資源簡介

1.2 遺傳信息通過復(fù)制和表達(dá)進(jìn)行傳遞（第一課時）教學(xué)設(shè)計
【課標(biāo)分析】
2017年《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中提到“概述DNA分子通過半保留方式復(fù)制”，因此，在本節(jié)課學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對于半保留復(fù)制的掌握尤為重要。
【教材分析】
作為2020滬科版《生物學(xué)》必修二《遺傳與進(jìn)化》第一章第二節(jié)“遺傳信息通過復(fù)制和表達(dá)進(jìn)行傳遞”的第一課時，主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)DNA的復(fù)制，它是遺傳的分子基礎(chǔ)部分的重點(diǎn)內(nèi)容之一，學(xué)好這一課時，有助于學(xué)生對后面中心法則、減數(shù)分裂，乃至第三節(jié)遺傳定律和變異等內(nèi)容的理解和掌握。DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗在“思維訓(xùn)練”欄目，作為體驗生物學(xué)實(shí)驗思想和進(jìn)行科學(xué)研究方法教育的良好載體，在教學(xué)中有著非常重要的地位。
【學(xué)情分析】
學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，并且高中生的認(rèn)知體系已經(jīng)基本形成，能夠掌握基本的思維方法。DNA的復(fù)制屬于抽象的、動態(tài)的、連續(xù)的分子水平的知識，學(xué)生學(xué)起來可能會感到困難，因此在教學(xué)中，除了引導(dǎo)學(xué)生自主探究、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，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)科學(xué)思維。
【教學(xué)目標(biāo)】
1、生命觀念：簡述DNA復(fù)制的過程；理解DNA復(fù)制的意義。
2、科學(xué)思維：探究DNA復(fù)制的方式，培養(yǎng)科學(xué)思維。
3、科學(xué)探究：學(xué)習(xí)梅塞爾森和斯塔爾的DNA復(fù)制的同位素標(biāo)記實(shí)驗，理解密度梯度離心法原理，畫出實(shí)驗結(jié)果圖。
4、社會責(zé)任：尋找生活中的雙螺旋結(jié)構(gòu)，感悟生命之美。
【教學(xué)重點(diǎn)】
DNA復(fù)制的條件、過程和特點(diǎn)
【教學(xué)難點(diǎn)】
DNA復(fù)制方式的探究
【教學(xué)用具】
多媒體設(shè)備
【教學(xué)過程】
環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
情境導(dǎo)入 Q：DNA分子攜帶的遺傳信息怎樣傳遞給子代的呢？ 創(chuàng)設(shè)情境： 資料分析：古代并沒有現(xiàn)在科技那么發(fā)達(dá)，他們流通的大量的一模一樣的錢幣是如何制造的呢？是一個一個寫的嗎？當(dāng)然不是，而是先制造一個錢票的印刷模板。按照這個模板印刷出來的錢票都是一模一樣的，而且還可以在短時間制造大量的錢票。 同樣的，DNA每天都要復(fù)制很多次，要產(chǎn)生很多和親代一樣的子代DNA，它們需要什么？那產(chǎn)生這些子代的模板是什么呢？ 思考回答：模板，親代DNA分子 通過創(chuàng)設(shè)情境，引入本節(jié)課主題
