資源簡(jiǎn)介

教學(xué)設(shè)計(jì)
第1課時(shí) DNA的復(fù)制
課時(shí)教材分析 本節(jié)課是北師大版本高中生物學(xué)必修2《遺傳與進(jìn)化》中的第2章第1節(jié)。在本章節(jié)中是以胰島素的合成為單元情境，而第1節(jié)主要圍繞胰島素基因如何進(jìn)行復(fù)制。DNA的分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)基本理論，本節(jié)課在聯(lián)系DNA的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明了DNA通過(guò)復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。本節(jié)內(nèi)容是學(xué)習(xí)好遺傳基本規(guī)律的基礎(chǔ)，學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對(duì)基因突變、基因重組等內(nèi)容的理解和掌握。
課時(shí)學(xué)情分析 本課時(shí)的授課對(duì)象為高一學(xué)生，已經(jīng)具備了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂的基本知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生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。DNA的復(fù)制是一個(gè)復(fù)雜而微觀(guān)的過(guò)程，具有較高的抽象性，學(xué)生們會(huì)感到困難，那么在教學(xué)中除了引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外，還通過(guò)多媒體教學(xué)的運(yùn)用，設(shè)置一定的問(wèn)題情境來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步培養(yǎng)他們分析、歸納、概括能力。
課時(shí)學(xué)習(xí)重點(diǎn) DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)
課時(shí)學(xué)習(xí)難點(diǎn) DNA分子復(fù)制的過(guò)程。
開(kāi)放性學(xué)習(xí)環(huán)境 具有多媒體條件的教室
課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)（單元學(xué)習(xí)目標(biāo)的具體化）
1．簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的過(guò)程并說(shuō)明DNA分子的半保留復(fù)制；
2．知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義。
課時(shí)教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師行為 學(xué)生活動(dòng) 學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
一、導(dǎo)入新課 向?qū)W生展示糖尿病相關(guān)視頻素材“每年的11月14日是世界糖尿病日，目前全球糖尿病患者已超過(guò)1.2億人，我國(guó)患者人群居世界第二，目前中國(guó)的糖尿病發(fā)病率高達(dá)9.6%，未來(lái)50年內(nèi)糖尿病仍將是中國(guó)一個(gè)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題。”并思考以下問(wèn)題： 治療糖尿病的有效藥物是什么？ 該種藥物的實(shí)質(zhì)是脂質(zhì)，糖類(lèi)，無(wú)機(jī)物還是蛋白質(zhì)？ 此種藥物的制備是否有相應(yīng)的基因來(lái)進(jìn)行控制？又是怎樣指導(dǎo)藥物的合成？ 學(xué)生回答問(wèn)題后教師進(jìn)行總結(jié)，胰島素能夠有效治療糖尿病，而胰島素的合成需要胰島素基因發(fā)揮作用，那么基因又是怎樣來(lái)合成胰島素的呢 這就涉及到DNA的復(fù)制過(guò)程。 那么，何謂DNA的復(fù)制？ 所謂DNA的復(fù)制就是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程，1DNA→2DNA。 那么，新產(chǎn)生的DNA分子是一個(gè)全新的DNA分子嗎？ 學(xué)生首先小組內(nèi)進(jìn)行討論，針對(duì)視頻所提出的問(wèn)題進(jìn)行思考，然后請(qǐng)小組代表發(fā)表自己組內(nèi)的意見(jiàn)以及看法。 引起思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
新知探究 DNA復(fù)制為半保留復(fù)制 DNA的復(fù)制過(guò)程 （三）構(gòu)建胰島素基因復(fù)制過(guò)程模型 課前給學(xué)生布置相應(yīng)的任務(wù)，借助一切網(wǎng)絡(luò)以及文獻(xiàn)工具查閱DNA復(fù)制方式的多種推測(cè)。 將每種復(fù)制方式展示在黑板上，接著請(qǐng)同學(xué)們組內(nèi)討論并合作繪制不同復(fù)制方式連續(xù)復(fù)制2代的結(jié)果圖，并請(qǐng)代表上黑板前繪制小組結(jié)果。 接著帶領(lǐng)同學(xué)們回歸到教材“尋找證據(jù).閱讀”欄目，自行閱讀梅瑟生的 實(shí)驗(yàn)，并與其實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)： 實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌 實(shí)驗(yàn)方法：同位素示蹤法和離心技術(shù) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：①用15N標(biāo)記的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，獲得15N/l5N-DNA； ②將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)； ③在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA； ④將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。 實(shí)驗(yàn)預(yù)期：離心后出現(xiàn)3條DNA帶： ①重帶（密度最大，最靠近試管底部）：15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA（15N/15N）； ②雜交帶（密度居中，位置也居中，稱(chēng)為中帶）：一條鏈為15N，另一條鏈為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA（15N/14N）； ③輕帶（密度最小，離試管底部最遠(yuǎn)），兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA（14N/14N） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果（與預(yù)期結(jié)果相同）： 親代 子一代 子二代 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制。 