DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)

《DNA的復(fù)制》的教學(xué)設(shè)計(jì)龔世勝高一生物組一、教學(xué)分析（一）教材分析1．在教材中的地位和作用本節(jié)課是人教版高中生物必修二第3章第3節(jié)的內(nèi)容。DNA分子復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論，本節(jié)課在聯(lián)系DNA構(gòu)造的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明DNA通過(guò)復(fù)制傳遞遺傳信息的功效。通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠加深學(xué)生對(duì)有絲分裂、減數(shù)分裂等知識(shí)的理解，進(jìn)一步體會(huì)基因位于染色體讓，對(duì)于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)遺傳規(guī)律是含有重要作用，同時(shí)DNA復(fù)制又是背面變異部分的基礎(chǔ)，學(xué)好這一學(xué)時(shí)，有助于學(xué)生對(duì)基因突變、基因重組等內(nèi)容的理解和掌握。2．教學(xué)內(nèi)容的調(diào)節(jié)：以前在這節(jié)課的教學(xué)中，只是按照課本對(duì)1958年Meselson以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)前半部分進(jìn)行探究，成果發(fā)現(xiàn)高考中出現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)后半部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，同時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難將DNA的復(fù)制與真核細(xì)胞分裂這兩個(gè)微觀、動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行有效整合，成果造成高考失分，因此在本次教學(xué)設(shè)計(jì)中，增加了1958年Meselson以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)的后半部分，以及1958年HerbertTaylar以蠶豆根尖細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)。對(duì)這節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行合理的拓展和延伸，在教學(xué)中將基礎(chǔ)知識(shí)與典型實(shí)驗(yàn)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，不僅不會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，并且由于完畢了對(duì)DNA的雙螺旋構(gòu)造、DNA的復(fù)制與細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體的行為等知識(shí)的有效整合，回歸到生命活動(dòng)的真實(shí)狀態(tài)，避免教學(xué)時(shí)人為地割裂，學(xué)生更易理解，同時(shí)由于重復(fù)使用假說(shuō)演繹法探究問(wèn)題，能夠較好地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)辦法的訓(xùn)練和科學(xué)思維方式的培養(yǎng)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析能力和邏輯推理能力得以較好提高。（二）學(xué)情分析1．知識(shí)水平：學(xué)生已含有了有絲分裂、減數(shù)分裂、DNA雙螺旋構(gòu)造等基本知識(shí)，也已經(jīng)懂得密度梯度離心和同位素示蹤等實(shí)驗(yàn)辦法。2．能力水平：學(xué)生已經(jīng)初步學(xué)會(huì)運(yùn)用假說(shuō)演繹法探究問(wèn)題，含有一定的實(shí)驗(yàn)分析能力和邏輯推理能力。3．心理水平：愛(ài)好是做好的老師，對(duì)于高二學(xué)生來(lái)說(shuō)，嚴(yán)密的邏輯推理和分析問(wèn)題所帶來(lái)的愉悅是一種高層次的精神體驗(yàn)，教學(xué)時(shí)，能夠通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，通過(guò)環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題提出和解決，建立起一種自然流暢、邏輯清晰的教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)愛(ài)好，從而達(dá)成知識(shí)、能力、情感三維教學(xué)目的的實(shí)現(xiàn)。