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視頻標簽：遺傳與進化,基因的本質,DNA的復制
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版必修二《遺傳與進化》第三章基因的本質 第三節DNA的復制-北京
教學設計、課堂實錄及教案：人教版必修二《遺傳與進化》第三章基因的本質 第三節DNA的復制-北京
DNA的半保留復制方式的實驗證據，屬于人教版教材的選學內容，對于這部分內容，很多往往是照本宣科或一帶而過，直接去講解DNA分子半保留復制的過程和特點，學生雖然可以較快地掌握結論，但卻是被動的接受知識，失去了科學探究的樂趣。但這部分內容對于學生深入理解DNA復制的過程和意義的作用卻是不可小視。本節課充分利用了“DNA半保留復制的實驗”的經典實驗，采用了讓學生大膽假設，設計實驗方案、剖析科學家的實驗方式，不僅有利用學生全面理解和掌握 DNA復制的有關知識，而且能讓他們通過親身參與探究和模擬研究過程，讓學生體驗生物科學發展的過程，感受科學探究的魅力，獲得相關的科學探究能力。
教學背景分析
教學內容：
“DNA的復制”一節是人教版高中《生物》（必修2）第3章“基因的本質”的重點內容之一。它既是對前面已學的孟德爾遺傳定律和減數分裂知識進一步的深化理解，也是學習遺傳學的基礎。學好本節內容對于學生理解基因突變、基因工程等知識是非常重要的。根據課程目標，本節內容要求學生“概述DNA分子的復制”，其中涉及科學實驗、科學研究方法以及生理過程的理解，是對學生進行科學方法教育和能力培養的好材料。
本節包括對DNA分子復制的推測、DNA分子半保留復制的實驗證據、DNA分子復制的過程3部分內容。 “DNA分子半保留復制的實驗證據”這部分內容在人教版教材上雖是選學內容，但在浙科版教材中不是選學內容。本節的教學對學生深入體會DNA分子自我復制的機制，理解科學研究的基本方法具有重要的作用。 學生情況：
（1）作為順義區普通中學高二年級的學生，他們的認知能力不斷完善，高二年級的學生各方面能力趨于成熟，他們已經具有相當的分析、推斷能力和抽象邏輯思維能力。觀察力、記憶力、想象力有
了明顯的提高。但也存在一定的問題：如：
①學生整體學業水平偏低，且有很大的差異。
②學生自主、自覺學習的能力差，需要老師不斷的督促和檢查； ③學生缺乏刻苦鉆研的精神，畏難情緒嚴重；
④學生欠缺必要的學習方法，一些刻苦學習而效果較差的學生急需指導； ⑤部分學生厭學。
（2）通過前面的學習學生已經知道DNA分子呈雙螺旋結構。并且在有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期復制，然后平均分配到子細胞中；學生在學習《DNA是主要遺傳物質》中已經了解了利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象進行標記的微量分析方法，即同位素示蹤法。在此基礎上，本節課將要從分子水平來探討生命的本質，即：DNA是如何復制的？由于本課時內容比較抽象，學生們可能會感到困難。 教學方式：
結合教材的特點和學生實際，本課時主要采用探究式教學和啟發式講授相結合的教學方式。 教學手段和技術準備： ①《DNA的復制》多媒體課件
②學具：DNA分子平面結構紙模型（親代DNA兩條鏈均為紅色）、兩個子代DNA的4條單鏈（紅、藍各2條）
③DNA復制過程動畫
④《看東方》打拐專題報道視頻等
教學目標(內容框架)
1.知識目標： 說明DNA分子復制方式和過程。說出DNA復制的條件、特點、意義。 2. 能力目標：在探究DNA分子復制方式的過程中，提升分析、推理、歸納能力。
3. 情感態度價值觀目標：①認同生物學發展在社會生活中的應用價值。
②在DNA半保留復制方式探究中，體驗科學的發展需要重視邏輯與證據。
教學重點：DNA復制的方式和過程 教學難點：DNA復制的方式和過程教學過程(表格描述)
教學階段
教師活動
學生活動
設置意圖
時間安排
創設情境
導入新課
展示公安部“打拐專項行動 ” 資料 引導學生思考：
問題1：為什么通過DNA比對，就能確定孩子與父母的親屬關系？
問題2：在有絲分裂的末期細胞會一分為二,作為遺傳物質的DNA也會平均分配
到兩個子細胞，那么在有絲分裂間期DNA
發生了什么行為,才能保證親代與子代細胞之間遺傳物質的穩定性呢?
