高中生物人教版高中必修2遺傳與進(jìn)化第3章基因的本質(zhì)第三章第3節(jié)DNA的復(fù)制（肖雅馨）教案

1、教 案郫縣第一中學(xué) 生物組 肖雅馨課題DNA的復(fù)制教材分析本節(jié)課是人教版高中生物必修2第三章第三節(jié)的內(nèi)容。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(shí)，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。學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識得理解和鞏固，對于學(xué)生深刻認(rèn)識遺傳的本質(zhì)是非常重要的?！癉NA的復(fù)制”又是后面變異部分的基礎(chǔ)，學(xué)好這一課時(shí)，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。 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)分裂的基本知識，在此基礎(chǔ)上，本課時(shí)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

2、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(jià)和自我控制能力也有了相應(yīng)的發(fā)展。但是本課時(shí)內(nèi)容具有較高的抽象性，學(xué)生們?nèi)詴械绞掷щy，因此在教學(xué)中，我除了要引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外，還會通過啟發(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。教學(xué)目標(biāo)1.知識目標(biāo)（1）簡述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(diǎn)。（3）敘述DNA復(fù)制在遺

3、傳上的意義2.能力目標(biāo)通過體驗(yàn)DNA分子復(fù)制方式的探究過程，以及自主學(xué)習(xí)DNA復(fù)制過程，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、推理、歸納，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象、猜測，提高學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力并且培養(yǎng)科學(xué)的思維，3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀（1）通過DNA復(fù)制方式的探究，使得學(xué)生認(rèn)可科學(xué)的生物研究方式。（2）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。教學(xué)重點(diǎn)（1）DNA復(fù)制方式的探究過程（2）DNA復(fù)制的過程教學(xué)難點(diǎn)（1）培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探究以及對科學(xué)的思考，提高學(xué)生分析問題，解決問題的能力。（2）DNA復(fù)制的過程教學(xué)工具PPT導(dǎo)學(xué)案（見附錄）教學(xué)過程教學(xué)階段教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖時(shí)間（

4、分鐘）導(dǎo)入【導(dǎo)語】文學(xué)中常說，一千個(gè)人眼中就有一千個(gè)哈姆雷特；而遺傳學(xué)家偏要說，一千個(gè)人當(dāng)中就有一千個(gè)哈姆雷特，這是由于什么原因呢？（每個(gè)人的遺傳信息不同）如果大家認(rèn)為每個(gè)人的遺傳信息都不同的話，請看下面的圖片。【展示圖片成龍與房祖名】這兩位大家都認(rèn)識吧？他們是什么關(guān)系呢？非常明顯他們兩個(gè)長得很像。當(dāng)然，他們還不是最像的父子?！菊故緢D片狗父子】這也是一對父子，大家可以看見在很多細(xì)節(jié)上他們的性狀幾乎一模一樣，那么為什么父子之間長得這么像呢？（親代將DNA傳遞給了子代）【提問】親代將DNA傳遞給子代之后，親代的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生改變？（沒有）那么親代傳遞給子代的多出來的那套DNA是哪里來的呢？（復(fù)制

5、）今天，我們就來學(xué)習(xí)DNA的復(fù)制?！颈竟?jié)聚焦】探究DNA復(fù)制的方式DNA復(fù)制的過程跟著老師的引導(dǎo)，回答相關(guān)問題激發(fā)學(xué)生的興趣，生動形象得引入新課2探究DNA復(fù)制的方式（假說演繹法）提出問題【展示一條DNA簡圖】首先，我們先來回顧一下DNA的相關(guān)結(jié)構(gòu)。（DNA是由兩條反向平行的脫氧核苷酸連構(gòu)成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，外側(cè)由磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本支架，內(nèi)容堿基遵循堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行配對。）因此，DNA的結(jié)構(gòu)非常的穩(wěn)定，在這樣的情況下我們對它就做不了任何事情。但是現(xiàn)在我們想要對DNA進(jìn)行復(fù)制，那么首先就應(yīng)該需要干嘛？（解開螺旋）【展示DNA解開成兩條鏈】現(xiàn)在已經(jīng)解開了螺旋，大家可以看出這兩條鏈就是原

6、來DNA當(dāng)中的，所以我們用黑色表示，稱之為母鏈。一個(gè)DNA分子經(jīng)過復(fù)制會變成兩個(gè)DNA分子，四條單鏈，所以我們還要再新合成兩條，用紅色表示，稱之為子鏈?！咎釂枴磕敲磫栴}來了，四條鏈應(yīng)該如何結(jié)合形成兩個(gè)DNA分子呢？積極思考，參與到提出假說的過程讓學(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3提出假說雖然DNA的復(fù)制可能還有其他的方法，但是當(dāng)時(shí)科學(xué)家們主要提出的也是你們剛剛所說的這兩種看法（看來大家都有成為科學(xué)家的潛質(zhì)?。菊故緝煞N假說】第一種方式所產(chǎn)生的子一代中都保留的一條母鏈，這種方式稱之為半保留復(fù)制；第二種方式所產(chǎn)生的子一代中的一個(gè)DNA保留的全部母鏈，另一個(gè)DNA完全是新合成的

