是？比例如 何？2 .如果繁殖n代呢？ 小結(jié)：1、復(fù)制n次以后DNA分子的總數(shù)為2n 個

10、。2、復(fù)制n次以后，含有母鏈的DNA分子 占總數(shù)的2/2n提問：1、Meselson為了進(jìn)一步驗證 DNA的半保 留復(fù)制的真實性，又把子一代的14N II15N雜種鏈經(jīng)變性（使兩條鏈分離成單鏈） 分開，然后再將變性前后的雙鏈和單鏈分 別進(jìn)行離心。同學(xué)們想一想，實驗結(jié)果應(yīng)馳:假期嫌珞里梆 II II II mm子咔于二慎需 hi Mi mT r代比較實驗結(jié)果和預(yù)期 結(jié)果，得出結(jié)論：DNA 的復(fù)制方式是半保留 復(fù)制，不是彌散復(fù)制。完成學(xué)案并回答說出半保留復(fù)制和彌 散復(fù)制子一代變性結(jié) 果，預(yù)期離心結(jié)果 比較實驗結(jié)果和預(yù)期 結(jié)果，得出結(jié)論：進(jìn) 一步證明 DNA的復(fù) 制方式是半保留復(fù)制回答：不能分析、回

11、答：將變性 前后的雙鏈和單鏈分 別進(jìn)行離心拓展思 維，培 養(yǎng)比 較、分 析、邏 輯推 理、概 括的能 力胞為實 驗材料 的實驗該如何？請預(yù)期并進(jìn)行合理解釋。 出不'實驗結(jié)果引導(dǎo)提出問題2、若沒有前期試驗，只將子一代雙鏈DNA 變性后再離心，其結(jié)果能不能判斷 DNA 的復(fù)制方式？引導(dǎo)：如何才能判斷？過渡：大腸桿菌是原核生物，通過實驗分析 我們了解了原核生物 DNA的復(fù)制方式是 半保留復(fù)制，真核生物 DNA是何種復(fù)試 方式的呢？ 介紹實驗過程：1958年Herbert Taylar將蠶豆根尖細(xì) 胞在含3H標(biāo)記的脫氧核甘酸的培養(yǎng)基中 培養(yǎng)，讓細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，完成一個細(xì) 胞周期，然后在不含放

12、射性標(biāo)記的培養(yǎng)基 中繼續(xù)培養(yǎng)，通過放射自顯影技術(shù)觀察有 絲分裂中期染色體的放射性，探究真核生物的DNA復(fù)制方式。 出示下圖：提問：1、每條染色體上的 DNA形態(tài)?2、第一個細(xì)胞周期的中期染色體形態(tài)?出示下圖3、由一個DNA復(fù)制好的兩個DNA 在染色體上所處的結(jié)構(gòu)？4、假設(shè)DNA是半保留復(fù)制，第一個細(xì)胞 周期的中期，每個染色體的兩條色單體中 有幾條被標(biāo)記？回答：細(xì)胞中的每個染色體上有一個雙鏈DNA分子回答：經(jīng)過復(fù)制后一個染色 體有2條姐妹染色單 體明確：復(fù)制好的兩個DNA總是分別在姐妹 染色單體上學(xué)案上畫出第一個細(xì) 胞周期的中期每條染 色體上的DNA通過學(xué) 生將DNA 的雙螺 旋結(jié) 構(gòu)、DNA

13、的復(fù)制 與細(xì)胞 分裂過 程中的 圖形結(jié) 合，從 而將DNA 的復(fù)制 與細(xì)胞 分裂這 兩個微 觀、動 態(tài)過程 進(jìn)行有 效整 合，回 歸生命 活動的 真實狀 態(tài)，防 止人為 地割 裂。培（規(guī)定：用紅色筆畫出含放射性物質(zhì)的結(jié) 構(gòu)）回答：每個染色體的 兩條色單體都被標(biāo)記 預(yù)期試驗結(jié)果介紹：放射自顯影技術(shù)出示：第一個細(xì)胞周期的中期放射自顯影結(jié)果引導(dǎo)：1、該結(jié)果是否能說明 DNA 一定進(jìn)行半保 留復(fù)制？為什么？是否可能是全保留復(fù)制或彌散復(fù)制？2、假設(shè)是全保留復(fù)制，第一個細(xì)胞周期 的中期，每個染色體的兩條色單體中有幾條被標(biāo)記？預(yù)測放射自顯影結(jié)果3、實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不一致，能得出 什么結(jié)論？4、假設(shè)是彌散復(fù)