沃森和克里克在構建了DNA的雙螺旋結構模型后,繼續大膽的推測了DNA的復制方式,我們今天就來學習:
第三章 第三節DNA的復制 分析資料并回答： 他們的DNA相同。
發生了DNA復制
聯系生活
實際，啟發 對生活現象的思考
2分鐘
DNA復制 方式分析
過渡：簡單來講DNA的復制就是由一個DNA形成兩個DNA的過程 一、基礎知識：
問題3：1個DNA分子有幾條單鏈？（展示PPT）復制后的DNA，應該有幾條單鏈？
展示PPT確定一個DNA復制后形成2個DNA分子，有4條單鏈。
教師說明：親代DNA的兩條單鏈稱為母鏈，或者叫模板鏈。新形成的兩條單鏈稱為子鏈。（磁鐵展示到黑板上） 展示教具介紹學具：現在如果用紅色代表母鏈， 用藍色表示新形成的子鏈。 每2位同學為1組，每組有2條紅色和2
思考并回答: 2條 4條
傾聽
鞏
固
DNA分子機構基礎知識 提升觀察和分析問題的能力
2分鐘
5
條綠色的色帶分別代表母鏈和子鏈。（磁鐵展示到黑板上）
問題4：這4條單鏈如何形成2個DNA分子？請在學案中相應的位置貼出自己的猜測。
教師：展示學生學案并顯示在黑板上。 二、實驗方法分析:
過渡：這都是大家的猜測，當然這也是100多年前,科學家對DNA復制方式的兩種最主要的猜測。 那么事實上是哪種呢？
我們必須通過實驗來證實。展示科學家Matthew Meselson & Franklin Stahl 問題5：事實上，DNA分子是沒有顏色的，我們用什么生物技術來區分親代鏈和子代鏈？
師說明：科學家采用同位素示蹤技術也叫同位素標記法。普通的DNA分子都含有N元素，假如把親代DNA中的N全部用15N標記，新形成的DNA中的N全部用14N標記。
問題6：如果有這兩種DNA那么如何將這些DNA分離開呢？這兩種DNA最大的區別是什么？ 擴展說明：
不是所有的同位素都有放射性，我們學
過的常見的放射性同位素有35S、32P、14C
等，但15N沒有。那怎么將他們分開？ 說明：這些位于細胞核中的DNA分子如何才能被分離呢？這時候生物技術的力
觀察并理解教具用途 完成學案 展示結果：
生1：我們組認為兩個子代DNA都是由原來的DNA拆開后重新組合成的。
生2：我們認為DNA復制就像復印文件一樣，一個是原版，一個是復印件。
回答： 同位素標記
傾聽并理解
思考并回答：有放射性的是母鏈，分子量大的是母鏈
思考并說出：分子量不同
8
講述：
復制時首先發生是DNA雙螺旋的打開，然后連接堿基對的氫鍵斷開，這個過程是在常溫常壓下高效進行的，根據我們
以前所學推測一下這個過程需要什么條
件？ 師說明：酶稱為解旋酶，DNA復制時，
利用細胞中的能量，在解旋酶的作用下解開雙螺旋。這一過程就稱為解旋。
問：解旋以后的過程又是怎樣的呢？大
家看課件：請一位同學描述一下。
師：4種脫氧核糖核苷酸，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一段
子鏈。 師：這些配對的脫氧核糖核苷酸還沒有
形成鏈，需要DNA聚合酶將他們聚合形成新的子鏈。
隨著模板鏈解旋過程的進行，新形成的子鏈也不斷的延伸。同時，每條新
鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構。
請大家根據剛剛學習的知識和課本中54
頁的圖來簡要的概述DNA分子復制的具體過程。
師總結板書：
候，氫鍵先斷裂然后復
制，形成新的DNA
思考：需要酶、能量
傾聽
生思考后回答：堿基互補配對形成DNA
傾聽
小組內討論
描述過程 DNA復制開始時想解旋，需要解旋酶和能量。然后按照堿基互補配對原則形成子鏈。最后高度螺旋化形成新的DNA分子。 推理能力
提升語言
表達和歸
納總結能
力
9
問：通過DNA復制過程的學習，請大家分析，DNA的復制需要什么條件?
師：出示PPT并提問： 模板是什么？原料是什么？主要需要什么酶？能量主要由什么細胞器提供？
小結：滿足了這些條件，并且嚴格的遵循堿基互補配對原則，DNA就能精確的復制了。
過渡：那么DNA復制還有什么特點呢？我們來分析一個資料。出示資料
A組：先加解旋酶和能量解旋需7小時，再加原料和模板進行復制得到子代DNA需要8小時
B組：直接加入酶、原料、模板和能量。得到子代DNA僅僅需要7.5小時. 問：該資料能說明什么？
師：根據學生的回答進行補充，說明邊解旋邊復制的特點。
思考并說出條件：酶、能量、原料、模板
生說出：模板有兩條。酶是解旋酶和DNA聚合酶、以4種游離的脫氧核糖核苷酸為原料、線粒體提供能量。 傾聽
分析資料，說出特點：邊解旋邊復制
生解釋:A組先解旋再復制需要的時間長。
B組都加入是邊解旋邊復制，更高效。
提升獲取二手資料、分析問題的能力
DNA復制時間、意義 問：結合學過的知識回憶，DNA什么時
期復制呢？
出示PPT減數分裂過程圖
師說明：在減數分裂的間期，親代DNA
思考并說出：間期
加強對知識整體性
3分鐘
10
通過復制將遺傳信息復制了一份，并將DNA中的遺傳信息通過減數分裂傳遞給了子代。從而保持了親代和子代之間遺傳信息的連續性。這就是DNA復制的重要意義。
問：那么，復制過程真的“萬無一失”嗎？ 出示資料：
① DNA復制的錯誤率:約10-9 ② 人的全部DNA共31.6億個堿基
對，復制時可能有6個堿基會發生錯誤
師說明：由此我們看出DNA復制是很精確的，但是也有很微小的錯誤，這些錯誤對生物來說可能影響很大，也可能沒有影響，在進化的過程中具有重要的作用，為什么呢？我們將在后續的章節學習。
傾聽
思考并說出：錯誤率很低
的把握能力；
加強對DNA復制在生物信息傳遞中的重要性的理解
課堂小結
通過這節課學，我們知道了DNA分子的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對保證了復制的精確性，新合成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子的一條鏈。DNA分子通
過復制，將遺傳信息傳遞給了子代。
利用本節課學習的知識：請思考為什么通過比對被拐嬰兒和丟失兒童的父母的DNA，就能確定這孩子是他們親生的？
傾聽
思考并說出
思考后回答：在減數分裂的間期，親代DNA通過復制將遺傳信息復制了一份，通過減數分裂將DNA中的遺傳信息傳遞給了子代。
聯系社會實際，回扣開篇
2分鐘
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