7、，這種方式叫做全保留復(fù)制。PPT上已經(jīng)將子一代的情況畫了出來，由黑色表示最開始的母鏈，紅色表示新形成的子鏈，請大家先以此為基礎(chǔ)，在導(dǎo)學(xué)案上畫出子二代DNA的情況。根據(jù)提出的兩種假說在導(dǎo)學(xué)案中畫出子代DNA的情況，兩位同學(xué)上黑板畫5演繹推理【實(shí)驗(yàn)方法的選擇】我們已經(jīng)推測出了子代DNA的情況，那么想要知道究竟是哪種復(fù)制方式就需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證了。兩種復(fù)制方式的區(qū)別在于子代DNA的單鏈情況不同，這種差異我們能夠看見么？（不能）那么需要什么樣的實(shí)驗(yàn)方式才能將母鏈和子鏈區(qū)分開呢？（同位素標(biāo)記法）【演繹】如果讓兩條鏈都被15N標(biāo)記的親代DNA分子，放在只含有14N的環(huán)境中培養(yǎng)，請分別按半保留復(fù)制和全保留復(fù)

8、制的原理來推理子一代和子二代DNA分子含14N和15N的情況。（請?jiān)趧倓傋鞯膱D上標(biāo)記元素情況）在子代DNA中有三種元素組成方式，分別為15N/15N、15N/14N、14N/14N，對應(yīng)的密度大小是重、中、輕，此時(shí)所有DNA卻是混在一起無法區(qū)分，想要將它們彼此分開，就需要采用離心技術(shù)，離心之后，重鏈就在最下層，中鏈在中間，輕鏈在上層。（請?jiān)趯?dǎo)學(xué)案中畫出離心之后子代DNA的分離結(jié)果）回顧同位素標(biāo)記法以及離心技術(shù)的使用目的，演繹實(shí)驗(yàn)過程12實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上的整個(gè)過程都是在進(jìn)行演繹推理，那么想要確定究竟是哪種復(fù)制方式，就必須要干嘛了呢？（真正進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證）【展示科學(xué)家做出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果】可以看出，科學(xué)

9、家的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和按照半保留復(fù)制方式演繹出來的結(jié)果是一致的。設(shè)身處地地感受實(shí)驗(yàn)過程1得出結(jié)論DNA的復(fù)制方式是：半保留復(fù)制采用的科學(xué)研究方法： 假說演繹法通過比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論1DNA的復(fù)制過程我們已經(jīng)確定了DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，那么接下來我們就來學(xué)習(xí)具體的DNA復(fù)制的過程?！拘〗M合作學(xué)習(xí)】（閱讀課本P54，小組討論并回答以下問題）1、根據(jù)DNA的復(fù)制過程，嘗試給DNA復(fù)制的概念。（以親代DNA為模板合成子代DNA的過程）2、結(jié)合真核細(xì)胞中DNA的分布，說出DNA復(fù)制的場所在哪里？ （真核細(xì)胞：主要是細(xì)胞核，還有線粒體和葉綠體； 原核細(xì)胞：細(xì)胞質(zhì)）3、回憶學(xué)過的細(xì)胞分裂知識，說出DNA

10、復(fù)制的時(shí)期？（有絲分裂間期減數(shù)第一次分裂前的間期）4、DNA復(fù)制過程可劃分為哪幾個(gè)階段?（1）解旋提供準(zhǔn)確模板DNA分子利用細(xì)胞提供的能量、在 的作用下，DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開，這個(gè)過程叫做解旋。解開的兩條單鏈叫母鏈。（2）復(fù)制合成子鏈以上述解開的每一段母鏈為模板，在 酶的作用下，以周圍環(huán)境中游離的四種游離的脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。（3）復(fù)旋子、母鏈結(jié)合盤繞形成新DNA分子隨著解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時(shí)每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而各自形成一個(gè)新的DNA分子，這樣，1D

