《DNA的复制》公开课教案

5/5高中生物必修2——第3章《基因的本质》第3节《DNA的复制》教学设计西安市第八十九中学陈璐一、教材分析本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是后面变异部分的基础。二、学情分析学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本课时将要从分子水平来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。学生们会感到困难，因此在教学中，引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过学生模拟活动来化解学生难点，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。三、教学目标设计知识目标1.说出科学家对DNA分子复制作出的推测；2.简述DNA复制的过程并说明DNA分子的半保留复制；3.知道DNA复制在遗传上的意义。能力目标引导学生进行探究活动，培养学生的科学思维。情感目标通过探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。四、重难点1.重点DNA的复制过程。2.难点(1)科学家对DNA复制的推测(2)DNA复制的过程。五、教学方法：探究法、演示法、讲授法、讨论法六、课时安排：1课时六、教学过程：教学环节教学活动设计意图教师活动学生活动复习导入展示学生课前制作的DNA双螺旋结构模型并请学生介绍：1.DNA分子的双螺旋结构有什么特点？对学生的介绍作出评价。提问：那么在细胞进行有丝分裂或减数分裂的时，细胞内的DNA分子如何精确的分配给两个子细胞【思考回答】1.DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。2.两条链盘旋成的双螺旋结构。DNA复制学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础，由此引出新课题。一、DNA复制的探究提出问题↓做出假设以学生制作模型为例，【提出问题】新形成的新的DNA分子，是否如同洗照片一样，是一个全新的分子吗？【作出假设】DNA复制的三种推测-全保留复制、半保留复制、弥散复制。展示三种推测的区别。【模拟活动】请同学们利用红色和绿色的纸带模拟。亲代DNA复制形成子一代DNA的过程。部分组模拟全保留复制和其他组模拟半保留复制，并请学生展示。学生合作完成半保留复制和全保留复制形成子一代和子二代DNA分子模型。部分学生上黑板展示自己的成果。让学生合作动手操作，有助于学生动手能力和思维能力的提高以及合作探索精神的培养。展示成果的目的在于让学生树立自信心。设计实验同学们的模拟活动非常成功，可这毕竟是模拟活动，真正的DNA分子是一种生物大分子主要分布在细胞内，肉眼不可见，如何才能让人们用实验手段解决这个难题呢？【设计实验】1.如何通过设计实验证明DNA的复制方式？关键思路是什么？2.可以采用什么实验方法？【介绍背景资料】1.已知Ｎ元素含有14N和15N两种质量不同的同位素，可用15N标记亲代DNA，用14N标记子代DNA。2.两条链都为15N的DNA（表示15N/15N）。3.一条链为14N，另一条链为15N的DNA（表示为14N/15N）。4.两条链都为14N的DNA（表示为14N/14N）。利用密度梯度离心技术可将不同的DNA分子分离在离心管的不同位置。学生们思考回答：1.区分亲代和子代DNA。2.可以采用同位素示踪技术。帮助学生接下来对结果进行预测搭建知识的框架。学生积极思考问题、解决问题，并在解决问题的过程中培养科学的思想以及慢慢熟练设计实验的思路。实验验证1958年Meselson和Stehl用含有15N的培养基培养大肠杆菌，经过多次细胞分裂，然后把这些细胞移入正常的14N的培养基中，每隔一段时间收集细菌样本一次，从中提取DNA，再将提出的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。请同学们根据不同的推测对结果进行预测：1.如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离心后应该出现几条DNA带？请在离心管的位置标出。2.如果DNA是以全保留的方式复制的，那么离心后应该出现几条DNA带？请再离心管的相应位置标出。老师的启发引导下，学生们根据刚才演绎得结果，推导出这样的可能实验现象：如果是半保留复制，则离心后DNA条带应该有三条；如果是全保留复制，则离心后DNA条带应该只有两条。学生学会借鉴科学史中的经典实验帮助学习，根据这个实验了解如何利用同位素标记技术设计实验。得出结论根据实验结果，可以得出什么结论？DNA的复制是半保留复制。二、DNA分子复制的过程DNA复制的方式已经明确了，那么DNA半保留复制的具体过程是怎样的?播放视频资料需解决问题：1.DNA复制概念？2.DNA复制时间？3.DNA复制场所？4.DNA复制过程？5.DNA复制条件?6.DNA复制特点、原则？7.DNA准确复制原因、意义？【思维拓展】虽然DNA复制在很大程度上保证了复制的精确性，但是仍然有10-9的错误率。请根据这一数据计算，约为31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误，这些错误可能有什么影响？答：6个碱基错误，影响可能很大，也可能没影响。学生讨论后回答：模板：两条链分别作为模板原料：四种脱氧核苷酸能量：由ATP提供酶：解旋酶、聚合酶等同学们概述出DNA复制的三个过程：解旋——合成子链——形成子代DNA，以及DNA复制的两个特点;边解旋边复制、半保留复制。培养学生辩证思维的能力，建立DNA结构与功能适应相统一的观念。梳理DNA复制主体知识，落实本节课知识目标，在学习过程中化抽象为具体，提高学生微观空间想象力。技能训练【规律总结】1个15N标记的DNA分子在14N的培养基1.复制n次，产生的子代DNA分子为______个，其中含有15N的DNA分子为_____个。2.含有14N的______个。3.只含14N的______个。4.只含有15N的_____个。5.含15N的脱氧核苷酸链和含14N的脱核苷酸链