高中第一節(jié)課教案

“DNA的復(fù)制”一節(jié)的教學(xué)。

“DNA的復(fù)制”一節(jié)的教學(xué)
1教材分析
本節(jié)內(nèi)容選自人教版高中《生物》(必修2)第3章第3節(jié)。DNA復(fù)制是生物遺傳信息得以世代相傳和延續(xù)的基礎(chǔ)，也是生物變異的基礎(chǔ)。對本節(jié)的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生更好地認識基因的本質(zhì)。
本節(jié)內(nèi)容在編排上先講述科學(xué)家對DNA復(fù)制的推測，然后介紹DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)（選學(xué)），在此基礎(chǔ)上再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)半保留復(fù)制的具體過程。雖然DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)屬于選學(xué)內(nèi)容，但教師可根據(jù)學(xué)生理解層次的不同，進行有選擇的介紹和探究學(xué)習(xí)。本設(shè)計即以引導(dǎo)學(xué)生對該過程的演繹推理，幫助學(xué)生理解的同時，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的一般方法和邏輯思維。
2學(xué)情分析
學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)和DNA分子的結(jié)構(gòu),而DNA作為遺傳物質(zhì)一個重要特點就是能通過自身的復(fù)制傳遞遺傳信息,因此學(xué)好本節(jié)內(nèi)容對于學(xué)生理解基因突變、基因工程等知識是非常重要的,它是整個遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。據(jù)課程目標,本節(jié)內(nèi)容的要求“概述DNA分子的復(fù)制”,是屬于“理解水平”的要求,對學(xué)生要求較高,并且是對學(xué)生進行科學(xué)方法教育和培養(yǎng)能力的好材料。
3教學(xué)目標
3.1知識目標
說出DNA復(fù)制的時間和場所；
概述DNA復(fù)制所需條件、復(fù)制過程及特點。
3.2能力目標
通過學(xué)習(xí)科學(xué)家探索DNA復(fù)制的經(jīng)典實驗,形成提出問題、分析問題和解決問題的能力；
通過小組討論交流,形成分析能力、創(chuàng)新思維能力及表達能力。
3.3情感目標
體驗科學(xué)家認識DNA復(fù)制的思維過程；
探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義；
形成良好的科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度。
4教學(xué)重點和難點
4.1重點：DNA分子復(fù)制的條件、過程和特點
4.2難點：對半保留復(fù)制的推理與驗證。
5教學(xué)策略
5.1復(fù)習(xí)舊知，導(dǎo)入新課。
簡單快速地將上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容（DNA分子的結(jié)構(gòu)）進行回顧、鞏固。
5.2分析經(jīng)典實驗，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的過程。
引導(dǎo)學(xué)生對康貝格、梅塞爾－斯特爾等人的經(jīng)典實驗進行層層設(shè)疑，讓學(xué)生嘗試自己作出設(shè)計，得出結(jié)論。
5.3借助直觀手段，幫助學(xué)生理解DNA復(fù)制的具體過程。
6教學(xué)過程
6.1導(dǎo)入課程
　先對幾個學(xué)生就上節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進行提問，根據(jù)他們回答的情況來確定復(fù)習(xí)舊知的詳細程度。若同學(xué)們對上節(jié)課學(xué)習(xí)過的內(nèi)容印象比較深，大部分都能回憶起來，那么就無需再花費時間對其復(fù)習(xí)；若同學(xué)們對其印象不深，只能回想起少部分內(nèi)容，那么就由老師引導(dǎo)大家一同回憶。這時老師盡量不要直接告訴同學(xué)們，而要讓同學(xué)們自己說出來。
6.2對DNA復(fù)制的初步探究
引導(dǎo)學(xué)生討論并分析康貝格的實驗，了解DNA復(fù)制的一般條件。
步驟1:1956年，美國生物化學(xué)家康貝格，將大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有4種豐富的脫氧核苷酸的人工合成體系中。
結(jié)果：試管中的4種脫氧核苷酸不能合成DNA分子。
提問：①四種脫氧核苷酸的用途是什么?②大腸桿菌的DNA聚合酶起什么作用?③通過什么來保證酶的活性?④為什么不能合成DNA分子?⑤人工體系中可能還缺少哪些條件?⑥你能否幫助康貝格分析他實驗失敗的原因,并設(shè)計一個可行的實驗來進行DNA的復(fù)制?
在一系列問題的激發(fā)下,學(xué)生進行熱烈的討論。（5分鐘左右）
步驟2:康貝格在上述試管中加入了少量DNA分子和ATP，培養(yǎng)在適宜的溫度條件下。一段時間后，測定其中DNA的含量。
結(jié)果：試管中DNA的含量增加了。
提問：①根據(jù)實驗可知，DNA復(fù)制需要哪些必需的條件？(原料、酶、能量和模板)。②能否設(shè)計實驗來驗證一下DNA的模板作用?(課后設(shè)計，下節(jié)課講解)
此過程不僅讓學(xué)生掌握了DNA復(fù)制的條件,而且培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計的能力,激起了學(xué)生智慧的火花。
6.3對DNA復(fù)制方式的演繹推理
通過對上述問題的探討，學(xué)生對DNA復(fù)制的條件有了一個比較初步的了解。這時，教師就勢引導(dǎo)學(xué)生思考并分析其復(fù)制的方式。
6.3.1展示三種可能的復(fù)制方式的示意圖（全保留復(fù)制、半保留復(fù)制、彌散復(fù)制）

