資源簡介

教 案
教學基本信息
課題 §3.3 DNA的復制
學科 生物學 學段：高中 年級 一年級
教材 書名：生物學必修2遺傳與進化 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年 9 月
教學目標及教學重點、難點
教學目標： 1.運用假說-演繹法探究DNA的復制方式，概述DNA通過半保留方式復制。 2.通過對DNA半保留復制過程和特點的分析，理解DNA的準確復制是遺傳信息穩定傳遞的基礎。 3.基于對DNA結構和DNA半保留復制機制的理解，進一步形成結構與功能相適應的觀念。 4.通過對證明DNA半保留實驗的分析，進一步提升科學探究和科學思維的能力，感悟物理和化學方法在生物學研究的重要性。 教學重點： 運用假說-演繹法探究DNA的復制方式；DNA復制的條件、過程和特點。 教學難點： 運用假說-演繹法探究DNA的復制方式；DNA復制的過程。
教學過程
教學環節 主要教學活動 設計意圖
引入新課 通過前面的學習可知，DNA非常重要的功能之一就是攜帶遺傳信息，并將其傳遞給下一代，親代DNA如何傳遞給子代的呢，這就是本節課我們探討的問題。 即DNA的復制。 所謂DNA的復制就是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程，1DNA→2DNA。 那么，新產生的DNA分子是一個全新的DNA分子嗎？ 復習前概念，提出新問題，引發學習興趣。
新知學習 一、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？ 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.如果要你來設計實驗，你認為最基本的思路是什么？ 3.如何在實驗中直觀區分母鏈和子鏈？ 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。 （二）、實驗分析 1.介紹實驗操作步驟，展示對照組和第0代離心結果。雙鏈都為14N的DNA分子密度較小，在離心管上部，稱為輕帶；而雙鏈都為15N的DNA分子密度較大，在離心管底部，稱為重帶。 2.根據不同的DNA復制方式預測轉移到14N培養基上大腸桿菌DNA復制一次和二次之后，離心的結果會是怎么樣？ 5.提問：與預期結果相比，復制兩次后的實驗結果能說明什么？ 實驗結果與預期結果一致，故證明了DNA的復制是以半保留的方式進行的。 通過層層分析，學生不僅能夠自己得出結論：DNA的確具有半保留復制的特點，同時還能感受科學探究的魅力。 小結：總結本實驗假說演繹的流程。（作出假設、演繹推理、驗證假設、得出結論） 總結實驗技術的重要意義。 1958年，梅塞爾森和斯塔爾，設計了一個非常巧妙的實驗。被稱為生物學“最美的實驗”——(Meselson-Stahl experiment)。 （三）拓展實驗 1.還有科學家提出了第三種復制假說：分散復制（或彌散復制）模型，根據上述實驗設計，預測實驗結果，并分析三種復制假說如何巧妙的加以區別： 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。 2.科學家同時還補充一個熱變性DNA實驗： 實驗一：從含15N的大腸桿菌和含14N的大腸桿菌中分別提取親代DNA，混合后放在100℃條件下進行熱變性處理，然后進行密度梯度離心，再測定離心管中混合的DNA單鏈含量，結果如圖a所示。 實驗二：研究人員將含15N的大腸桿菌轉移到14NH4Cl培養液中，繁殖一代后提取子代大腸桿菌的DNA（F1DNA），將F1DNA熱變性處理后進行密度梯度離心，離心管中出現對應圖b中的兩個條帶。 根據實驗結果，可以排除哪種假說？理由是？ 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。 總結DNA復制方式探究思路。 進一步運用分析、判斷、推理等方法，培養科學思維，感悟科學探究之美。
三、DNA復制的過程和意義 組織學生閱讀教材55頁內容，再觀看DNA復制的視頻，引導學生概括總結DNA復制的概念、場所、時間、過程、所需條件、特點、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？ 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？ 培養學生主動建構知識框架，主動參與獲取新知識的能力。 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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