（三）教學(xué)目的1.知識(shí)目的：（1）概述DNA分子的復(fù)制過(guò)程，并分析、歸納出DNA復(fù)制過(guò)程的特點(diǎn)。（2）懂得DNA復(fù)制在遺傳上的意義。2.能力目的：運(yùn)用科學(xué)史典型實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用假說(shuō)演繹法探究問(wèn)題，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力和邏輯推理能力。3.情感目的：通過(guò)DNA復(fù)制的方式探究，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,使學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究的魅力。（四）教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)：1.教學(xué)重點(diǎn)：DNA的復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)。2.教學(xué)難點(diǎn)：DNA半保存復(fù)制的實(shí)驗(yàn)探究（五）課前準(zhǔn)備學(xué)案、DNA復(fù)制動(dòng)畫(huà)、PPT課件、學(xué)生準(zhǔn)備紅筆和黒筆（六）學(xué)時(shí)分派：1.5學(xué)時(shí)二.教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入提問(wèn)：1．上節(jié)課學(xué)習(xí)了DNA的雙螺旋構(gòu)造，DNA分子中堿基對(duì)的排列代表什么？2．在學(xué)習(xí)有絲分裂和減數(shù)分裂時(shí)，我們?cè)岬紻NA要經(jīng)歷什么過(guò)程，才干將遺傳信息從親代傳遞給子代？3．你認(rèn)為DNA的復(fù)制是什么意思？提出問(wèn)題：本節(jié)課我們來(lái)探討一下DNA是如何進(jìn)行復(fù)制的回答：遺傳信息回答：復(fù)制回答：由一種DNA形成二個(gè)形同的DNA通過(guò)引導(dǎo)，提出本節(jié)課研究主題探究DNA的復(fù)制方式假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1958年Meselson以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)1958年HerbertTaylar以蠶豆根尖細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)：1．猜想親代DNA分子如何復(fù)制？在形成子代DNA的過(guò)程中，親代DNA的兩條鏈哪去了？2．對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充，并出示當(dāng)時(shí)科學(xué)家提出來(lái)有關(guān)DNA復(fù)制方式的三種模型過(guò)渡：終究DNA的復(fù)制哪種是方式呢？如何來(lái)證明哪個(gè)假說(shuō)是對(duì)的的？引導(dǎo)：1．我們能夠用什么辦法跟蹤親代DNA的去向？2．構(gòu)成DNA的元素有哪些？如何得到被同位素標(biāo)記的DNA？3．同位素之間有哪些差別？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上闡明：（1）有無(wú)放射性（擬定了真核生物DNA的復(fù)制方式）（2）相對(duì)分子質(zhì)量不同（擬定了原核生物DNA的復(fù)制方式）4.如何根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量不同將15N標(biāo)記的雙鏈DNA和14N標(biāo)記的雙鏈DNA如何分開(kāi)？出示離心成果圖5.如果DNA的一條鏈含15N，另一條鏈含14N，離心后，應(yīng)處在何種位置？出示離心成果圖6．每條鏈上現(xiàn)有15N又有14N，離心后，應(yīng)處在何種位置？出示：1958年Meselson大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程闡明圖提問(wèn)：你認(rèn)為三種假設(shè)子一代的離心成果各是什么樣？出示：子一代實(shí)驗(yàn)成果圖片引導(dǎo)：實(shí)驗(yàn)成果闡明DNA的復(fù)制方式不是全保存復(fù)制；DNA的復(fù)制方式可能是半保存復(fù)制或彌散復(fù)制提問(wèn)：你認(rèn)為如果是半保存復(fù)制或彌散復(fù)制子二代離心成果是什么樣？出示：子二代實(shí)驗(yàn)成果圖提問(wèn)：1．