6.3.2做出假設(shè)。讓學(xué)生討論三種復(fù)制方式有何不同，并作簡要描述。
6.3.3分析推演?？茖W(xué)家已經(jīng)證實，DNA為半保留復(fù)制，請同學(xué)們探究以下問題：
①既然是半保留復(fù)制，親代的DNA分子復(fù)制后得到的第一代和第二代DNA的組成是怎樣的？你能否用圖表示出來？
②怎樣識別DNA中哪一條是母鏈，哪一條是子鏈？（啟發(fā)學(xué)生采用同位素標記的方法）
③用哪種同位素來進行標記？為什么？
④如果原DNA是15N，原料是14N，那么復(fù)制一代和復(fù)制兩代后，Ｎ的情況怎樣？（引導(dǎo)學(xué)生用圖解進行分析）
⑤復(fù)制后，子一代的每條DNA全為15N/14N-DNA，子二代DNA中有一半是14N/14N-DNA，另一半是15N/14N-DNA。但是我們?nèi)庋劭床灰奃NA分子，產(chǎn)生的DNA分子通常是混雜在一起的。有什么技術(shù)活方法可以證明上述結(jié)論是正確的？（啟發(fā)學(xué)生采用離心的方法）
⑥如果對每一代的DNA進行離心分析，那么實驗結(jié)果會是怎樣的呢？
6.3.4驗證推理。讓學(xué)生自主閱讀教材中的選學(xué)內(nèi)容，看是否與自己的推理一致。最后，教師可對學(xué)生的推理活動作一個簡單的總結(jié)。如作出假設(shè)－DNA半保留復(fù)制；推理－設(shè)想實驗的方案和預(yù)測可能出現(xiàn)的結(jié)果；驗證推理－閱讀教材中的經(jīng)典實驗。整個過程其實就是一種演繹推理的思維方法。
6.4對DNA復(fù)制過程的探究
經(jīng)過上面對復(fù)制的條件及方式的探究后,教師演示DNA復(fù)制的動畫,讓學(xué)生觀察生命體內(nèi)的復(fù)制過程是如何進行的,并在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生思考如下問題:①DNA復(fù)制是在什么時期?②DNA復(fù)制的場所在哪里?③DNA復(fù)制的特點是什么?④如何保證復(fù)制的精確?⑤復(fù)制過程中一定不會出現(xiàn)差錯嗎?⑥復(fù)制的意義是什么?通過一系列問題串對DNA復(fù)制進行總結(jié),讓學(xué)生掌握相關(guān)知識。
7課外研究性學(xué)習(xí)
利用DNA復(fù)制的原理,使DNA在體外完成復(fù)制,這就是聚合酶鏈式反應(yīng)(簡稱PCR)。讓學(xué)生查閱相關(guān)資料介紹PCR技術(shù)及其應(yīng)用,并制作宣傳板報。課外通過讓學(xué)生進行自主探究學(xué)習(xí),即培養(yǎng)學(xué)生搜集信息和處理信息的能力,同時也讓學(xué)生體會到DNA復(fù)制原理在科學(xué)及社會實踐中有著重要的應(yīng)用,這也是新課程所倡導(dǎo)的理念。
8教學(xué)后記
傳統(tǒng)的生物學(xué)教學(xué)往往只是注重教師的講解,而忽略了學(xué)生的參與,學(xué)生是被動地接受。本節(jié)課的設(shè)計將科學(xué)的經(jīng)典實驗和學(xué)生的探究過程相結(jié)合,讓學(xué)生沿著科學(xué)的邏輯思維路線,即發(fā)現(xiàn)問題、大膽假設(shè)、實驗探究,最終得到符合邏輯的結(jié)論,體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。既培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,又激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。將探索知識、科學(xué)研究方法和培養(yǎng)能力有機地融為一體,通過師生互動和生生互動,達到教學(xué)目標,體現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的教育理念。而教師在教學(xué)過程中進行探究材料的篩選和設(shè)置問題,并提供解決問題的思路,發(fā)揮引導(dǎo)者的作用。此外,本節(jié)課的設(shè)計是以生活中熱點材料引入,通過學(xué)習(xí)了解相關(guān)原理,并布置課外研究性學(xué)習(xí)來讓學(xué)生了解生物學(xué)的新技術(shù)、新進展。充分體現(xiàn)了STS的教育思想。www.lvshijia.net