DNA復(fù)制方式探究 母鏈-紅 新鏈-藍(lán) 提問：假如這就是親代DNA分子的兩條鏈【板書】，也就是以這兩條鏈為模板，產(chǎn)生子代，當(dāng)復(fù)制一代，可以產(chǎn)生幾個DNA分子，總共有幾條鏈呢？那新產(chǎn)生了幾條鏈呢？在這四條鏈中，哪兩條鏈?zhǔn)怯H代的母鏈，哪兩條鏈?zhǔn)亲哟男骆溎兀?假如用紅色代表親代的兩條DNA母鏈，藍(lán)色代表新合成的子代DNA的新鏈 【思考討論】怎么用這些不同顏色的鏈條來分別表示子一代兩個DNA分子的兩條鏈條？ 講解：像這樣，新合成的子代DNA分子，親代母鏈全保留了下來，其余都是新鏈，這種復(fù)制方式我們稱為全保留復(fù)制（PPT）；而像這樣，新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條母鏈，我們稱為半保留復(fù)制（PPT）。 操作：一個DNA分子復(fù)制一代產(chǎn)生2個DNA分子，復(fù)制兩代則產(chǎn)生4個DNA分子。請同學(xué)上前把子二代的DNA分子表示出來。 思考回答 小組討論分析出兩種復(fù)制方式，上黑板表示 聆聽記憶 上臺畫出子二代 提出問題，明確學(xué)生任務(wù) 講解需注意提示和停頓，啟發(fā)學(xué)生思維的同時給予學(xué)生充足的時間思考。
過渡 問題：如果你是科學(xué)家，讓你來設(shè)計實(shí)驗探究DNA復(fù)制是哪種方式，你會怎么設(shè)計？ Q1：設(shè)計實(shí)驗最根本的是要區(qū)分什么？ Q2：如何區(qū)分新鏈和母鏈？ 思考: A1:新鏈和母鏈 A2：同位素標(biāo)記法 直接提出問題，明確進(jìn)一步需探究的問題。
DNA復(fù)制同位素標(biāo)記實(shí)驗 問題1+2：科學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾運(yùn)用同位素標(biāo)記法做了這樣一個實(shí)驗：將被15N標(biāo)記的大腸桿菌放到14N的環(huán)境中培養(yǎng)（PPT），那我們一起來看看親代、子一代、子二代分別會含有哪些氮原子？【板書】 問題2：接著，科學(xué)家待子一代和子二代分裂完成后，將大腸桿菌中的DNA分離出來，做超速離心和分析（PPT），已知15N的密度比14N大，一起來思考會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 提示：回憶上節(jié)課講的離心法 講解：黑板上一共有三種類型的DNA分子，分別是15N/15N，14N/15N，14N/14N，它們在離心管中分別位于什么位置？（PPT演示三條帶：輕帶、中帶、重帶） 演示：帶領(lǐng)學(xué)生一起畫親代和第一代DNA的實(shí)驗結(jié)果 操作：請同學(xué)們來畫一下第二代DNA的試管中會出現(xiàn)幾條帶，有哪些帶？ 和教師一起解決問題 思考 聆聽 操作 通過科學(xué)家的探究歷程，提出疑問，引領(lǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生科學(xué)探究思維。 給予學(xué)生支架式引導(dǎo)
再來看一下科學(xué)家做出的實(shí)驗結(jié)果（PPT） 因此，我們得出結(jié)論：DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制。 操作：請推測子三代的實(shí)驗結(jié)果，上臺畫出。 聆聽，得出結(jié)論 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維
DNA分子復(fù)制的過程 要求：閱讀教材中關(guān)于DNA復(fù)制的內(nèi)容，圈劃DNA復(fù)制需要哪些條件？ PPT展示體外模擬DNA復(fù)制實(shí)驗 PPT講解：DNA復(fù)制的過程；解旋酶、DNA聚合酶的作用以及作用的位置 閱讀教材 聆聽記憶 觀看動畫 自學(xué)與小組合作學(xué)習(xí) 通過視頻/動畫更加直觀地認(rèn)識DNA復(fù)制的過程
總結(jié) 師生共同完成DNA復(fù)制過程的表格整理 鞏固本節(jié)課的內(nèi)容
思考 一個DNA連續(xù)復(fù)制n 次后，共有多少個DNA？多少條脫氧核苷酸鏈？母鏈多少條？子鏈多少條？ 脫氧核苷酸鏈數(shù)：一個DNA有兩條鏈
結(jié)課 思考題：科學(xué)家們用同位素標(biāo)記法標(biāo)記了氮原子，是否能標(biāo)記其他元素？如果可以，請設(shè)計出實(shí)驗過程，推理實(shí)驗現(xiàn)象。
【板書設(shè)計】
親代
子一代
子二代
全保留復(fù)制 半保留復(fù)制

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