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第3节《DNA的复制》
教学设计
【教材分析】
本节课之前学生已经知道 DNA 是双螺旋结构，并且已熟知 DNA 分子的结构特点，但是对于遗传物质是如何复制的，不得而知， “DNA 的复制”主要包括对 DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的证据和 DNA 的复制过程三个部分，本节课将 DNA 结构贯穿于 DNA 的复制过程，也可巩固之前有丝分裂、减数分裂等方面的内容，是学习生物变异内容的基础。
【学情分析】
1.知识储备：
在必修一的学习中，学生已经知道染色体是由蛋白质和DNA 组成，DNA 是遗传信息的载体以及 DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸， 结合必修二第三章前两节，学生已经清楚的知道 DNA 的结构，此时学生已经具备了一定的接受 DNA复制内容的知识基础。
2.能力基础：
高一的学生已具备了初步的科学素养，但个体之间存在差异， 分析、推理、比较和归纳的能力有待进一步提高。本节课运用多媒体技术辅助重难点的突破，着力拓展学生科学思维的广度和深度， 促进与其他知识的联系。
3.心理特征：
高一学生刚接触高中生物不久，还未形成主动思考和探究思维习惯，少数学生不善于与他人合作学习、教师应充分引导、适时鼓励，组织学生进行充分的讨论交流，提高合作学习的效果。
【核心素养学习目标】
1.运用假说演绎法探究DNA复制的方式，掌握科学研究的方法。（科学思维、科学探究）
2.通过模型构建，掌握DNA复制的过程和特点。（生命观念、科学思维）
3.通过对癌症原因的分析，引导学生关注生活。（社会责任）
【学习目标】
【基础性目标】
概述 DNA 分子复制条件、过程和特点。
【拓展性目标】
我能通过推断DNA的复制方式，能进行科学思维；整理假说一演绎法探究DNA复制的方式；通过观看DNA复制视频，归纳DNA复制的条件、过程。
【挑战性目标】
我能总结DNA复制的生物学意义；总结科学研究的成功需要严谨的科学态度和方法的价值观念。
【学习重难点】
【学习重点】DNA复制的条件、过程和特点。
【学习难点】对DNA复制方式的推理和验证。
【课型】高一新授课
【课前准备】
导学案、模型、PPT
【教学方法】
自主学习、引导式探究、合作探究、模型构建、小组展示
【课时安排】1课时
【教学过程】
【创设情景，引入新课】
【2022年诺奖视频】
斯万特帕博在古人类学领域是非常有名的，可以说是最了解尼安德特人的智人。这个照片里面他手里拿着的就是尼安德特人的头骨，他的研究发现除了非洲之外的现代人群中，包括你和我体内都有1~4%的尼安德特人的基因，如今这些基因对我们而言很多都变成了困扰，比如肥胖，二型糖尿病，抑郁症，血栓，包括最新研究出的新冠易感体质。那么，这些不好的基因是怎么一代代的传递下来呢？遗传！遗传信息储存在哪里？DNA中！在遗传的过程中，亲代怎么把DNA传给子代呢？通过DNA的复制！我们这节课就来学习《DNA的复制》。
任务一、探究DNA复制的方式--假说演绎法-发现问题
DNA复制方式的早期推测
思考：一个DNA分子复制一次之后得到几个DNA？几条链 它们是如何结合形成两个DNA分子呢
【活动探究1】
模型建构
利用红色磁条 代表亲代链，蓝色磁条 代表子代链，摆出一个DNA复制之后的结果。
【学生演示】
用磁条摆出DNA复制之后的两种结果
提出：半保留复制与全保留复制假说
思考1：这两种假说从结果上来看有什么区别？
思考：这两种假说的子二代是怎样的呢？哪两位同学愿意试一试？
学生展示：
要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔的实验设计：
实验材料：
实验思路：
【小组探究】
阅读课本P53、P54，思考讨论下列问题。
1.如何在实验中直观区分母链和子链？
同位素标记技术（教材P53）
2.如何让亲代母链和新合成的子链带上不同的标记？
将大肠杆菌放入含有15NH4Cl的培养液中培养若干代，让母链带上15N。然后让带15N的大肠杆菌放入含有14NH4Cl的培养液中培养。
3.形成的不同密度的DNA分子应如何区分？
密度梯度离心
【活动探究2】
让带15N的大肠杆菌放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代的DNA分别含有哪种N元素？ 如果对每代的DNA分别进行离心，结果会怎样分布？
任务1：以小组为单位，写出每一代DNA的被标记情况。
任务2：将离心结果，用笔在学案上试管的对应位置标注出来。
【小组展示】
半保留复制假说：G1
全保留复制假说：G3
播放证明DNA半保留复制方式的实验。
得出结论：DNA复制方式为半保留复制。
【针对训练】
1.将在14N培养基中连续多代培养的细菌转移到15N培养基中,培养两代后提取DNA 进行密度梯度离心,实验结果应为（ ）
任务二、DNA复制的过程
【预习检测】
阅读p55，思考下列问题：
1.概念：
2.发生时间：
3.场所：
4.DNA复制的过程是怎样的？
【活动探究3】
小组合作，利用DNA分子模型和脱氧核苷酸卡纸模型模拟DNA的半保留复制过程。请小组代表到黑板前演示，并总结DNA半保留复制的过程。
模型制作过程，思考下列问题：
1.DNA复制的条件？
2. DNA复制的方向？
3. DNA复制遵循的原则？
4. DNA复制的特点？
5. DNA复制的结果？
6. DNA复制的意义？
播放DNA复制过程。
【拓展应用】
虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？
【提示】可能有6个碱基发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响。
癌症可能源于DNA复制随机出错或环境因素导致的基因突变。
【拓展应用】
请尝试说出DNA复制的应用
1.破案现场：提取样本少，复制增多样本，有利于DNA检测。
2.核酸检测：
【针对训练】
下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是( )
A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′－端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5′－端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
【课堂小结】
大家收获了什么？
【课后作业】
构建知识网络
完成课后达标检测
【板书设计】
第三章第3节DNA的复制
早期推测：半保留复制、全保留复制
实验证据：同位素示踪技术、密度梯度离心
复制过程：时期、场所、过程。

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