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一、總體設(shè)計指導(dǎo)思想
本節(jié)課突出對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，精心設(shè)計課堂教學(xué)，將科學(xué)研究的過程（發(fā)現(xiàn)問題——提出假設(shè)——推導(dǎo)結(jié)論——實驗驗證——得出結(jié)論）作為本節(jié)課的教學(xué)主線，以求向?qū)W生介紹科學(xué)研究的一般過程和方法，并讓學(xué)生親身參與探究過程，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)工作的能力和方法。
二、教材分析
1、教材中的地位
本節(jié)課內(nèi)容是人教版高級中學(xué)課本生物必修2第三章第三節(jié)。DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論。這一課時，在聯(lián)系DNA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進一步闡明DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。學(xué)好這一課時，有利于學(xué)生對有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識得理解和鞏固，對于學(xué)生深刻認識遺傳的本質(zhì)是非常重要的?！癉NA的復(fù)制”又是后面變異部分的基礎(chǔ)，學(xué)好這一課時，有利于學(xué)生對基因突變、基因重組、生物進化等內(nèi)容的理解和掌握。
2、重點難點
DNA的復(fù)制方式的發(fā)現(xiàn)雖然是選學(xué)內(nèi)容，但是對學(xué)生的學(xué)會科學(xué)的探究，科學(xué)的思考有很大的幫助，有助于學(xué)生分析問題，解決問題能力的提高，所以把它作為探究的重點之一，但在知識層面上不作為重點。
DNA復(fù)制過程完成了遺傳信息的傳遞功能；對DNA復(fù)制過程的研究，蘊含著科學(xué)研究的過程和方法教育；DNA復(fù)制的過程具有微觀、動態(tài)、連續(xù)、抽象的特點。因此，對DNA復(fù)制的過程的探討既是本課時的教學(xué)重點，也是難點。
三、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)具有了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂的基本知識，在此基礎(chǔ)上，本課時將要從分子水平來探討生命的本質(zhì)，屬于肉眼看不到的抽象知識。高中學(xué)生的認知體系基本形成，認知結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展，認知能力不斷完善。他們能夠掌握基本的思維方法，特別是抽象邏輯思維、辯證思維、創(chuàng)造思維有了較大的發(fā)展。觀察力、記憶力、想象力有了明顯的提高，認知活動的自覺性，認知系統(tǒng)的自我評價和自我控制能力也有了相應(yīng)的發(fā)展。
由于本課時內(nèi)容具有較高的抽象性，學(xué)生們會感到困難，因此在教學(xué)中，我除了引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、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，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進一步培養(yǎng)他們分析、歸納、概括能力。
四、教學(xué)目標設(shè)計
知識目標
1、記住DNA復(fù)制的概念
2、簡述DNA復(fù)制的過程，并分析、歸納出DNA復(fù)制過程的特點。
3、知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義
能力目標
1、通過介紹Meselson、stehl的試驗，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、推理、歸納，培養(yǎng)科學(xué)的思維。
2、通過引導(dǎo)學(xué)生觀察拉鏈和DNA復(fù)制的比較，鼓勵學(xué)生大膽想象、猜測，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過分組探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識和科學(xué)態(tài)度。
五、教法、學(xué)法設(shè)計
（一）教法設(shè)計
結(jié)合教材的特點和學(xué)生實際，本課時主要采用啟發(fā)式教學(xué)法，比如：在學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的方式式，啟發(fā)學(xué)生去思考復(fù)制的方式可能有哪些？如果是這種方式，復(fù)制的結(jié)果是什么？如果是那種方式，復(fù)制的結(jié)果是什么？通過什么方式去證明你的假設(shè)？再比如：在學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的條件時，可以啟發(fā)學(xué)生去思考科學(xué)家是怎么知道需要這些條件的？除了課本上介紹的條件外，還可能需要什么條件？科學(xué)家是怎么知道的？從而引導(dǎo)學(xué)生去探索和發(fā)現(xiàn)，使學(xué)生在教學(xué)活動中初步學(xué)會科學(xué)研究的一般方法，即發(fā)現(xiàn)問題——提出假說——試驗驗證——得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神，發(fā)展學(xué)生的思維能力，為學(xué)生鋪設(shè)符合知識規(guī)律的思維軌道，強化素質(zhì)教育。對于DNA復(fù)制的過程，學(xué)生是沒有辦法去探究的，但這一部分又比較抽象，我采用化抽象為具體的辦法，采用拉鏈作為模型，讓學(xué)生對比拉鏈的拉上、拉開和課本上介紹的DNA復(fù)制過程的異同點，從而加深學(xué)生對知識得理解和掌握。
（二）學(xué)法設(shè)計
本課時通過設(shè)疑導(dǎo)學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自主探索DNA復(fù)制的方式和復(fù)制的條件，發(fā)現(xiàn)知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、相互協(xié)作、自主學(xué)習(xí)的能力；通過點撥導(dǎo)議，啟發(fā)學(xué)生思考、分析科學(xué)家的試驗，概括、總結(jié)出正確結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法；通過展示小組提出的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生學(xué)會在學(xué)習(xí)中進行交流的基本方法。充分體現(xiàn)學(xué)生的“主體”地位。
六、媒體選擇
1、多媒體課件
用PowerPoint制作的演示文稿（內(nèi)有DNA復(fù)制過程的動畫）
2、實物展臺
展示學(xué)生推導(dǎo)的DNA半保留和全保留復(fù)制的結(jié)果及相應(yīng)得實驗結(jié)果示意圖
3、拉鏈四個
七、教學(xué)程序設(shè)計
（1）流程圖