11、NA分子2個(gè)完全相同的DNA分子。5、分析并歸納DNA復(fù)制需要哪些條件?（1）模板（即兩條母鏈）；（2）原料（四種脫氧核苷酸）；（3）能量（即ATP）； （4）酶（有解旋酶和DNA聚合酶）。6、分析DNA復(fù)制過程及結(jié)果，總結(jié)DNA復(fù)制的特點(diǎn)。 （1）邊解旋邊復(fù)制；（2）半保留復(fù)制。（即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一條（子鏈）則是新合成的。）7、結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，嘗試說出DNA復(fù)制準(zhǔn)確進(jìn)行的原因?（1）獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板；（2）遵循堿基互補(bǔ)配對原則保證的復(fù)制的準(zhǔn)確性?！菊故綝NA復(fù)制的結(jié)果】子代DNA的組合和結(jié)構(gòu)與親代一樣么？（一樣）子代DNA中所儲藏的遺傳信息

12、和親代一樣么？（一樣）從哪里看出來呢？（堿基對的排列順序）請以此總結(jié)出DNA復(fù)制的意義？（使得親代DNA將遺傳信息準(zhǔn)確的傳遞給子代，保證了遺傳信息的連續(xù)性）【課堂練習(xí)】1、下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序是（ ）互補(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂互補(bǔ)堿基對之間形成氫鍵DNA分子在解旋酶的作用下解旋以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)。A. B.C. D.2、DNA復(fù)制的基本條件是（ ）A模板，原料，能量和酶B模板，溫度，能量和酶C模板，原料，溫度和酶D模板，原料，溫度和能量小組討論并回答相關(guān)問題并且進(jìn)行總結(jié)提高學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力14課堂小結(jié)【請學(xué)生

13、起來小結(jié)】1、探究DNA復(fù)制的方式2、DNA的復(fù)制過程3、DNA復(fù)制的相關(guān)計(jì)算回顧課堂所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行總結(jié)對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行回顧2板書第三章第3節(jié) DNA的復(fù)制探究DNA的復(fù)制方式畫圖區(qū)域DNA的復(fù)制過程解旋 合成子鏈 復(fù)旋附錄：DNA的復(fù)制導(dǎo)學(xué)案班級 姓名 細(xì)胞在增殖的同時(shí)遺傳物質(zhì)也從親代傳遞到了子代，生物體的主要遺傳物質(zhì) DNA是如何保持前后代的一致？一、探究DNA復(fù)制的方式1、提出問題：2、提出假說： 自行畫出子一代和子二代的DNA情況（黑色代表母鏈，紅色代表子鏈） 復(fù)制 復(fù)制 3、演繹推理：（1）要分析DNA是全保留還是半保留的，就要區(qū)分親代與子代的DNA。DNA是肉眼看不見的，如何才能分辨

14、DNA呢？方法： 首先在_ 培養(yǎng)液中培養(yǎng)大腸桿菌 ，讓大腸桿菌繁殖幾代后 ，得到含15N的大腸桿菌， 再將這大腸桿菌轉(zhuǎn)移到_ _培養(yǎng)液中。 （分別按兩種復(fù)制原理在上圖中標(biāo)記子一代和子二代DNA分子含14N和15N的情況。）（2）放射性和非放射性元素混合在一起，如果區(qū)分？方法： （14N/14N 輕鏈 15N/14N 中鏈 15N15N 重鏈）請完成下圖4、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證5、得出結(jié)論結(jié)論：DNA復(fù)制的方式是：_ _。（科學(xué)研究方法為： ）二、DNA分子復(fù)制的過程 （閱讀課本P54，小組討論并回答以下問題）1、根據(jù)DNA的復(fù)制過程，嘗試給DNA復(fù)制的概念。2、結(jié)合真核細(xì)胞中DNA的分布，說出DNA復(fù)制的

15、場所在哪里？ 真核細(xì)胞：主要是 、還有 原核細(xì)胞： 3、回憶學(xué)過的細(xì)胞分裂知識，說出DNA復(fù)制的時(shí)期？4、DNA復(fù)制過程可劃分為哪幾個(gè)階段?（1） 提供準(zhǔn)確模板DNA分子利用細(xì)胞提供的 、在 的作用下，DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從 處斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開，這個(gè)過程叫做 。解開的兩條單鏈叫 。（2）復(fù)制合成 以上述解開的每一段母鏈為 ，在 酶的作用下，以周圍環(huán)境中游離的 為原料，按照 原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段 。（3）復(fù)旋子、母鏈結(jié)合盤繞形成新DNA分子隨著解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時(shí)每條子鏈與其對應(yīng)的 盤繞成 ，從而各自形成一個(gè)新的DNA分子，這樣，1DNA分子2個(gè)完全相同的DNA分子。5、分析并歸納DNA復(fù)制需要哪些條件?（1） （即兩條母鏈）； （2） （四種 ）；（3） （即 ）； （4） 酶 （有 酶和 酶）。6、分析DNA復(fù)制過程及結(jié)果，總結(jié)DNA復(fù)制的特點(diǎn)。 （1） ；（2） 。（即在子代雙鏈中，有一條是親代原