資源簡介

第3節《DNA的復制》
教學設計
【教材分析】
本節課之前學生已經知道 DNA 是雙螺旋結構，并且已熟知 DNA 分子的結構特點，但是對于遺傳物質是如何復制的，不得而知， “DNA 的復制”主要包括對 DNA分子復制的推測、DNA半保留復制的證據和 DNA 的復制過程三個部分，本節課將 DNA 結構貫穿于 DNA 的復制過程，也可鞏固之前有絲分裂、減數分裂等方面的內容，是學習生物變異內容的基礎。
【學情分析】
1.知識儲備：
在必修一的學習中，學生已經知道染色體是由蛋白質和DNA 組成，DNA 是遺傳信息的載體以及 DNA 的基本組成單位是脫氧核苷酸， 結合必修二第三章前兩節，學生已經清楚的知道 DNA 的結構，此時學生已經具備了一定的接受 DNA復制內容的知識基礎。
2.能力基礎：
高一的學生已具備了初步的科學素養，但個體之間存在差異， 分析、推理、比較和歸納的能力有待進一步提高。本節課運用多媒體技術輔助重難點的突破，著力拓展學生科學思維的廣度和深度， 促進與其他知識的聯系。
3.心理特征：
高一學生剛接觸高中生物不久，還未形成主動思考和探究思維習慣，少數學生不善于與他人合作學習、教師應充分引導、適時鼓勵，組織學生進行充分的討論交流，提高合作學習的效果。
【核心素養學習目標】
1.運用假說演繹法探究DNA復制的方式，掌握科學研究的方法。（科學思維、科學探究）
2.通過模型構建，掌握DNA復制的過程和特點。（生命觀念、科學思維）
3.通過對癌癥原因的分析，引導學生關注生活。（社會責任）
【學習目標】
【基礎性目標】
概述 DNA 分子復制條件、過程和特點。
【拓展性目標】
我能通過推斷DNA的復制方式，能進行科學思維；整理假說一演繹法探究DNA復制的方式；通過觀看DNA復制視頻，歸納DNA復制的條件、過程。
【挑戰性目標】
我能總結DNA復制的生物學意義；總結科學研究的成功需要嚴謹的科學態度和方法的價值觀念。
【學習重難點】
【學習重點】DNA復制的條件、過程和特點。
【學習難點】對DNA復制方式的推理和驗證。
【課型】高一新授課
【課前準備】
導學案、模型、PPT
【教學方法】
自主學習、引導式探究、合作探究、模型構建、小組展示
【課時安排】1課時
【教學過程】
【創設情景，引入新課】
【2022年諾獎視頻】
斯萬特帕博在古人類學領域是非常有名的，可以說是最了解尼安德特人的智人。這個照片里面他手里拿著的就是尼安德特人的頭骨，他的研究發現除了非洲之外的現代人群中，包括你和我體內都有1~4%的尼安德特人的基因，如今這些基因對我們而言很多都變成了困擾，比如肥胖，二型糖尿病，抑郁癥，血栓，包括最新研究出的新冠易感體質。那么，這些不好的基因是怎么一代代的傳遞下來呢？遺傳！遺傳信息儲存在哪里？DNA中！在遺傳的過程中，親代怎么把DNA傳給子代呢？通過DNA的復制！我們這節課就來學習《DNA的復制》。
任務一、探究DNA復制的方式--假說演繹法-發現問題
DNA復制方式的早期推測
思考：一個DNA分子復制一次之后得到幾個DNA？幾條鏈 它們是如何結合形成兩個DNA分子呢
【活動探究1】
模型建構
利用紅色磁條 代表親代鏈，藍色磁條 代表子代鏈，擺出一個DNA復制之后的結果。
【學生演示】
用磁條擺出DNA復制之后的兩種結果
提出：半保留復制與全保留復制假說
思考1：這兩種假說從結果上來看有什么區別？
思考：這兩種假說的子二代是怎樣的呢？哪兩位同學愿意試一試？
學生展示：
要通過實驗“探究DNA復制是哪種方式？”關鍵思路是什么？
美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾的實驗設計：
實驗材料：
實驗思路：
【小組探究】
閱讀課本P53、P54，思考討論下列問題。
1.如何在實驗中直觀區分母鏈和子鏈？
同位素標記技術（教材P53）
2.如何讓親代母鏈和新合成的子鏈帶上不同的標記？
將大腸桿菌放入含有15NH4Cl的培養液中培養若干代，讓母鏈帶上15N。然后讓帶15N的大腸桿菌放入含有14NH4Cl的培養液中培養。
3.形成的不同密度的DNA分子應如何區分？
密度梯度離心
【活動探究2】
讓帶15N的大腸桿菌放在14N的環境中進行培養，則親代、子一代、子二代的DNA分別含有哪種N元素？ 如果對每代的DNA分別進行離心，結果會怎樣分布？
任務1：以小組為單位，寫出每一代DNA的被標記情況。
任務2：將離心結果，用筆在學案上試管的對應位置標注出來。
【小組展示】
半保留復制假說：G1
全保留復制假說：G3
播放證明DNA半保留復制方式的實驗。
得出結論：DNA復制方式為半保留復制。
【針對訓練】
1.將在14N培養基中連續多代培養的細菌轉移到15N培養基中,培養兩代后提取DNA 進行密度梯度離心,實驗結果應為（ ）
任務二、DNA復制的過程
【預習檢測】
閱讀p55，思考下列問題：
1.概念：
2.發生時間：
3.場所：
4.DNA復制的過程是怎樣的？
【活動探究3】
小組合作，利用DNA分子模型和脫氧核苷酸卡紙模型模擬DNA的半保留復制過程。請小組代表到黑板前演示，并總結DNA半保留復制的過程。
模型制作過程，思考下列問題：
1.DNA復制的條件？
2. DNA復制的方向？
3. DNA復制遵循的原則？
4. DNA復制的特點？
5. DNA復制的結果？
6. DNA復制的意義？
播放DNA復制過程。
【拓展應用】
雖然DNA復制通過堿基互補配對在很大程度上保證了復制的準確性，但是，DNA平均每復制109個堿基對，就會產生1個錯誤。請根據這一數據計算，約有31.6億個堿基對的人類基因組復制時可能產生多少個錯誤？這些錯誤可能產生什么影響？
【提示】可能有6個堿基發生錯誤。產生的影響可能很大，也可能沒有影響。
癌癥可能源于DNA復制隨機出錯或環境因素導致的基因突變。
【拓展應用】
請嘗試說出DNA復制的應用
1.破案現場：提取樣本少，復制增多樣本，有利于DNA檢測。
2.核酸檢測：
【針對訓練】
下列有關細胞內的DNA及其復制過程的敘述，正確的是( )
A.子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3′－端
B.子鏈的合成過程不需要引物參與
C.DNA每條鏈的5′－端是羥基末端
D.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈
【課堂小結】
大家收獲了什么？
【課后作業】
構建知識網絡
完成課后達標檢測
【板書設計】
第三章第3節DNA的復制
早期推測：半保留復制、全保留復制
實驗證據：同位素示蹤技術、密度梯度離心
復制過程：時期、場所、過程。

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