（2）教學(xué)過程：

程序教學(xué)活動設(shè)計
意圖
教師活動學(xué)生活動

復(fù)習(xí)舊知
引入新課
(3分鐘)展示課件并提問：
1、DNA化學(xué)組成的基本單位是什么？
2、DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是什么樣的？
總結(jié)學(xué)生的回答之后，引出DNA復(fù)制的課題。
思考回答：
1、DNA化學(xué)組成的基本單位是脫氧核苷酸，每個脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基組成。
2、兩條鏈盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。學(xué)生已有的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的知識是學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的基礎(chǔ)，由此引出新課題。

引導(dǎo)回憶
發(fā)現(xiàn)問題

(3-5分鐘)有關(guān)DNA復(fù)制，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過哪些知識？你們覺得還有哪些疑問？
（以此設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識，發(fā)現(xiàn)新的問題。）
思考回答
1、DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期
2、由于DNA主要存在與細胞核內(nèi)，因此DNA復(fù)制的場所主要是細胞核。
發(fā)現(xiàn)問題
關(guān)于DNA怎樣復(fù)制？需要哪些條件？復(fù)制的結(jié)果怎樣？有什么特點？等等是還沒有解決的問題。發(fā)現(xiàn)問題是科學(xué)研究的第一步。問題使學(xué)生產(chǎn)生了強烈的求知解疑心理，教師此時抓住這一有利時機，提出緊扣主題的具有挑戰(zhàn)性、探索性的問題，使學(xué)生主動去探索。

D
N
A
復(fù)制方式探討
(約10分鐘)

分組討論模擬探索
沃森和克里克在發(fā)表DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道：“在提出堿基特異性配對的看法后，我們立即又提出了遺傳進行復(fù)制的一種可能機理?！?br> 你能從DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，設(shè)想出DNA復(fù)制的方式可能有哪幾種嗎？
假如用15N標記母鏈，用14N標記子鏈，請同學(xué)們根據(jù)假設(shè)分組討論復(fù)制一代和兩代的結(jié)果是什么？用圖形表示結(jié)果。

教師投影展示部分小組的討論情況。

學(xué)生分組分析討論，提出DNA復(fù)制的兩種假設(shè)：全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。

學(xué)生根據(jù)假設(shè)討論演繹并畫圖表示兩種復(fù)制的結(jié)果

小組間相互補充作出評價培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神。并進一步復(fù)習(xí)假說-演繹法。
1958年Meselson和Stehl用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，經(jīng)過多次細胞分裂，細菌細胞的DNA充分地被15N標記上。然后把這些細胞移入正常的含同位素14N的培養(yǎng)基中，然后，在不同時刻（復(fù)制不同代數(shù)后）收集細菌樣本，從中提取DNA，再將提出的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。
密度大的DNA在試管的上方還是下方，密度小的呢？中等的呢？請同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置。并畫出示意圖。請同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置。并畫出示意圖。
巡視學(xué)生的活動，記錄學(xué)生出現(xiàn)的問題。
教師投影展示部分小組的討論情況。
教師展示科學(xué)家的實際實驗結(jié)果。
并總結(jié)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程。

在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)剛才演繹得結(jié)果，推導(dǎo)出這樣的可能實驗現(xiàn)象：如果是全保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該只有兩條；如果是半保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該有三條，并畫出條帶的位置。本模擬探索試驗的設(shè)計和運用，旨在激發(fā)學(xué)生探索和協(xié)作的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思維能力。

D
N
A
復(fù)制的條件和過程探討
(約20分鐘)請同學(xué)們思考DNA復(fù)制至少需要什么條件？

科學(xué)家是怎么知道這些條件的呢？學(xué)生討論后回答：
模板：兩條鏈分別作為模板
原料：四種脫氧核苷酸
能量：由ATP提供
酶：解旋酶、聚合酶等
科學(xué)家通過推導(dǎo)和實驗知道的。學(xué)生可能說不全，老師引導(dǎo)學(xué)生補充完整。

