DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計

1、DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計一、總體設(shè)計指導(dǎo)思想本節(jié)課突出對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，精心設(shè)計課堂教學(xué)，將科學(xué)研究的過程（發(fā)現(xiàn)問題提出 假設(shè)演繹推理實驗驗證得出結(jié)論） 作為本節(jié)課的教學(xué)主線， 以求向?qū)W生介紹科學(xué)研究的一 般過程和方法，并讓學(xué)生親身參與探究過程，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)工作的能力和方法。二、教材分析1、教材中的地位本節(jié)課內(nèi)容是人教版高級中學(xué)課本生物必修2第三章第3節(jié)。DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論。這一課時，在聯(lián)系 DNA吉構(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。學(xué)好 這一課時， 有利于學(xué)生對有絲分裂、 減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識的理解和鞏固，對于學(xué)生深刻認(rèn)識遺傳 的本質(zhì)是非常

2、重要的?！?DNA的復(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、生物進(jìn)化等內(nèi)容的理解和掌握。2、重點難點DNA的復(fù)制方式的發(fā)現(xiàn)雖然是選學(xué)內(nèi)容，但是對學(xué)生的學(xué)會科學(xué)的探究，科學(xué)的思考有很大的幫 助，有助于學(xué)生分析問題，解決問題能力的提高， 所以把它作為探究的重點之一， 但在知識層面上不作 為重點。DNA復(fù)制過程完成了遺傳信息的傳遞功能；對DNA復(fù)制過程的研究，蘊含著科學(xué)研究的過程和方法教育；DNAM制的過程具有微觀、動態(tài)、連續(xù)、抽象的特點。因此，對DNA復(fù)制的過程的探討既是本課時的教學(xué)重點，也是難點。三、學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)具有了 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂、 減數(shù)

3、分裂的基本知識，在此基礎(chǔ)上， 本課時將要從分 子水平來探討生命的本質(zhì)， 屬于肉眼看不到的抽象知識。 高中學(xué)生的認(rèn)知體系基本形成， 認(rèn)知結(jié)構(gòu)迅速 發(fā)展，認(rèn)知能力不斷完善。他們能夠掌握基本的思維方法，特別是抽象邏輯思維、辯證思維、創(chuàng)造思維 有了較大的發(fā)展。觀察力、記憶力、想象力有了明顯的提高，認(rèn)知活動的自覺性，認(rèn)知系統(tǒng)的自我評價 和自我控制能力也有了相應(yīng)的發(fā)展。由于本課時內(nèi)容具有較高的抽象性， 學(xué)生們會感到困難， 因此在教學(xué)中，我除了引導(dǎo)學(xué)生自主、 探 索、合作學(xué)習(xí)以外， 還通過啟發(fā)式教學(xué)， 設(shè)置大量的問題情境，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步培養(yǎng)他 們分析、歸納、概括能力。四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計知識目標(biāo)1

4、、記住DNA復(fù)制的概念2、簡述DNA復(fù)制的過程，并分析、歸納出 DNA復(fù)制過程的特點。3、知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義能力目標(biāo)1 、 通過介紹 Meselson 、 stehl 的試驗，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、推理、歸納，培養(yǎng)科學(xué)的思維。2、通過引導(dǎo)學(xué)生觀看 DNAM制的動畫，鼓勵學(xué)生大膽想象、 猜測，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、 合作學(xué)習(xí)、 分析問題、解決問題的能力。情感目標(biāo)通過分組探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識和科學(xué)態(tài)度。五、教法、學(xué)法設(shè)計（一）教法設(shè)計結(jié)合教材的特點和學(xué)生實際，本課時主要采用啟發(fā)式教學(xué)法，比如：在學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的方式時，啟發(fā)學(xué)生去思考復(fù)制的方式可能有哪些？如果是這種方式，復(fù)制的結(jié)果是什么

5、？如果是那種方式，復(fù)制的結(jié)果是什么？通過什么方式去證明你的假設(shè)？再比如：在學(xué)習(xí)DNAM制的條件時，可以啟發(fā)學(xué)生去思考科學(xué)家是怎么知道需要這些條件的？除了課本上介紹的條件外，還可能需要什么條件？科學(xué)家是怎么知道的？從而引導(dǎo)學(xué)生去探索和發(fā)現(xiàn)，使學(xué)生在教學(xué)活動中初步學(xué)會科學(xué)研究的一般方法，即發(fā)現(xiàn)問題一一提出假說一一演繹推理-實驗驗證一一得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神，發(fā)展學(xué)生的思維能力，為學(xué)生鋪設(shè)符合知識規(guī)律的思維軌道，強化素質(zhì)教育。對于DNA復(fù)制的過程，學(xué)生是沒有辦法去探究的，但這一部分又比較抽象，我采用化抽象為具體的辦法，通過動畫介紹的DNA復(fù)制過程，從而加深學(xué)生對知識的理解和掌握。（二）

