資源簡介

教 學 設 計
教學基本信息
課題 第2章 第一節 遺傳信息的復制（第1課時）
學科 生物學 學段： 高中 年級 高一
教材 書名：《普通高中教科書 生物學 必修2 遺傳與進化》出版社：北京師范大學出版社
教學目標及教學重點、難點
教學目標：1. 在理解DNA半保留復制的基本原理的基礎上，形成結構與功能觀等生命觀念，闡釋遺傳信息如何傳遞給子代。2. 掌握同位素標記與密度梯度離心的原理，并能據此推理全保留復制、半保留復制以及分散復制機理下DNA復制后的實驗檢測結果。3. 掌握假說-演繹法的基本過程。教學重點：掌握DNA半保留復制的特點，并據此分析DNA復制的結果。教學難點：依據同位素標記與密度梯度離心的原理，推理全保留復制、半保留復制以及分散復制機理下DNA復制后的實驗檢測結果。
教學過程
教學環節 主要教學活動 設計意圖
課程導入 【問題】提問學生：遺傳信息是如何從親代傳遞給子代的？ 提出問題，引起學生思考。
做出假設 【學生活動】用藍筆表示親代DNA成分，紅筆表示新合成的DNA成分，嘗試畫出由親代DNA復制得到的兩個子代DNA。提出DNA復制三種可能的假設：全保留復制、半保留復制、分散復制。 科學探究：根據實驗現象提出合理的假設。
演繹推理 1.【問題】活動中我們如何區分親本鏈成分與新合成的鏈？回答：DNA親本成分與新合成的DNA成分顏色不同。2. 【問題】我們學過的哪種技術能區分這兩種DNA鏈？在該部分的設計中，依據學生已知的同位素示蹤技術引申出同位素標記技術。3.【推理】以15N/15N-DNA為模板， 14N的核苷酸為原料，讓DNA復制一代、兩代，分別推理全保留復制、半保留復制以及分散復制機理下子代DNA的組成情況。4.【問題】15N同位素標記的DNA與未標記的DNA什么性質不同？該問題引出實驗的檢測方法——密度梯度離心。【問題】什么技術可以分開密度（質量）不同的物質？ 5.【解讀】給出密度梯度離心檢測15N/15N-DNA與14N/14N-DNA 的實驗結果，學生通過比較實驗結果理解密度梯度離心的原理。6.【推理】以15N/15N-DNA為模板， 14N的核苷酸為原料，讓DNA復制一代、兩代，分別推理全保留復制、半保留復制以及分散復制機理下子代DNA經過密度梯度離心后的實驗結果。 科學思維：歸納與概括。科學思維：類比。科學思維：演繹與推理。科學思維：比較。科學思維：演繹與推理。
尋找證據 【資料閱讀】1958 年，美國遺傳學家梅瑟生和斯達爾進行了如下實驗：他們先將大腸桿菌在含15N的培養基中培養多代，使幾乎所有的細菌DNA中的N元素被15N 標記，再將15N標記的細菌菌液轉移到只含有14N 的培養基中培養。在培養細菌的過程中，他們于不同的時間點收集細菌樣品，包括在含15N 培養基中培養的菌液、轉移到14N 培養基中培養一代和培養兩代的菌液。他們首先用裂解液裂解上述細菌細胞，然后將細菌裂解液進行密度梯度離心。接著他們把離心管放在紫外光下觀察，這時他們興奮地看到了自己期望的實驗結果，離心管中有3種不同密度類型的DNA 分子形成的區帶：停留在離管口較近的位置的區帶是分子密度較小的14N/14N-DNA 帶，稱為輕帶；離管底較近的位置的區帶，是分子密度較大的15N/15N-DNA 帶，稱為重帶；介于輕帶和重帶之間的條帶為15N/14N-DNA 帶，稱為雜種帶。取樣的時間點不同，離心管中出現的區帶也不同。【問題】1.含有15N-DNA 的細菌在14N 培養基中培養一代后，細菌裂解液只有一條低于15N/15N-DNA 的區帶，這說明什么？根據該結果的分析與上一環節演繹結果的比較，排除DNA全保留復制的假說。【問題】2. 含有15N-DNA 的細菌在14N 培養基中培養兩代后，細菌裂解液中出現了15N/14N-DNA 雜種帶和14N/14N-DNA 輕帶兩條區帶，這說明了什么？根據該結果的分析與上一環節演繹結果的比較，排除DNA分散復制的假說，得出DNA半保留復制的結論。【問題】3. DNA 的結構與DNA 復制的方式有哪些必然的聯系？依據DNA的結構體會半保留復制的合理性，感受結構決定功能的基本生命觀念。 科學思維：歸納與概括。科學思維：演繹與推理。生命觀念：結構與功能觀。
課程小結 總結本節課內容，讓學生養成良好的總結歸納的學習習慣。

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