14、制，第一個細(xì)胞周期的 中期，每個染色體的兩條色單體中有幾條分析回答：每個染色 體有一條色單體被標(biāo) 記預(yù)期試驗結(jié)果回答：DNA的復(fù)制方 式不是全保留復(fù)制回答：每個染色體的 兩條色單體都被標(biāo)記 預(yù)期試驗結(jié)果養(yǎng)了學(xué) 生的抽 象思維 能力。 通過圖 文轉(zhuǎn) 化， 培養(yǎng)學(xué) 生的動 手能力運用假 說演繹 法揭示 真核生 物DNA 復(fù)制方 式也是 半保留 復(fù)制培養(yǎng)學(xué) 生比 較、分 析、邏 輯推理 的能被標(biāo)記？預(yù)測放射自顯影結(jié)果力，培養(yǎng)嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)目?學(xué)態(tài)度【比較】實驗結(jié)果和 預(yù)期結(jié)果，得出相關(guān) 結(jié)論：DNA的復(fù)制方 式不是全保留復(fù)制； DNA的復(fù)制方式可能 是半保留復(fù)制或彌散 復(fù)制學(xué)案上畫出第二個細(xì) 胞周期的中期

15、每條染 色體上的DNA回答：每個染色體有 一條色單體被標(biāo)記 預(yù)期試驗結(jié)果分析回答：每個染色體的兩條色單體都被5、假設(shè)是半保留復(fù)制到第二個細(xì)胞周期 的中期，每個染色體中有幾條染色單體被 標(biāo)記？預(yù)測放射自顯影結(jié)果。（提示：第一個細(xì)胞周期后培養(yǎng)基中不再 有放射性物質(zhì)）6、假設(shè)是彌散復(fù)制到第二個細(xì)胞周期的比較實驗結(jié)果和預(yù)期出示第二個細(xì)胞周期的中期放射自顯影 結(jié)果圖結(jié)果，得出結(jié)論：DNA 的復(fù)制方式是半保留 復(fù)制，不是彌散復(fù)制中期，每個染色體中有幾條染色單體被標(biāo) 記？預(yù)測放射自顯影結(jié)果。提問：該結(jié)果能說明什么問題?出示下圖結(jié)諭 賓騙姑果與哉設(shè)1頸期緒果一蚊.胃設(shè)1成立.口的 的復(fù)制方戌是羋保函夏制ffl

16、iiS璜期實瞪結(jié)果 第一個里旭陽網(wǎng)第二個里沌陽期的申明的申翻實哈培果第二個地 靶腳制的 守麗第一個細(xì) 州藺期的 中懈說明：如果將第一個細(xì)胞周期和第二個細(xì) 胞周的預(yù)測結(jié)果同時與實驗結(jié)果比較，只有假設(shè)半保留復(fù)制的預(yù)期結(jié)果與實驗結(jié) 果相同，說明 DNA的復(fù)制方式是半保留 復(fù)制小結(jié)：通過前邊的實驗科學(xué)家發(fā)現(xiàn)無論是原核生物還是真核生物 DNA的復(fù)制方式 都是半保留復(fù)制D NA 復(fù) 制 的 過 程1、時間2、場所3、過程提問：DNA什么時間復(fù)制的？提問：DNA復(fù)制的主要場所在哪？分步放映DNA復(fù)制過程動畫說明：1、DNA雙鏈打開叫解旋2、解旋需要解旋酶提問：解旋破壞了什么化學(xué)鍵？說明：解旋需要能量（ATP