6、學(xué)法設(shè)計本課時通過設(shè)疑導(dǎo)學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自主探索DNA復(fù)制的方式和復(fù)制的條件，發(fā)現(xiàn)知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、相互協(xié)作、自主學(xué)習(xí)的能力；通過點撥導(dǎo)議，啟發(fā)學(xué)生思考、分析科學(xué)家的試驗， 概括、總結(jié)出正確結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法；通過展示小組提出 的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生學(xué)會在學(xué)習(xí)中進(jìn)行交流的基本方法。充分體現(xiàn)學(xué)生 的“主體”地位。六、媒體選擇1、多媒體課件用PowerPoint制作的演示文稿（內(nèi)有 DNA復(fù)制過程的動畫）2、實物展臺展示學(xué)生推導(dǎo)的 DNA半保留和全保留復(fù)制的結(jié)果及相應(yīng)的實驗結(jié)果示意圖七、教學(xué)程序設(shè)計(1)（2）教學(xué)過程:程序教學(xué)

7、活動設(shè)計 意圖教師活動學(xué)生活動復(fù)習(xí)舊知 引入新課（3分鐘）展示課件并提問：1、DNA化學(xué)組成的基本單位是什么？2、DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是什么樣的？總結(jié)學(xué)生的回答之后，引出DNA復(fù)制的課題。思考回答：1、DNA化學(xué)組成的基本單位是脫氧核 苷酸，每個脫氧核苷酸是由一分子磷 酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的 堿基組成。2、兩條鏈盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。學(xué)生已有的 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的 知識是學(xué)習(xí)DNAM 制的基礎(chǔ)，由此引 出新課題。引導(dǎo)回憶 發(fā)現(xiàn)問題（3-5分鐘）有關(guān)DNA復(fù)制，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過哪些知 識？你們覺得還有哪些疑問？（以此設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識，發(fā)現(xiàn)新的問題。）思考回答1、DNA復(fù)制發(fā)生在有絲

8、分裂間期和減 數(shù)第一次分裂前的間期2、由于DNA主要存在與細(xì)胞核內(nèi)， 因此DNA復(fù)制的場所主要是細(xì)胞核。 發(fā)現(xiàn)問題關(guān)于DNA怎樣復(fù)制？需要哪些條 件？復(fù)制的結(jié)果怎樣？有什么特 點？等等是還沒有解決的問題。發(fā)現(xiàn)問題是 科學(xué)研究的第一 步。問題使學(xué)生產(chǎn) 生了強烈的求知 解疑心理，教師此 時抓住這一有利 時機，提岀緊扣主 題的具有挑戰(zhàn)性、 探索性的問題，使 學(xué)生主動去探索。D N A 復(fù) 制 方 式 探 討 （約 10 分 鐘）分 組 討 論 模 擬 探 索沃森和克里克在發(fā)表 DNA分子雙螺旋結(jié) 構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道： “在提岀 堿基特異性配對的看法后，我們立即又提岀 了遺傳進(jìn)行復(fù)制的一種可

9、能機理?！蹦隳軓腄NA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，設(shè)想出 DNAM制的方式可能有哪幾種嗎？假如用15n標(biāo)記母鏈，用14n標(biāo)記子鏈， 請同學(xué)們根據(jù)假設(shè)分組討論復(fù)制一代和兩 代的結(jié)果是什么？用圖形表示結(jié)果。教師投影展示部分小組的討論情況。學(xué)生分組分析討論，提出DNA復(fù) 制的兩種假設(shè)：全保留復(fù)制和半保留 復(fù)制。學(xué)生根據(jù)假設(shè)討論演繹并畫圖 表示兩種復(fù)制的結(jié)果小組間相互補充作岀評價培養(yǎng)學(xué)生的 參與意識和培養(yǎng) 學(xué)生的合作、探索 的精神。并進(jìn)一步 復(fù)習(xí)假說-演繹 法。1958 年 Meselson 和 Stehl 用含有 15N 的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，經(jīng)過多次細(xì)胞分 裂，細(xì)菌細(xì)胞的 DNA充分地被15N標(biāo)記上。 然后

10、把這些細(xì)胞移入正常的含同位素14n的培養(yǎng)基中，然后，在不同時刻（復(fù)制不同代 數(shù)后）收集細(xì)菌樣本，從中提取DNA再將提岀的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中 DNA的位置。密度大的DNA在試管的上方還是下方， 密度小的呢？中等的呢？請同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的 DNA條帶所在的 位置。并畫岀示意圖。請同學(xué)們思考用密度 梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置。并畫出示意圖。巡視學(xué)生的活動，記錄學(xué)生岀現(xiàn)的問 題。教師投影展示部分小組的討論情況。 教師展示科學(xué)家的實際實驗結(jié)果。并總結(jié)岀科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程。在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)剛 才演繹得結(jié)果，推導(dǎo)岀這樣的可能實 驗現(xiàn)象：如果是全保留

