北京市房山區(qū)高中生物 第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第三節(jié) 遺傳信息的傳遞教案 浙科版必修2

1、第三章 遺傳的分子基礎(chǔ) 第三節(jié) 遺傳信息的傳遞一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是浙科版高中生物必修2第三章第三節(jié)。本節(jié)內(nèi)容在聯(lián)系dna結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明dna通過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。內(nèi)容包括dna半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)資料分析；dna復(fù)制的過程；dna復(fù)制的特點(diǎn)與條件；dna復(fù)制的意義。本節(jié)內(nèi)容不僅以dna的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，也與有絲分裂、減數(shù)分裂、生物的生殖有聯(lián)系，是遺本節(jié)傳規(guī)律的分子基礎(chǔ)。學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對(duì)有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識(shí)的理解和鞏固，對(duì)于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)遺傳的本質(zhì)是非常重要的。同時(shí)它又是學(xué)習(xí)基因突變和現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的知識(shí)基礎(chǔ)。二、學(xué)情分析三、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)描述dna復(fù)制的概

2、念。簡(jiǎn)述dna復(fù)制的過程，并分析、總結(jié)dna復(fù)制過程的特點(diǎn)。說出dna復(fù)制在遺傳上的意義。2能力目標(biāo)嘗試模擬dna的復(fù)制過程，大膽想象、猜測(cè)，養(yǎng)成自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力。分析半保留復(fù)制的驗(yàn)證試驗(yàn)，培養(yǎng)比較、推理、歸納能力。3情感目標(biāo)通過“探究dna的復(fù)制過程”的資料分析，感悟科學(xué)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的理性精神與求真意識(shí)、批判精神與創(chuàng)新意識(shí)，逐步領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)特征。四、重點(diǎn)難點(diǎn)1教學(xué)重點(diǎn)：dna分子復(fù)制的條件、過程及特點(diǎn)。2教學(xué)難點(diǎn)：dna復(fù)制過程，半保留實(shí)驗(yàn)的資料分析。 鑒于dna復(fù)制的過程具有微觀、動(dòng)態(tài)、連續(xù)、抽象的特點(diǎn)，主要采用討論、探究等教學(xué)方法展開教學(xué)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)材料組織學(xué)生

3、積極主動(dòng)參與探究過程，創(chuàng)造條件啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考。借助動(dòng)態(tài)的圖像，化抽象為直觀，從而達(dá)到深入理解dna半保留復(fù)制的目的。五、課前準(zhǔn)備學(xué)生準(zhǔn)備：白紙、兩種顏色的筆等。教師準(zhǔn)備：多媒體課件等。六、教學(xué)過程教 學(xué) 活 動(dòng)設(shè) 計(jì) 意 圖設(shè)疑引入設(shè)問1：dna作為遺傳物質(zhì)，能貯存大量的遺傳信息。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)有絲分裂與減數(shù)分裂時(shí)，已經(jīng)了解在每次分裂時(shí)，首先要進(jìn)行dn復(fù)制，但大家有沒有思考為什么要進(jìn)行dna的復(fù)制，復(fù)制的結(jié)果是什么？學(xué)生思考討論：如果不復(fù)制，每個(gè)新的細(xì)胞就只能分到一半的親本dna，生物就無法正常發(fā)育和繁殖，物種無法延續(xù)。教師要引導(dǎo)學(xué)生從dna數(shù)量和dna含有的遺傳信息考慮dna復(fù)制的結(jié)果。學(xué)生