如果實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行，讓大腸桿菌在14N培養(yǎng)基上再繁殖一代，提取DNA進(jìn)行梯度離心，管內(nèi)有幾條帶？位置是？比例如何？2．如果繁殖n代呢？小結(jié)：1、復(fù)制n次后來(lái)DNA分子的總數(shù)為2n個(gè)。2、復(fù)制n次后來(lái)，含有母鏈的DNA分子占總數(shù)的2/2n提問(wèn)：1、Meselson為了進(jìn)一步驗(yàn)證DNA的半保存復(fù)制的真實(shí)性，又把子一代的14N‖15N雜種鏈經(jīng)變性（使兩條鏈分離成單鏈）分開(kāi)，然后再將變性前后的雙鏈和單鏈分別進(jìn)行離心。同窗們想一想，實(shí)驗(yàn)成果應(yīng)當(dāng)如何？請(qǐng)預(yù)期并進(jìn)行合理解釋。出示實(shí)驗(yàn)成果2、若沒(méi)有前期實(shí)驗(yàn)，只將子一代雙鏈DNA變性后再離心，其成果能不能判斷DNA的復(fù)制方式？引導(dǎo)：如何才干判斷？過(guò)渡：大腸桿菌是原核生物，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析我們理解了原核生物DNA的復(fù)制方式是半保存復(fù)制，真核生物DNA是何種復(fù)試方式的呢？介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程：1958年HerbertTaylar將蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，完畢一種細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，通過(guò)放射自顯影技術(shù)觀察有絲分裂中期染色體的放射性，探究真核生物的DNA復(fù)制方式。出示下圖：提問(wèn)：1、每條染色體上的DNA形態(tài)？出示下圖2、第一種細(xì)胞周期的中期染色體形態(tài)？出示下圖3、由一種DNA復(fù)制好的兩個(gè)DNA在染色體上所處的構(gòu)造？4、假設(shè)DNA是半保存復(fù)制，第一種細(xì)胞周期的中期，每個(gè)染色體的兩條色單體中有幾條被標(biāo)記？（規(guī)定：用紅色筆畫(huà)出含放射性物質(zhì)的構(gòu)造）介紹：放射自顯影技術(shù)出示：第一種細(xì)胞周期的中期放射自顯影成果引導(dǎo)：1、該成果與否能闡明DNA一定進(jìn)行半保存復(fù)制？為什么？與否可能是全保存復(fù)制或彌散復(fù)制？2、假設(shè)是全保存復(fù)制，第一種細(xì)胞周期的中期，每個(gè)染色體的兩條色單體中有幾條被標(biāo)記？預(yù)測(cè)放射自顯影成果3、實(shí)驗(yàn)成果與預(yù)期成果不一致，能得出什么結(jié)論？4、假設(shè)是彌散復(fù)制，第一種細(xì)胞周期的中期，每個(gè)染色體的兩條色單體中有幾條被標(biāo)記？預(yù)測(cè)放射自顯影成果5、假設(shè)是半保存復(fù)制到第二個(gè)細(xì)胞周期的中期，每個(gè)染色體中有幾條染色單體被標(biāo)記？預(yù)測(cè)放射自顯影成果。（提示：第一種細(xì)胞周期后培養(yǎng)基中不再有放射性物質(zhì)）6、假設(shè)是彌散復(fù)制到第二個(gè)細(xì)胞周期的中期，每個(gè)染色體中有幾條染色單體被標(biāo)記？預(yù)測(cè)放射自顯影成果。出示第二個(gè)細(xì)胞周期的中期放射自顯影成果圖提問(wèn)：該成果能闡明什么問(wèn)題？出示下圖闡明：如果將第一種細(xì)胞周期和第二個(gè)細(xì)胞周的預(yù)測(cè)成果同時(shí)與實(shí)驗(yàn)成果比較，只有假設(shè)半保存復(fù)制的預(yù)期成果與實(shí)驗(yàn)成果相似，闡明DNA的復(fù)制方式是半保存復(fù)制小結(jié)：通過(guò)前邊的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)無(wú)論是原核生物還是真核生物DNA的復(fù)制方式都是半保存復(fù)制推測(cè)：DNA分子復(fù)制方式回答同位素示蹤回答分別用含C、H、O、N、P的同位素的培養(yǎng)基培養(yǎng)需要標(biāo)記的細(xì)胞回答：相對(duì)分子質(zhì)量不同和有無(wú)放射性回答：離心分析：15N標(biāo)記DNA和14N標(biāo)記DNA離心成果判斷：離心成果判斷：離心成果預(yù)期：三種假說(shuō)子一代離心成果比較實(shí)驗(yàn)成果和預(yù)期成果，得出有關(guān)結(jié)論：DNA的復(fù)制方式不是全保存復(fù)制畫(huà)出子二代的DNA圖示預(yù)期半保存復(fù)制或彌散復(fù)制子二代離心成果比較實(shí)驗(yàn)成果和預(yù)期成果，得出結(jié)論：DNA的復(fù)制方式是半保存復(fù)制，不是彌散復(fù)制。