規(guī)律總結(jié) （1）運(yùn)用DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn)，分析被標(biāo)記DNA分子的比例時(shí)，應(yīng)注意求的是DNA分子數(shù)，還是脫氧核糖核苷酸鏈數(shù)；還應(yīng)注意培養(yǎng)基中化學(xué)元素的轉(zhuǎn)換。 （2）運(yùn)用DNA分子半保留復(fù)制特點(diǎn)，解決消耗某種脫氧核糖核苷酸數(shù)量問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意親代DNA分子的兩條母鏈被保留下來(lái)，不需消耗原料。 教師通過(guò)教學(xué)工具向?qū)W生展示DNA復(fù)制過(guò)程的動(dòng)畫(huà)視頻，并結(jié)合教材19頁(yè)的“尋找證據(jù).閱讀”欄目，學(xué)生總結(jié)DNA復(fù)制過(guò)程所需用到的物質(zhì)以及條 件。 并試著回答以下問(wèn)題： 1．DNA復(fù)制在什么時(shí)間進(jìn)行的？（DNA復(fù)制時(shí)間是在細(xì)胞有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂的間期。） 2．DNA復(fù)制的場(chǎng)所在哪里？（DNA復(fù)制的場(chǎng)所主要是在細(xì)胞核，還有少部分發(fā)生在線(xiàn)粒體、葉綠體中。） 3．DNA的復(fù)制過(guò)程（首先讓學(xué)生明確DNA 并不是由原來(lái)DNA分子產(chǎn)生一個(gè)全新的DNA分子，而是DNA分子的兩條鏈分開(kāi)，每一條鏈（母鏈）作為一個(gè)模板再配上一條子鏈，這樣形成的2個(gè)DNA分子每個(gè)都有一條母鏈和一條子鏈。DNA復(fù)制過(guò)程大體分為三個(gè)階段：（1）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在DNA解旋酶作用下解旋成2個(gè)單鏈片段；（2）以解開(kāi)的每一條單鏈片段（母鏈）為模板，遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，與提供原料中的4種脫氧核苷酸各自互補(bǔ)配對(duì)，并在DNA聚合酶作用下連接成一段子鏈；（3）子鏈不斷延伸并與對(duì)應(yīng)母鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成各含一條母鏈和一條子鏈的2個(gè)DNA分子。） 4．DNA復(fù)制過(guò)程的特點(diǎn)有哪些？（其特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制。） 7．DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因和意義。（①原因：A．DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板；B．通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，保證了復(fù)制能夠精確地進(jìn)行。②意義：使遺傳信息從親代傳給子代，從而確保了遺傳信息傳遞的連續(xù)性。） 8．試著闡述胰島素基因是如何進(jìn)行復(fù)制過(guò)程的。 提前為學(xué)生準(zhǔn)備好不同顏色的卡片代表不同的脫氧核糖核苷酸，告知學(xué)生胰島素基因的其中一段DNA序列，以一段DNA代表整個(gè)基因，讓學(xué)生自己構(gòu)建整個(gè)復(fù)制過(guò)程的模型，完成好的學(xué)生可以上臺(tái)展示。 各小組展示自己的課前查閱資料成果，各抒己見(jiàn)，并舉手投票表決各種觀(guān)點(diǎn)的認(rèn)同人數(shù)。 組內(nèi)討論并協(xié)助完成不同復(fù)制方式連續(xù)復(fù)制2代的結(jié)果圖，小組活動(dòng)，進(jìn)行演繹推理，展示預(yù)測(cè)結(jié)果。 分析資料，推測(cè)比較。 學(xué)生小結(jié)。 學(xué)生觀(guān)察動(dòng)畫(huà)并閱讀課本，帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)DNA分子的復(fù)制。 從結(jié)構(gòu)分析，思考問(wèn)題并進(jìn)行回答。 模擬操作DNA復(fù)制的過(guò)程，并進(jìn)行展示交流。 引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，運(yùn)用已有知識(shí)構(gòu)建新知識(shí)。 體會(huì)假說(shuō)演繹法中的演繹推理，培養(yǎng)科學(xué)思維。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段旨在讓學(xué)生指導(dǎo)科學(xué)結(jié)論的得出是要靠實(shí)驗(yàn)證據(jù)的，了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)是在曲折中不斷前進(jìn)的。 理解結(jié)構(gòu)與功能觀(guān)、生命系統(tǒng)的高效性 從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度，深入理解DNA復(fù)制的意義。 學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手構(gòu)建模型，提高學(xué)習(xí)興趣和參與度，深刻理解DNA的復(fù)制過(guò)程。
課時(shí)教學(xué)板書(shū)設(shè)計(jì)
第2節(jié) 一、DNA復(fù)制方式 二、復(fù)制的過(guò)程 1.過(guò)程:解旋、合成子鏈、復(fù)旋 2.特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制 3.原則：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 4.條件：模板：解開(kāi)的兩條母鏈 原料：四種脫氧核苷酸 能量：ATP提供 酶：解旋酶、DNA聚合酶
課時(shí)作業(yè)設(shè)計(jì)
1．在DNA復(fù)制過(guò)程中，不可能發(fā)生的是（ B ） A．基因突變 B．基因重組 C．DNA解旋 D．堿基互補(bǔ)配對(duì) 2．女性子宮肌瘤細(xì)胞中最長(zhǎng)的DNA分子可達(dá)36mm，DNA復(fù)制速度約為4μm/min，但復(fù)制過(guò)程僅需40min左右即可完成。這是因?yàn)镈NA分子（ D ） A．邊解旋邊復(fù)制 B．每個(gè)復(fù)制點(diǎn)雙向復(fù)制，使子鏈迅速延伸 C．以半保留方式復(fù)制 D．復(fù)制起點(diǎn)多，分段同時(shí)復(fù)制 3．PCR過(guò)程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過(guò)程相比，主要有兩點(diǎn)不同，它們是( B ) ①PCR過(guò)程需要的引物是人工合成的DNA單鏈 ②PCR過(guò)程不需要DNA聚合酶 ③PCR過(guò)程中DNA的解旋不依靠解旋酶，而是通過(guò)對(duì)反應(yīng)溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ④PCR過(guò)程中DNA不需要解旋，直接以雙鏈DNA為模板進(jìn)行復(fù)制 A．①④ B．①③ C．②③ D．②④

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