資源簡介

《DNA的復制》教學設計
一、 教材分析和設計思路
“DNA的復制”是人教版高中生物學教材《遺傳與進化》第3章第3節的內容。本節內容包括對DNA分子復制的推測、DNA半保留復制的實驗證據(選學)和DNA分子復制的過程3部分內容。DNA分子復制的推測，旨在使學生了解沃森和克里克在制作DNA模型后，推測了DNA分子的自我復制的機制這一事實，更重要的是使學生理解結構與功能的內在聯系。DNA半保留復制的實驗證據很好地揭示生物學研究必須源于實證，并體現了假說—演繹法的科學研究方法，但由于證明DNA半保留復制實驗的難度較大，教材將這部分內容安排為選學。按就近發展區原則，可增加一個密度梯度離心的模擬實驗作為鋪墊，再引出半保留復制和全保留復制方式，然后引導學生設計實驗，演繹推理實驗結果，最終理解DNA半保留復制的實驗驗證。
二、教學目標
1.運用假說--演繹法探究DNA的復制方式，概述DNA通過半保留方式進行復制。
2.概述DNA復制的條件、過程和特點。
3.通過對DNA半保留方復制方式的學習，理解DNA的準確復制是遺傳信息穩定傳遞的基礎。
三、教學重難點
1.教學重點
（1）運用假說--演繹法探究DNA的復制方式。
（2）DNA復制的條件、過程和特點。
2.教學難點
（1）運用假說--演繹法探究DNA的復制方式。
（2）DNA復制的過程分析和相關計算。
四、教學過程
教學環節 主要教學活動 設計意圖
引入新課 結合假說演繹法，對DNA復制進行問題探討：沃森和克里克在發表DNA雙螺旋結構的那篇著名短文的結尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質進行復制的一種可能的機制?！?1. 堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？ 2. 這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學研究具有什么特點 復習前概念，提出新問題，引發學習興趣。
新知學習 對DNA復制的推測 1.引入沃森和克里克論文部分內容，提問：堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？ 2.提問：除了半保留的方式之外，DNA復制的方式還可能有哪些？ 出示科學家提出的DNA全保留和半保留復制的兩種假說圖解，提示學生全保留復制是指母鏈DNA分開，分別復制形成兩條子鏈DNA，此后兩條母鏈DNA彼此結合，恢復原狀，新合成的兩條子鏈彼此互補結合形成一條新的雙鏈DNA分子。提出問題：“怎樣證明DNA復制方式是半保留復制還是全保留復制呢？” 3.提問：上述幾種不同的復制方式，理論上來分析，哪種方式最可能？為什么？ 引導學生從DNA結構特點思考DNA復制的方式，進一步鍛煉結構和功能相統一的觀念。
二、DNA半保留復制的實驗證據 （一）、實驗設計 1.設計實驗探究DNA復制的方式，首先需要確定實驗目的是什么？ 2.接下來確定實驗的自變量、因變量是什么？ 3.如何控制自變量？ 4.采用什么方法才能檢測DNA分子單鏈的組合形式呢？ 介紹穩定同位素標記和密度梯度離心技術原理。 、實驗分析 教師提出問題：“如果親代DNA的兩條鏈均為N15的重鏈，將含這種DNA分子的大腸桿菌放在僅含N14的培養基上，讓其繁殖2代。按照半保留復制假說和全保留復制假說，分別寫出其子代DNA分子的組成及含量。”學生分組討論預測結果，教師巡回指導。(按全保留復制，則F1的DNA分子為N15N15占1/2， N14N14占1/2， F2的DNA為N15N15占1/4， N14N14占3/4；按半保留復制，則F1的DNA分子全為N15N14， F2的DNA為N14N15占1/2， N14N14占1/2。) 提問：與預期結果相比，復制兩次后的實驗結果能說明什么？ 復制一次結果排除了全保留復制的方式，復制兩次的結果進一步排除了分散復制的方式，所以DNA復制的方式為半保留復制。 總結DNA復制方式探究思路。 總結實驗技術的重要意義。 通過實驗設計和分析，鍛煉學生科學探究和科學思維的素養。 引導學生進一步體驗假說-演繹法的重要意義。 再次強調假說-演繹法的意義。 物理化學技術對生物學研究的重要意義。
DNA復制的過程和意義 1.展示DNA復制的動畫和圖片資料，提問：請描述DNA復制的過程？ 各小組利用上節課所制作的DNA分子模型和脫氧核苷酸卡紙模型等模擬DNA的半保留復制的過程。教師巡回指導。學生在模擬活動過程中都懂得首先由解旋酶利用能量將DNA分子兩條鏈解旋開，形成模板，然后按照堿基互補配對原則將相應的核苷酸連接上去，再形成磷酸二酯鍵合成子鏈。 2.提問：DNA復制的發生在什么場所和時期？ 3.提問：DNA復制過程需要哪些條件？ 4.提問：除了半保留復制的特點之外，DNA復制還有哪些特點呢？ 5.DNA復制的意義是什么呢？ 使學生體驗模型建構在科學研究中的魅力，鍛煉學生動手操作能力，體驗在實踐中發現問題解決問題的能力，培養學生合作學習能力。 回扣解釋本節課最初的問題，提升本節課的主題。
小結提升 通過知識網絡形式展示本節小結。 對本節主要內容進行總結。 通過總結，構建知識結構。
課后作業 書后習題 鞏固提升，加深思考。

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