介紹試驗
請同學(xué)們想一想，下面這個事實說明了什么？
1958年美國生化學(xué)家Kornberg在試管中用脫氧核苷酸合成DNA。他將大腸桿菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四種豐富的脫氧核苷酸和適量的Mg2+的人工體系中，并沒有發(fā)生DNA的合成，當(dāng)加入少量的RNA作引子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后，測定其中DNA的含量。發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加了。
讓學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果得出結(jié)論：復(fù)制除需要四個基本條件外，還需要其他條件，如RNA引物等。
旨在提醒學(xué)生不能把書讀死。而應(yīng)該始終保持懷疑和探究的心態(tài)。
模擬
探討請同學(xué)們自學(xué)課本上有關(guān)DNA復(fù)制過程的內(nèi)容，總結(jié)DNA復(fù)制大體上分為幾個步驟。
教師通過拉鏈來模擬DNA復(fù)制過程。提出問題：
拉鏈中的各個部件各代表復(fù)制過程中的什么？
復(fù)制代數(shù)和DNA數(shù)目之間，及與含母鏈的DNA數(shù)目之間有什么關(guān)系？
DNA復(fù)制過程是否就是完全像拉鏈的開合？學(xué)生自學(xué)并總結(jié)，如不完整可由其他同學(xué)補充。
解鏈——合成子鏈——螺旋

學(xué)生分組討論拉鏈中的各個部件各代表復(fù)制過程中的什么，由學(xué)生代表發(fā)言。培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想理解的意識，在學(xué)習(xí)過程中化抽象為具體，提高學(xué)習(xí)效率。
培養(yǎng)學(xué)生分析比較的意識，進一步加深對DNA復(fù)制的理解。
觀看動畫組織學(xué)生觀看DNA復(fù)制的動畫課件。學(xué)生隨著動畫的演示，一起念出過程：解鏈——合成子鏈——螺旋
反復(fù)播放DNA復(fù)制的動畫，使學(xué)生完成由感性到理性的知識過渡。
DNA復(fù)制的意義DNA復(fù)制有什么意義？傳遞遺傳信息
課堂小結(jié)利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識要點鞏固基礎(chǔ)知識
課堂測評
基礎(chǔ)知識測評學(xué)生練習(xí)檢驗知識目標達標情況
八、課堂測評
1、一個噬菌體侵染細菌后，形成了200個子代噬菌體，子代DNA中含最初DNA鏈的DNA占
A.1%B.2%C.25%D.50%
2、下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法，其中不正確的是（）：
A．DNA復(fù)制過程中需要酶的催化B．DNA復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供
C．DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的D．DNA復(fù)制過程中兩條母鏈均可作模板
3、含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的細胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細胞。然后將G0代細胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細胞分裂后，分別得到Gl、G2代細胞。再從G0、Gl、G2代細胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如下圖。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，請回答下列問題：
⑴G0、Gl、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：G0________，Gl________，G2_________。
⑵G2代在①、②、③3條帶中DNA數(shù)的比例是______________。
⑶圖中①、②兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶①________，條帶②__________。
⑷上述實驗結(jié)果證明了DNA的復(fù)制方式是____________________________________。
九、課后作業(yè)
1、DNA分子的復(fù)制發(fā)生在細胞有絲分裂的（）：
Ａ．分裂前期?。拢至阎衅?br> Ｃ．分裂后期?。模至验g期
2、假設(shè)某大腸桿菌含14N的DNA的相對分子質(zhì)量為，a若將其長期培養(yǎng)在含15N的培養(yǎng)基中便得到含15N的DNA，相對分子質(zhì)量為b。現(xiàn)將含15N的DNA大腸桿菌再培養(yǎng)在14N的培養(yǎng)基中，子二代DNA的相對分子質(zhì)量平均為（）
A．(a+b)/2B．(3a+b)/2C．(a+3b)/2D．(a+b)/2
3、某雙鏈DNA分子帶有15N同位素標記，在試管中以該DNA為模板進行復(fù)制實驗，連續(xù)復(fù)制4代之后，試管中帶有14N同位素標記的DNA占總量的
A.12.5%B.25%C.50%D.100%
4、利用多媒體課件，引導(dǎo)學(xué)生概括、總結(jié)本節(jié)課的知識要點，鞏固基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法。
DNA復(fù)制
時間
場所
條件
原則
結(jié)果
特點
5、研究性學(xué)習(xí)
請同學(xué)們在課后兩周的時間內(nèi)，以小組為單位撰寫小論文，題目：《“DNA復(fù)制”的研究史》。兩周后進行交流，并評選優(yōu)秀小論文。
（設(shè)計此作業(yè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，收集信息，小組協(xié)作進行研究性學(xué)習(xí)的能力。）

