资源简介

教 案
教学基本信息
课题 §3.3 DNA的复制
学科 生物学 学段：高中 年级 一年级
教材 书名：生物学必修2遗传与进化 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年 9 月
教学目标及教学重点、难点
教学目标： 1.运用假说-演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式复制。 2.通过对DNA半保留复制过程和特点的分析，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。 3.基于对DNA结构和DNA半保留复制机制的理解，进一步形成结构与功能相适应的观念。 4.通过对证明DNA半保留实验的分析，进一步提升科学探究和科学思维的能力，感悟物理和化学方法在生物学研究的重要性。 教学重点： 运用假说-演绎法探究DNA的复制方式；DNA复制的条件、过程和特点。 教学难点： 运用假说-演绎法探究DNA的复制方式；DNA复制的过程。
教学过程
教学环节 主要教学活动 设计意图
引入新课 通过前面的学习可知，DNA非常重要的功能之一就是携带遗传信息，并将其传递给下一代，亲代DNA如何传递给子代的呢，这就是本节课我们探讨的问题。 即DNA的复制。 所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，1DNA→2DNA。 那么，新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？ 复习前概念，提出新问题，引发学习兴趣。
新知学习 一、对DNA复制的推测 1.引入沃森和克里克论文部分内容，提问：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？ 2.提问：除了半保留的方式之外，DNA复制的方式还可能有哪些？ 3.提问：上述几种不同的复制方式，理论上来分析，哪种方式最可能？为什么？ 引导学生从DNA结构特点思考DNA复制的方式，进一步锻炼结构和功能相统一的观念。
二、DNA半保留复制的实验证据 （一）、实验设计 1.设计实验探究DNA复制的方式，首先需要确定实验目的是什么？ 2.如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？ 3.如何在实验中直观区分母链和子链？ 4.采用什么方法才能检测DNA分子单链的组合形式呢？ 介绍稳定同位素标记和密度梯度离心技术原理。 （二）、实验分析 1.介绍实验操作步骤，展示对照组和第0代离心结果。双链都为14N的DNA分子密度较小，在离心管上部，称为轻带；而双链都为15N的DNA分子密度较大，在离心管底部，称为重带。 2.根据不同的DNA复制方式预测转移到14N培养基上大肠杆菌DNA复制一次和二次之后，离心的结果会是怎么样？ 5.提问：与预期结果相比，复制两次后的实验结果能说明什么？ 实验结果与预期结果一致，故证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的。 通过层层分析，学生不仅能够自己得出结论：DNA的确具有半保留复制的特点，同时还能感受科学探究的魅力。 小结：总结本实验假说演绎的流程。（作出假设、演绎推理、验证假设、得出结论） 总结实验技术的重要意义。 1958年，梅塞尔森和斯塔尔，设计了一个非常巧妙的实验。被称为生物学“最美的实验”——(Meselson-Stahl experiment)。 （三）拓展实验 1.还有科学家提出了第三种复制假说：分散复制（或弥散复制）模型，根据上述实验设计，预测实验结果，并分析三种复制假说如何巧妙的加以区别： 复制一次结果排除了全保留复制的方式，复制两次的结果进一步排除了分散复制的方式，所以DNA复制的方式为半保留复制。 2.科学家同时还补充一个热变性DNA实验： 实验一：从含15N的大肠杆菌和含14N的大肠杆菌中分别提取亲代DNA，混合后放在100℃条件下进行热变性处理，然后进行密度梯度离心，再测定离心管中混合的DNA单链含量，结果如图a所示。 实验二：研究人员将含15N的大肠杆菌转移到14NH4Cl培养液中，繁殖一代后提取子代大肠杆菌的DNA（F1DNA），将F1DNA热变性处理后进行密度梯度离心，离心管中出现对应图b中的两个条带。 根据实验结果，可以排除哪种假说？理由是？ 通过实验设计和分析，锻炼学生科学探究和科学思维的素养。 引导学生进一步体验假说-演绎法的重要意义。 再次强调假说-演绎法的意义。 物理化学技术对生物学研究的重要意义。 总结DNA复制方式探究思路。 进一步运用分析、判断、推理等方法，培养科学思维，感悟科学探究之美。
三、DNA复制的过程和意义 组织学生阅读教材55页内容，再观看DNA复制的视频，引导学生概括总结DNA复制的概念、场所、时间、过程、所需条件、特点、意义。 1.展示DNA复制的动画和图片资料，提问：请描述DNA复制的过程？ 2.提问：DNA复制的发生在什么场所和时期？ 3.提问：DNA复制过程需要哪些条件？ 4.提问：除了半保留复制的特点之外，DNA复制还有哪些特点呢？ 5.DNA复制的意义是什么呢？ 培养学生主动建构知识框架，主动参与获取新知识的能力。 回扣解释本节课最初的问题，提升本节课的主题。
小结提升 通过知识网络形式展示本节小结。 对本节主要内容进行总结。 通过总结，构建知识结构。
课后作业 书后习题 巩固提升，加深思考。

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