4、討論得出dna復(fù)制的結(jié)果是產(chǎn)生兩個(gè)與親代完全相同的dna分子。教師總結(jié)：為了保證遺傳信息在傳遞中保持不變，所有生物都必須進(jìn)行dna復(fù)制。只有經(jīng)過復(fù)制產(chǎn)生兩個(gè)與親代完全相同的dna分子，才能保證每個(gè)細(xì)胞在分裂前后遺傳信息保持不變。引導(dǎo)學(xué)生討論dna復(fù)制的必要性，使學(xué)生認(rèn)識(shí)本節(jié)內(nèi)容的重要地位。同時(shí)認(rèn)識(shí)到dna復(fù)制的結(jié)果，有助于得出復(fù)制的概念，并對(duì)dna 復(fù)制形成初步整體的認(rèn)識(shí)。提出假設(shè)設(shè)問2：dna是如何復(fù)制自己，產(chǎn)生兩個(gè)跟親代dna完全相同的dna分子呢？學(xué)生展開想象，分組討論如何得到兩個(gè)跟親代dna完全相同的dna分子。教師建議學(xué)生畫圖表示討論結(jié)果。學(xué)生討論得出三種可能方式：全保留復(fù)制：兩個(gè)d

5、na 分子中保留一個(gè)親代的dna，復(fù)制出一個(gè)完整的、新的dna分子。（如圖1）半保留復(fù)制：每個(gè)子代dna 雙鏈分子中一條鏈?zhǔn)怯H代的，另一條是新合成的。（如圖2）分散復(fù)制：子代dna分子的每一條鏈一段是新合成的，一段是親代dna的。（如圖3）（若學(xué)生沒有提出第3種情況，教師在課堂上不需要加以補(bǔ)充。）問題使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲望，教師此時(shí)抓住這一有利時(shí)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生提出緊扣主題的假設(shè)，促使學(xué)生主動(dòng)去探索。引導(dǎo)探索設(shè)問3：dna的復(fù)制過程到底通過哪種方式進(jìn)行？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究？教師提示采用元素示蹤法，并提供實(shí)驗(yàn)材料：含14n的dna的大腸桿菌若干、含15n的dna的大腸桿菌若干、含14n的培養(yǎng)基

6、若干、提取dna的各種試劑和器材、離心機(jī)、離心管。分解問題：含14n的dna與含15n的dna如何通過實(shí)驗(yàn)區(qū)分？學(xué)生思考，教師講解可以根據(jù)其密度不同通過密度梯度離心法觀察dna所處的位置。分解問題：要了解dna的復(fù)制過程，如何對(duì)大腸桿菌加以培養(yǎng)？選擇含15n的dna的大腸桿菌培養(yǎng)在含14n的培養(yǎng)基中。分解問題：大腸桿菌分裂一次，提取其dna ，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？分裂二次實(shí)驗(yàn)結(jié)果又如何？先鼓勵(lì)學(xué)生大膽預(yù)測(cè)，然后出示實(shí)驗(yàn)結(jié)果（如右圖）分解問題：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)子一代細(xì)胞（第二代）dna分子的雙鏈組成有什么特點(diǎn)？（文字表述并配以圖解說明）分解問題：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)子一代細(xì)胞（第二代）dna分子的雙鏈

7、組成有什么特點(diǎn)？（文字表述并配以圖解說明）分解問題：根據(jù)推測(cè)的dna分子的雙鏈組成的情況，猜想dna分子的特點(diǎn)是什么？學(xué)生們分析討論得出子代dna的雙鏈中，一條來自親代（n15），一條是新合成的（n14）的結(jié)論。師生共同總結(jié)：dna的復(fù)制是以親代dna分子的每一條鏈為模板合成兩個(gè)子代dna，形成的子代dna中含有一條母鏈和一條子鏈。dna分子的這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。針對(duì)假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生開展探究性活動(dòng)。由于該實(shí)驗(yàn)較復(fù)雜，一般學(xué)生設(shè)計(jì)較困難，所以分解成若干個(gè)小問題，引導(dǎo)學(xué)生步步深入，逐步接近事實(shí)的真相。學(xué)生主動(dòng)參與探究，親自揭開復(fù)制的神秘的面紗，從而激發(fā)學(xué)生探索和協(xié)作的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