17、）提問：合成子連的過程需要何種物質(zhì)做原料？說明：1、合成子連的過程需要 DNA聚合酶2、邊解旋邊復(fù)制3、復(fù)制的方向提問：DNA復(fù)制時如何保證子代 DNA與親代DNA相同？引導(dǎo)模板：解開的每一條母鏈DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供精確的模板原則：堿基互補配對堿基互補配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行回答：有絲分裂和減 數(shù)第一次分裂的間期 回答：細(xì)胞核觀看：DNA雙鏈打開回答：氫鍵回答：脫氧核甘酸觀看：合成子連的過程思考回答模板堿基互補配對促進(jìn)對DNA復(fù) 制的全 過程的 理解領(lǐng)會DNA 分子獨 特的雙 螺旋結(jié) 構(gòu)和堿 基互補 配對能 力與復(fù) 制的密 切關(guān)系DNA復(fù)制的意義提問：你認(rèn)為親子代性狀相

18、似的原因是什 么？明確DNA復(fù)制的意義DNA分子通過復(fù)制，使遺傳信息從親代 傳給了子代，從而保證了遺傳信息的連續(xù) 性思考回答：親代的DNA經(jīng)過復(fù) 制傳給了子代，因此 親子代的遺傳信息相 同引導(dǎo)說 出DNA 復(fù)制的 意義課堂小結(jié)出小表咯完成學(xué)案后回答并核 對落實基 礎(chǔ)時間條件aft原則站竄意義作業(yè)1、DNA是半保留復(fù)制，到第三個細(xì)胞周 期的中期時，所有染色體都一樣嗎？每個 染色體中用幾條染色單體被標(biāo)記？2.學(xué)案習(xí)題完成學(xué)案拓展思 維三.板書設(shè)計第三節(jié)DNA的復(fù)制一、實驗結(jié)論：DNA是半保留復(fù)制二、DNA復(fù)制過程：解旋母鏈與子鏈雙螺旋親代DNA 合成子鏈 2 2個子代DNA二、DNA復(fù)制意義：保證

19、親子代遺傳信息的連續(xù)性附：學(xué)案第三節(jié)DNA的復(fù)制學(xué)案一、研究DN收制方式的實驗（一）在離心管上標(biāo)出不同世代的大腸桿菌DNA分子進(jìn)行密度梯度離心后出現(xiàn)的條帶情況,并在表格中填寫條帶的比例。親代干1代子1【代子II代N代輕鏈中畦重鏈實驗結(jié)論：小結(jié)：1、復(fù)制n次以后DNA分子的總、數(shù)為 個。2、復(fù)制n次以后，含有母鏈的 DNA分子占總數(shù)的 （二）完成下圖（規(guī)定：用紅色筆畫出含放射性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)）含工H標(biāo)七的脫氧核甘酸 的培養(yǎng)某不含放射性物質(zhì)的笫一個知IJ網(wǎng)的期第二個芻1胸周朝 笫 三個州1胞周期、DNA復(fù)制過程和意義DNA復(fù)制時間場所條件模板原料能量酶特點方式原則習(xí)題:1 .科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象

20、，運用同位素失蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表。組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源14_NH4cL15_NH4cL14_NH 4cL14_NH 4cL繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培亦產(chǎn)物ABB的子I代B的子II代操作提取DNA并離心離心結(jié)果僅為輕帶(14N/ 14 N)僅為重帶(15N/ 15 N)僅為中帶(15n/14n)1/2輕帶(14n/ 14n )1/2中帶(15n/14n)請分析并回答：(1 ) 要得到DNA中的N全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌B,必須經(jīng)過 代培養(yǎng),且培養(yǎng)液中的 氮唯一氮源。（2） 綜合分析本實驗的 DNA離心結(jié)果，第 組結(jié)果對得到的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第 組和第組的結(jié)果進(jìn)行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是（3） 分析討論： 若子I代DNA的離心