11、復(fù)制，則離心 后DNA條帶應(yīng)該只有兩條；如果是半 保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該有 三條，并畫岀條帶的位置。本模擬探索 試驗的設(shè)計和運 用，旨在激發(fā)學(xué)生 探索和協(xié)作的興 趣，培養(yǎng)學(xué)生的動 手能力和思維能 力。D N A 復(fù) 制 的 條 件 和 過 程 探 討（約20分 鐘）請同學(xué)們思考DNA復(fù)制至少需要什么條 件？科學(xué)家是怎么知道這些條件的呢？學(xué)生討論后回答：模板：兩條鏈分別作為模板 原料：四種脫氧核苷酸 能量：由ATP提供 酶：解旋酶、聚合酶等 科學(xué)家通過推導(dǎo)和實驗知道的。學(xué)生可能說 不全，老師引導(dǎo)學(xué) 生補充完整。介 紹 試 驗請同學(xué)們想一想，下面這個事實說明了 什么？1958年美國生化學(xué)

12、家Kornberg在試管 中用脫氧核苷酸合成 DNA他將大腸桿菌中 提取的DNA聚合酶加入到含有四種豐富的脫 氧核苷酸和適量的的人工體系中，并沒有發(fā)生DNA的合成，當(dāng)加入少量的RNA作引 子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后，測 定其中DNA的含量。發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量 增加了。讓學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果得岀結(jié)論： 復(fù)制除需要四個基本條件外，還需要 其他條件，如RNA引物等。旨在提醒學(xué) 生不能把書讀死。 而應(yīng)該始終保持 懷疑和探究的心 態(tài)。模 擬 探 討請同學(xué)們自學(xué)課本上有關(guān) DNA復(fù)制過程 的內(nèi)容，總結(jié)DNA復(fù)制大體上分為幾個步驟。教師通過拉鏈來模擬 DNA復(fù)制過程。提 岀問題：拉鏈中的各個部件各

13、代表復(fù)制過程中的什么？復(fù)制代數(shù)和DNA數(shù)目之間，及與含母鏈 的DNA數(shù)目之間有什么關(guān)系？DNAM制過程是否就是完全像拉鏈的開 合？學(xué)生自學(xué)并總結(jié)，如不完整可由 其他同學(xué)補充。解鏈一一合成子鏈一一螺旋學(xué)生分組討論拉鏈中的各個部 件各代表復(fù)制過程中的什么，由學(xué)生 代表發(fā)言。培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想理 解的意識，在學(xué)習(xí) 過程中化抽象為 具體，提高學(xué)習(xí)效 率。培養(yǎng)學(xué)生分析比 較的意識，進(jìn)一步 加深對dnaM制的 理解。觀 看 動 畫組織學(xué)生觀看DNA復(fù)制的動畫課件。學(xué)生隨著動畫的演示，一起念岀 過程：解鏈一一合成子鏈一一螺旋反復(fù)播放DNA 復(fù)制的動畫，使學(xué) 生完成由感性到 理性的知識過渡。DNA復(fù)制的 意義dna

14、M制有什么意義？傳遞遺傳信息課堂小結(jié)利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識要點鞏固基礎(chǔ)知識課堂測評基礎(chǔ)知識測評學(xué)生練習(xí)檢驗知識目標(biāo)達(dá) 標(biāo)情況八、課堂測評1、一個噬菌體侵染細(xì)菌后，形成了200個子代噬菌體，子代 DNA中含最初DNA鏈的DNA占A. 1% B. 2% C. 25% D. 50%2、下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法，其中不正確的是（）：A. DNA復(fù)制過程中需要酶的催化B . DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供C. DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的D . DNA復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板3、含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，32P比31P

15、質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的細(xì)胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到 Go代細(xì)胞。然后將G0代細(xì)胞移至 含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到G、G2代細(xì)胞。再從 G、G、G2代細(xì)胞中提取出 DNA經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如下圖。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若、分別表示輕、中、重三種 DNA分子的位置，請回答下列問題：Go、G、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G，G，G。G2代在、3條帶中DNA數(shù)的比例是 。 圖中、兩條帶中 DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶 ，條帶 。上述實驗結(jié)果證明了 DNA的復(fù)制方式是。九、課后作業(yè)1、D

16、NA分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的():A.分裂前期E.分裂中期C.分裂后期D.分裂間期2、 假設(shè)某大腸桿菌含14N的DNA的相對分子質(zhì)量為，a若將其長期培養(yǎng)在含15N的培養(yǎng)基中便得到含15N 的DNA相對分子質(zhì)量為b?，F(xiàn)將含15N的DNA大腸桿菌再培養(yǎng)在14N的培養(yǎng)基中，子二代DNA的相對 分子質(zhì)量平均為()A. (a+b)/2 B. (3a+b)/2 C. (a+3b)/2 D. (a+b)/23、 某雙鏈DNA分子帶有15N同位素標(biāo)記，在試管中以該DNA為模板進(jìn)行復(fù)制實驗，連續(xù)復(fù)制4代之后，試管中帶有14N同位素標(biāo)記的DNA占總量的A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 100%4、禾U用多