8、。引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)子代dna分子的雙鏈組成特點(diǎn)，通過文字表述培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力，通過圖解有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解dna半保留復(fù)制的特點(diǎn)。動(dòng)態(tài)感知dna復(fù)制的過程引入：dna的復(fù)制的具體過程并不那么簡(jiǎn)單，它是一個(gè)需要許多酶和大分子參與的十分精細(xì)的調(diào)控過程。播放dna復(fù)制過程視頻。（請(qǐng)學(xué)生嘗試復(fù)述dna的復(fù)制過程）師生共同總結(jié)dna復(fù)制的主要過程：1.解旋：利用細(xì)胞提供的能量，在有關(guān)酶的作用下，兩條鏈的配對(duì)堿基之間的氫鍵斷開（像拉開拉鏈一樣），堿基暴露出來，形成了兩條“模板鏈”（母鏈）。2.合成子鏈：每一條母鏈按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，吸引含有互補(bǔ)堿基的核苷酸，最后相鄰核苷酸的脫氧核糖和磷酸基團(tuán)間在dna聚

9、合酶的催化下形成磷酸二酯鍵，產(chǎn)生一條子鏈。（結(jié)合dna的結(jié)構(gòu)幫助學(xué)生理解磷酸二酯鍵）3.螺旋化：子鏈不斷延伸并與對(duì)應(yīng)母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成各含一條母鏈和一條子鏈的2個(gè)dna分子。利用課件的優(yōu)越性，反復(fù)播放dna復(fù)制的動(dòng)畫，使學(xué)生完成由感性到理性的知識(shí)過渡達(dá)到突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的目的。請(qǐng)學(xué)生嘗試復(fù)述dna的復(fù)制過程，了解學(xué)生認(rèn)識(shí)上的不足之處，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力。歸納總結(jié)設(shè)問4：dna復(fù)制過程中需要什么條件？為什么需要這些條件？分解問題：dna復(fù)制過程中需要什么條件？學(xué)生概括總結(jié)復(fù)制過程，不難得出復(fù)制的模板（dna的每一條鏈）、原料（脫氧核苷酸）、能量（atp）、酶（各種酶）。分解問題：為

10、什么需要這些條件？dna的每一條鏈作為模板，使dna精確復(fù)制成為可能；合成新的dna過程中需要脫氧核苷酸作為原料；dna在解開雙螺旋和合成新的脫氧核苷酸鏈的過程需要消耗能量和各種酶（例如：解旋酶、dna聚合酶等）。分解問題：“當(dāng)dna復(fù)制時(shí)，先是解開雙螺旋，但是在生物體內(nèi)最短的dna也大約有4000個(gè)堿基對(duì),當(dāng)dna把所有的堿基對(duì)先解開,然后再進(jìn)行復(fù)制,你認(rèn)為會(huì)有什么弊端或會(huì)發(fā)生什么意外?討論得出邊解旋邊復(fù)制的特點(diǎn)具有既省時(shí)又精確的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)問5：如何保證dna復(fù)制結(jié)果的精確性？學(xué)生討論總結(jié)：dna獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證復(fù)制的精確進(jìn)行。本程序使學(xué)生的分析、概括、總結(jié)能力得到了進(jìn)一步的培養(yǎng)，加深了學(xué)生對(duì)dna復(fù)制過程的理解。通過討論認(rèn)識(shí)到邊解旋邊復(fù)制的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步深入理解復(fù)制的過程與特點(diǎn)，為闡明dna復(fù)制的意義打下基礎(chǔ)。認(rèn)識(shí)dna復(fù)制的意義：dna復(fù)制是遺傳信息從親代向子代傳遞的基礎(chǔ)。生殖細(xì)胞在形成過程中也要進(jìn)行dna的復(fù)制，使親代的遺傳信息傳遞給子代，從而保持了前后代遺傳信息的連續(xù)性。dna通過復(fù)制，從而實(shí)現(xiàn)遺傳信息的傳遞這一功能。課后小結(jié)利用表格引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)dna復(fù)制時(shí) 間場(chǎng) 所條 件原 則結(jié) 果特 點(diǎn)利用多媒體課件