十、板書設(shè)計
第三節(jié)DNA的復(fù)制
一、復(fù)制的方式：半保留復(fù)制
二、復(fù)制的條件：模板、酶、原料、能量等
三、復(fù)制的過程
解旋——合成子鏈——螺旋
四、復(fù)制的意義：傳遞遺傳信息

第3節(jié)(學(xué)案)　DNA的復(fù)制

學(xué)習(xí)導(dǎo)航

1.學(xué)習(xí)目標

（1）概述DNA分子的復(fù)制方式：半保留復(fù)制。

（2）說出DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)：利用同位素示蹤技術(shù)證明DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制。

（3）概述DNA復(fù)制的模板、原料、條件、過程和復(fù)制的時間。

①DNA復(fù)制的模板：以解開的DNA的兩條單鏈分別作為模板。

②DNA復(fù)制的原料：四種脫氧核苷酸是DNA復(fù)制的原料。

③DNA復(fù)制的條件：DNA復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。

④DNA復(fù)制的過程：邊解旋邊復(fù)制。

⑤DNA分子復(fù)制的時間：有絲分裂的間期和減數(shù)分裂第一次分裂的間期。

（4）闡明DNA復(fù)制的意義：將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保證了遺傳信息的連續(xù)性。

2.學(xué)習(xí)建議

本節(jié)的學(xué)習(xí)重點是DNA分子的復(fù)制過程。在掌握DNA分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，認真分析DNA半保留復(fù)制的實驗，進一步掌握DNA分子的半保留復(fù)制方式，明確DNA復(fù)制的條件是模板、原料、能量和酶。

結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模式圖，掌握DNA邊解旋邊復(fù)制的過程，即親代的DNA在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，形成兩條單鏈，解旋酶的主要作用是斷開堿基對之間的氫鍵。以解開的兩條母鏈作模板，按照堿基互補配對的原則，以周圍環(huán)境中的脫氧核苷酸為原料，各自合成與母鏈互補的一條子鏈。合成的每個DNA分子中由一條母鏈和一條子鏈構(gòu)成，這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。

自我測評

一、選擇題

1.現(xiàn)有一待測核酸樣品，經(jīng)檢測后，對堿基個數(shù)統(tǒng)計和計算得到下列結(jié)果：

（A＋T）/（G＋C）＝1，（A＋G）/（T＋C）＝1。根據(jù)此結(jié)果，該樣品（　）。

A.無法被確定是脫氧核糖核酸還是核糖核酸

B.可被確定為雙鏈DNA

C.無法被確定是單鏈DNA還是雙鏈DNA

D.可被確定為單鏈DNA

2.DNA分子在細胞的什么時期自我復(fù)制？（?。?/p>

A.有絲分裂前期或減數(shù)第一次分裂前期

B.有絲分裂中期或減數(shù)第一次分裂中期

C.有絲分裂后期或減數(shù)第一次分裂后期

D.有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂前的間期

3.DNA復(fù)制需要（　）。

A.能量B.酶和模板C.脫氧核苷酸D.包括上述三項

4.具有100個堿基對的1個DNA分子區(qū)段，內(nèi)含40個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸（?。?。

A.60個B.80個C.120個D.180個

5.下列有關(guān)DNA分子復(fù)制的敘述中，錯誤的是（　）。

A.復(fù)制發(fā)生在細胞分裂間期B.邊解旋邊復(fù)制

C.復(fù)制需要氨基酸和酶D.復(fù)制遵循堿基互補配對原則

6.某DNA分子有2000個脫氧核苷酸，已知它的一條單鏈上堿基A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，若該分子復(fù)制一次，則需要腺嘌呤脫氧核酸的數(shù)量是（?。?/p>

A.200個B.300個C.400個D.800個

7.DNA分子的半保留復(fù)制方式使（?。?。

A.分子結(jié)構(gòu)具有相對穩(wěn)定性

B.能精確進行自我復(fù)制，保證代與代之間的連續(xù)性

C.能夠精確地指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成

D.產(chǎn)生可遺傳變異的機會

8.生物體內(nèi)各組織的細胞所含的遺傳物質(zhì)均相同，根本原因是（?。?。

A.全部細胞均來源于同一個細胞B.體細胞分裂時同源染色體分離

C.DNA復(fù)制和染色單體分離　D.染色體加倍

9.某DNA分子的一條單鏈中(A+G)/(T+C)=0.4，上述比例在其互補單鏈中和整個DNA分子中分別是（?。?。

A.0.4和0.4B.0.4和0.6C.0.6和1.0D.2.5和1.0

10.一個雙鏈DNA分子為第一代，經(jīng)過3次自我復(fù)制，在第四代DNA分子中，有幾條第一代脫氧核苷酸的長鏈?()