完畢學(xué)案并回答說(shuō)出半保存復(fù)制和彌散復(fù)制子一代變性成果，預(yù)期離心成果比較實(shí)驗(yàn)成果和預(yù)期成果，得出結(jié)論：進(jìn)一步證明DNA的復(fù)制方式是半保存復(fù)制回答：不能分析、回答：將變性前后的雙鏈和單鏈分別進(jìn)行離心回答：細(xì)胞中的每個(gè)染色體上有一種雙鏈DNA分子回答：通過(guò)復(fù)制后一種染色體有2條姐妹染色單體明確：復(fù)制好的兩個(gè)DNA總是分別在姐妹染色單體上學(xué)案上畫(huà)出第一種細(xì)胞周期的中期每條染色體上的DNA回答：每個(gè)染色體的兩條色單體都被標(biāo)記預(yù)期實(shí)驗(yàn)成果分析回答：每個(gè)染色體有一條色單體被標(biāo)記預(yù)期實(shí)驗(yàn)成果回答：DNA的復(fù)制方式不是全保存復(fù)制回答：每個(gè)染色體的兩條色單體都被標(biāo)記預(yù)期實(shí)驗(yàn)成果【比較】實(shí)驗(yàn)成果和預(yù)期成果，得出有關(guān)結(jié)論：DNA的復(fù)制方式不是全保存復(fù)制；DNA的復(fù)制方式可能是半保存復(fù)制或彌散復(fù)制學(xué)案上畫(huà)出第二個(gè)細(xì)胞周期的中期每條染色體上的DNA回答：每個(gè)染色體有一條色單體被標(biāo)記預(yù)期實(shí)驗(yàn)成果分析回答：每個(gè)染色體的兩條色單體都被標(biāo)記預(yù)期實(shí)驗(yàn)成果比較實(shí)驗(yàn)成果和預(yù)期成果，得出結(jié)論：DNA的復(fù)制方式是半保存復(fù)制，不是彌散復(fù)制激勵(lì)學(xué)生大膽想象、猜想，激發(fā)學(xué)生自主探索的欲望提出探究問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生明白密度梯度離心的實(shí)驗(yàn)辦法，為下面探究推理做準(zhǔn)備運(yùn)用假說(shuō)演繹法揭示原核生物DNA復(fù)制方式是半保存復(fù)制培養(yǎng)學(xué)生比較、分析、邏輯推理的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度拓展思維，培養(yǎng)比較、分析、邏輯推理、概括的能力引導(dǎo)提出問(wèn)題通過(guò)學(xué)生將DNA的雙螺旋構(gòu)造、DNA的復(fù)制與細(xì)胞分裂過(guò)程中的圖形結(jié)合，從而將DNA的復(fù)制與細(xì)胞分裂這兩個(gè)微觀、動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行有效整合，回歸生命活動(dòng)的真實(shí)狀態(tài)，避免人為地割裂。培養(yǎng)了學(xué)生的抽象思維能力。通過(guò)圖文轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力運(yùn)用假說(shuō)演繹法揭示真核生物DNA復(fù)制方式也是半保存復(fù)制培養(yǎng)學(xué)生比較、分析、邏輯推理的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度DNA復(fù)制的過(guò)程1、時(shí)間2、場(chǎng)合3、過(guò)程提問(wèn)：DNA什么時(shí)間復(fù)制的？提問(wèn)：DNA復(fù)制的重要場(chǎng)合在哪?分步放映DNA復(fù)制過(guò)程動(dòng)畫(huà)闡明：1、DNA雙鏈打開(kāi)叫解旋2、解旋需要解旋酶提問(wèn)：解旋破壞了什么化學(xué)鍵？闡明：解旋需要能量（ATP）提問(wèn)：合成子連的過(guò)程需要何種物質(zhì)做原料？闡明：1、合成子連的過(guò)程需要DNA聚合酶2、邊解旋邊復(fù)制3、復(fù)制的方向提問(wèn)：DNA復(fù)制時(shí)如何確保子代DNA與親代DNA相似？引導(dǎo)模板：解開(kāi)的每一條母鏈DNA分子獨(dú)特的雙螺旋構(gòu)造，為復(fù)制提供精確的模板原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)，確保了復(fù)制能夠精確地進(jìn)行回答：有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的間期回答：細(xì)胞核觀看：DNA雙鏈打開(kāi)回答：氫鍵回答：脫氧核苷酸觀看：合成子連的過(guò)程思考回答模板堿基互補(bǔ)配對(duì)增進(jìn)對(duì)DNA復(fù)制的全過(guò)程的理解領(lǐng)略DNA分子獨(dú)特的雙螺旋構(gòu)造和堿基互補(bǔ)配對(duì)能力與復(fù)制的親密關(guān)系DNA復(fù)制的意義提問(wèn)：你認(rèn)為親子代性狀相似的因素是什么？明確DNA復(fù)制的意義DNA分子通過(guò)復(fù)制，使遺傳信息從親代傳給了子代，從而確保了遺傳信息的持續(xù)性思考回答：親代的DN