高中生物人教版遗传与进化第3章基因的本质第3节DNA的复制 获奖作品

《DNA的复制》教学设计教学目标知识目标:1.记住DNA复制的概念。2.简述DNA复制的过程,并分析、归纳出DNA复制过程的特点。3.知道DNA复制在遗传上的意义。能力目标:1.通过介绍Meselson、stehl的试验,引导学生分析、比较、推理、归纳,培养科学的思维。2.通过引导学生观察拉链和DNA复制的比较,鼓励学生大胆想象、猜测,培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。情感目标:通过分组探究活动,培养学生的协作意识和科学态度学情分析。教学重难点1.DNA的复制方式的发现虽然是选学内容,但是对学生学会科学的探究方法,启迪学生科学的思考有很大的帮助,有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,所以把它作为探究的重点之一,但在知识层面上不作为重点。2.DNA复制过程完成了遗传信息的传递功能;对DNA复制过程的研究,蕴含着科学研究的过程和方法教育;DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点。同时,由此延伸出对DNA复制过程各环节脱氧核苷酸链的变化情况的理解,学生在此过程需要运用抽象化的思维进行思考。因此,对DNA复制的过程的探讨既是本课时的教学重点,也是难点。教学过程【导入】利用问题及课件导入新课1.DNA分子复制发生在什么时间?2.DNA分子复制过程怎么进行?3.DNA分子复制过程需要哪些条件?4.DNA分子复制过程有何特点?5.DNA分子复制的概念是什么?根据学生回答情况进行点拨、讲述。【练习】学生讨论交流并完成导学案课内探究学案一、学习目标1.记住DNA复制的概念。2.简述DNA复制的过程,并分析、归纳出DNA复制过程的特点。3.知道DNA复制在遗传上的意义。学习重难点:1.DNA分子结构的主要特点。2.DNA分子复制的条件、过程和特点。二、学习过程(一)对DNA分子复制的推测沃森、克里克提出遗传物质自我复制的假说:复制方式为。(二)DNA半保留复制的实验证据(选学)1.要分析DNA是全保留还是半保留的,就要区分亲代与子代的DNA。1958年,科学家以为实验材料,运用,设计了实验。2.实验过程同位素示踪技术:用含有标记NH4Cl培养液培养大肠杆菌。方法:如为半保留复制方式(新形成的DNA分子一条是母链,一条为新形成的子链)培养基类型结果在试管中位置亲代子一代子二代(三)DNA分子复制的过程1.特点:模板:原料:能量:酶:【讲授】对DNA分子复制方式的推测引导学生阅读课文P52,沃森和克里克提出的著名的DNA双螺旋结构模型后,又发表了遗传物质自我复制的假说。进而总结出“半保留复制”的概念。在复制过程中,原来双螺旋的两条链并没有被破坏,它们分成单独的链,每一条旧链作为模板再合成一条新链,这样在新合成的两个双螺旋分子中,一条链是旧的而另外一条链是新的,因此这种复制方式被称为半保留复制。我们知道,当假说通过实践检验并被证明是正确的后,才能上升为科学理论。随着科学技术的发展,放射性同位素示踪技术被应用到DNA分子复制的研究中。下面我们来探讨一下DNA分子半保留复制的实验证据。【活动】学生利用“假说演绎法”推测DNA复制的方式学生阅读课文P53,结合图3-12,利用物理、化学知识体会科学家实验设计的方法、原理、步骤、结果、结论及它的巧妙之处。并根据“假说演绎法”的推论过程,总结归纳出DNA复制的方式。【活动】学生根据问题自主学习①什么叫解旋?解旋的目的是什么?②什么叫“子链”?复制一次能形成几条子链?③简述“子链”形成的过程。DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同?为什么?【讲授】教师简要介绍DNA复制的概念和过程1.概念:指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。2.时间:细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期3.场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体4.条件:⑴模板:两条母链⑵原料:四种脱氧核苷酸、能量(ATP)⑶酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等5.过程:①解旋提供准确模板:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂,两条螺旋的双链解开,这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链(模板链)。②合成互补子链:以上述解开的每一段母链为模板,以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。③子、母链结合盘绕形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断地延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构,从而各自形成一个新的DNA分子,这样,1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。6.特点:①DNA分子是边解旋边复制的;②是一种半保留式复制。(即在子代双链中,有一条是亲代原有的链,另一条(子链)则是新合成的。)7.“准确”复制的原因:①DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板;②碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。8.结果:一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子9.意义:DNA通过复制,使遗传信息从亲代传给了子代,从而保证了物种的相对稳定性,保持了遗传信息的连续性,使种族得以延续。【练习】DNA分子连续复制演绎的计算规律DNA复制中的计算问题1.DNA复制次数与形成的DNA数的关系是2n个(n为复制次数);一个DNA分子中的两条链上的脱氧核苷酸数相等;双链DNA分子符合碱基互补配对原则,即A=T,G=C。一个DNA分子无论复制几次,形成的新DNA分子中,只有两个DNA分子中含有原来的DNA链。即:一个DNA分子复制n次,则:①复制至n代,DNA分子总数为;②n代的DNA分子中,含原来DNA母链的DNA分子有个,占子代所有DNA分子总数的;③n代DNA分子中,含原DNA的母链条,占全部单链的。【讲授】教师推演计算规律1.数量变化:2.需游离脱氧核苷酸数量:亲代DNA分子中某种脱氧核苷酸数量为M个,则:①n次复制,需消耗游离的脱氧核苷酸数量为M(2n-1)个。②第n次复制,需消耗游离的脱氧核苷酸数量为M(2n-2n-1)=M·2n-1个