A.2B.4C.8D.16

11.下列有關(guān)雙鏈DNA的敘述中，錯誤的是（?。?。

A.若一條鏈上A和T的數(shù)目相等，則另一條鏈上的A和T數(shù)目也相等

B.若一條鏈上A的數(shù)目大于T，則另一條鏈上A的數(shù)目小于T

C.若一條鏈上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，則另一條鏈也是A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4

D.若一條鏈上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4，則另一條鏈為A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3

12.下列有關(guān)DNA復(fù)制過程的敘述中，正確的順序是（?。?。

①互補堿基對之間氫鍵斷裂②互補堿基對之間氫鍵合成

③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對

⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)

A.①③④②⑤B.③①⑤④②

C.①④②⑤③D.③①④②⑤

二、非選擇題

13.康貝格(Kornberg)曾以噬菌體為引子，用四種脫氧核苷酸為原料，加入適量ATP和DNA聚合酶，在試管中把游離的脫氧核苷酸合成了噬菌體DNA，這種半人工合成的DNA也能夠在寄主(細菌)體內(nèi)繁殖。請據(jù)此回答下面的問題。

(1)該實驗說明的問題是　。

(2)加入ATP的目的是　，說明該過程是。

(3)加入DNA聚合酶的目的是。

(4)若DNA是在細菌細胞內(nèi)合成，則其場所是?。蝗粼谡婢毎麅?nèi)合成，其場所可能是
??；若在高等植物葉肉細胞內(nèi)合成，其場所又可能是　。

14.在試管中合成DNA的實驗過程是：先把含高能磷酸基團的化合物和四種脫氧核苷酸放入一支試管中，還要加入從某種生物體內(nèi)提取的DNA聚合酶等酶系，最后放入一點帶15N標記的DNA分子。根據(jù)下述實驗結(jié)果，回答問題。

(1)生化分析得知，新合成的DNA分子中，A＝T、G＝C，這個事實說明DNA的合成遵循：

　。

(2)新合成的DNA分子中，（A+T）／（G+C）的比率與15N標記DNA的一樣，這說明新DNA分子是

　。

(3)生化分析可知，新合成的DNA分子中，帶有15N標記的DNA約占總量的50％，這個事實說明：

。

15.含有32P或31P的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與DNA分子的組成，但32P比31P質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動物的細胞放在含有31P磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到G0代細胞。然后將G0代細胞移至含有32P磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細胞分裂后，分別得到G1、G2代細胞。再從G0、G1、G2代細胞中提取出DNA，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如下圖。由于DNA分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重三種DNA分子的位置，如右圖所示。請回答：

(1)G0、G1、G2三代DNA離心后的試管分別是圖中的：

G0??；G1?。籊2。

(2)G2代在①、②、③三條帶中DNA數(shù)的比例是　。

(3)圖中①、②兩條帶中DNA分子所含的同位素磷分別是：條帶①，條帶②。

(4)上述實驗結(jié)果證明DNA的復(fù)制方式是。DNA的自我復(fù)制能使生物的保持相對穩(wěn)定。

參考答案

一、選擇題

1.C　2.D　3.D　4.D　5.C　6.A　7.B　8.C　9.D　10.A　11.C　12.D

二、非選擇題

13.（1）在一定條件下，DNA具有自我復(fù)制的功能

（2）為DNA復(fù)制提供能量一個耗能過程

（3）促進DNA新鏈的合成

（4）原核細胞的核區(qū)　細胞核、線粒體　細胞核、線粒體、葉綠體

14.（1）堿基互補配對原則（2）以標記DNA為模板復(fù)制出來的

（3）DNA復(fù)制是半保留復(fù)制

15.（1）A　B　D（2）0∶1∶1（3）31P　31P和32P

（4）半保留復(fù)制遺傳物質(zhì)（信息）

DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制

第3節(jié)DNA的復(fù)制(新課標)

