资源简介

1.2 遗传信息通过复制和表达进行传递（第一课时）教学设计
【课标分析】
2017年《普通高中生物学课程标准》中提到“概述DNA分子通过半保留方式复制”，因此，在本节课学习过程中，学生对于半保留复制的掌握尤为重要。
【教材分析】
作为2020沪科版《生物学》必修二《遗传与进化》第一章第二节“遗传信息通过复制和表达进行传递”的第一课时，主要内容是学习DNA的复制，它是遗传的分子基础部分的重点内容之一，学好这一课时，有助于学生对后面中心法则、减数分裂，乃至第三节遗传定律和变异等内容的理解和掌握。DNA半保留复制的实验在“思维训练”栏目，作为体验生物学实验思想和进行科学研究方法教育的良好载体，在教学中有着非常重要的地位。
【学情分析】
学生在此之前已经学习了DNA的双螺旋结构，并且高中生的认知体系已经基本形成，能够掌握基本的思维方法。DNA的复制属于抽象的、动态的、连续的分子水平的知识，学生学起来可能会感到困难，因此在教学中，除了引导学生自主探究、合作学习以外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，以激发学生的学习兴趣，培养科学思维。
【教学目标】
1、生命观念：简述DNA复制的过程；理解DNA复制的意义。
2、科学思维：探究DNA复制的方式，培养科学思维。
3、科学探究：学习梅塞尔森和斯塔尔的DNA复制的同位素标记实验，理解密度梯度离心法原理，画出实验结果图。
4、社会责任：寻找生活中的双螺旋结构，感悟生命之美。
【教学重点】
DNA复制的条件、过程和特点
【教学难点】
DNA复制方式的探究
【教学用具】
多媒体设备
【教学过程】
环节 教师活动 学生活动 设计意图
情境导入 Q：DNA分子携带的遗传信息怎样传递给子代的呢？ 创设情境： 资料分析：古代并没有现在科技那么发达，他们流通的大量的一模一样的钱币是如何制造的呢？是一个一个写的吗？当然不是，而是先制造一个钱票的印刷模板。按照这个模板印刷出来的钱票都是一模一样的，而且还可以在短时间制造大量的钱票。 同样的，DNA每天都要复制很多次，要产生很多和亲代一样的子代DNA，它们需要什么？那产生这些子代的模板是什么呢？ 思考回答：模板，亲代DNA分子 通过创设情境，引入本节课主题
DNA复制方式探究 母链-红 新链-蓝 提问：假如这就是亲代DNA分子的两条链【板书】，也就是以这两条链为模板，产生子代，当复制一代，可以产生几个DNA分子，总共有几条链呢？那新产生了几条链呢？在这四条链中，哪两条链是亲代的母链，哪两条链是子代的新链呢？ 假如用红色代表亲代的两条DNA母链，蓝色代表新合成的子代DNA的新链 【思考讨论】怎么用这些不同颜色的链条来分别表示子一代两个DNA分子的两条链条？ 讲解：像这样，新合成的子代DNA分子，亲代母链全保留了下来，其余都是新链，这种复制方式我们称为全保留复制（PPT）；而像这样，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条母链，我们称为半保留复制（PPT）。 操作：一个DNA分子复制一代产生2个DNA分子，复制两代则产生4个DNA分子。请同学上前把子二代的DNA分子表示出来。 思考回答 小组讨论分析出两种复制方式，上黑板表示 聆听记忆 上台画出子二代 提出问题，明确学生任务 讲解需注意提示和停顿，启发学生思维的同时给予学生充足的时间思考。
过渡 问题：如果你是科学家，让你来设计实验探究DNA复制是哪种方式，你会怎么设计？ Q1：设计实验最根本的是要区分什么？ Q2：如何区分新链和母链？ 思考: A1:新链和母链 A2：同位素标记法 直接提出问题，明确进一步需探究的问题。
DNA复制同位素标记实验 问题1+2：科学家梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法做了这样一个实验：将被15N标记的大肠杆菌放到14N的环境中培养（PPT），那我们一起来看看亲代、子一代、子二代分别会含有哪些氮原子？【板书】 问题2：接着，科学家待子一代和子二代分裂完成后，将大肠杆菌中的DNA分离出来，做超速离心和分析（PPT），已知15N的密度比14N大，一起来思考会产生什么现象？ 提示：回忆上节课讲的离心法 讲解：黑板上一共有三种类型的DNA分子，分别是15N/15N，14N/15N，14N/14N，它们在离心管中分别位于什么位置？（PPT演示三条带：轻带、中带、重带） 演示：带领学生一起画亲代和第一代DNA的实验结果 操作：请同学们来画一下第二代DNA的试管中会出现几条带，有哪些带？ 和教师一起解决问题 思考 聆听 操作 通过科学家的探究历程，提出疑问，引领学生观察实验现象，启发学生科学探究思维。 给予学生支架式引导
再来看一下科学家做出的实验结果（PPT） 因此，我们得出结论：DNA的复制方式是半保留复制。 操作：请推测子三代的实验结果，上台画出。 聆听，得出结论 培养学生科学思维
DNA分子复制的过程 要求：阅读教材中关于DNA复制的内容，圈划DNA复制需要哪些条件？ PPT展示体外模拟DNA复制实验 PPT讲解：DNA复制的过程；解旋酶、DNA聚合酶的作用以及作用的位置 阅读教材 聆听记忆 观看动画 自学与小组合作学习 通过视频/动画更加直观地认识DNA复制的过程
总结 师生共同完成DNA复制过程的表格整理 巩固本节课的内容
思考 一个DNA连续复制n 次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？ 脱氧核苷酸链数：一个DNA有两条链
结课 思考题：科学家们用同位素标记法标记了氮原子，是否能标记其他元素？如果可以，请设计出实验过程，推理实验现象。
【板书设计】
亲代
子一代
子二代
全保留复制 半保留复制

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