第3節(jié)DNA的復(fù)制

一、教學(xué)目標
1.概述DNA分子的復(fù)制。
2.探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。
二、教學(xué)重點和難點
1.教學(xué)重點
DNA分子復(fù)制的條件、過程和特點。
2.教學(xué)難點
DNA分子復(fù)制的過程。
板書教學(xué)過程
（三）DNA分子的復(fù)制
　
1.復(fù)制的概念
所謂復(fù)制就是指以親代DNA為模板合成子代DNA
的過程，1DNA→2DNA
2.DNA復(fù)制的過程
?、俳庑?br> 　解旋酶、ATP、打開氫鍵，形成單鏈、以單鏈為模板。
?、诤铣桑?br> 　與合成有關(guān)的酶類、ATP、脫氧核苷酸、互補配對、合成一條新的子鏈。
?、蹚?fù)旋：
　與復(fù)旋有關(guān)的酶類、ATP、母和子螺旋為一個新DNA分子。
　
　
3.DNA復(fù)制的條件
①酶?、贏TP③原料④原則⑤地點⑥場所⑦模板
　
　
　
　
　
　
4.DNA分子復(fù)制的意義
①速度快、效率高
②復(fù)制精確、遺傳信息穩(wěn)定、具有連續(xù)性第二課時
引言：同學(xué)們已經(jīng)知道了DNA作為遺傳物質(zhì)與嚴謹?shù)碾p鏈螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與其功能有關(guān)。而復(fù)制是DNA的重要功能，那么，何謂復(fù)制？復(fù)制的過程如何？有何意義呢？在學(xué)習(xí)之前：
提問：對真核生物而言，DNA主要存在于細胞的什么部位？
（回答：DNA主要存在于細胞核內(nèi)。）
提問：DNA結(jié)構(gòu)怎樣？
（答：雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)
　極性反向平行
　堿基互補配對
　排列順序無窮。）
提問：細胞周期中的間期細胞有何主要變化？
（答：DNA分子的復(fù)制，有關(guān)蛋白質(zhì)分子的合成。）
提問：何謂復(fù)制？
（答：略）
補充：這里說的復(fù)制不是指其他物品的復(fù)制，是指DNA分子的復(fù)制，就是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。則1DNA→2DNA。那么，怎樣由1DNA→2DNA呢？這就是：
2.DNA復(fù)制的過程
（出示DNA復(fù)制過程的圖解教學(xué)掛圖，讓學(xué)生結(jié)合圖解得出“解旋、合成、復(fù)旋”的結(jié)論。）
教師補充：DNA分子復(fù)制包括：①解旋：在DNA解旋酶的作用下，能量ATP的參與，把雙鏈螺旋的DNA打開氫鍵，解開成為兩條單鏈，且以單鏈為模板。
②合成：在DNA合成酶的作用下，以母鏈為模板，ATP為能量，脫氧核苷酸為原料，按堿基互補配對原則合成為一條新的子鏈。
③復(fù)旋：在DNA復(fù)旋酶的作用下，以ATP為能量，一條母鏈和一條子鏈螺旋成為一個新的DNA分子。即：
1DNA→2DNA單鏈（母）→2母＋2子→（母十子）＋（母十子）→2DNA
由上述過程可以知道，在以母鏈為模板合成新的子鏈的過程中，新合成的子鏈上脫氧核苷酸的排列順序與另一條每鏈上脫氧核苷酸的排列順序完全相同，故母鏈與子鏈螺旋化形成的新DNA分子中堿基對的排列順序也完全相同；新形成的每個DNA分子中的雙鏈有一條是未自上代DNA的母鏈，所以叫半保留復(fù)制?？茖W(xué)家已經(jīng)用35P或14N同位素示蹤得以證實。（結(jié)合DNA分子的復(fù)制過程讓同學(xué)們展開討論。）
提問：DNA分子復(fù)制時需何條件？
（回答：略。）
補充：DNA分子復(fù)制：①發(fā)生在細胞周期的間期；②主要在細胞核內(nèi)進行；③ATP作能量；④A、T、G、C四種大量的脫氧核苷酸為原料；⑤嚴格遵循堿基互補配對原則；⑥需酶系統(tǒng)參與（解旋酶，合成酶、復(fù)旋酶）；⑦DNA具作模板的能力；⑧伴隨有RNA的轉(zhuǎn)錄。
提問：DNA分子復(fù)制對DNA作為遺傳物質(zhì)有何意義？
（回答：略。）
補充：在DNA分子復(fù)制時：①邊解旋、邊合成、邊復(fù)旋，多個起始點同時進行，節(jié)省時間、效率高。②新DNA分子雙鏈為“一母一子”；因此復(fù)制更為精確，致使遺傳信息更加穩(wěn)定。穩(wěn)定的遺傳信息從親代傳遞給子代，從而使生物的前后代保持了一定的連續(xù)性。但是，這并不意味著復(fù)制時毫無差錯，否則，自然界便沒有了變異，生物界就不會向前發(fā)展。（為以后學(xué)習(xí)“變異”打下伏筆）
提問：一個DNA分子復(fù)制幾代后的情況如何？
（回答：略。）
補充：因DNA復(fù)制采用半保留的方式，所以一個DNA分子經(jīng)幾代復(fù)制后的所有DNA中，只有兩個DNA分子含有原DNA鏈。但所有DNA與原DNA所帶的信息（脫氧核苷酸的排列順序）完全相同。（變異除外）
總結(jié)：通過兩課時的學(xué)習(xí)，同學(xué)們知道了DNA分子的結(jié)構(gòu)特點和DNA分手的復(fù)制過程，明白了DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性、特異性及DNA分子半保留復(fù)制的特點。希望同學(xué)們課后熟悉教材，真正理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
作業(yè)：課后復(fù)習(xí)題。