高中生物人教版必修2教案-3_DNA的复制_教学设计_教案

教学准备

1. 教学目标

知识目标:

1.记住DNA复制的概念。

2.简述DNA复制的过程,并分析、归纳出DNA复制过程的特点。 3.知道DNA复制在遗传上的意义。 能力目标:

1.通过介绍Meselson、stehl的试验,引导学生分析、比较、推理、归纳,培养科学的思维。

2.通过引导学生观察拉链和DNA复制的比较,鼓励学生大胆想象、猜测,培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。

情感目标:通过分组探究活动,培养学生的协作意识和科学态度学情分析。

2. 教学重点/难点

1.DNA的复制方式的发现虽然是选学内容,但是对学生学会科学的探究方法,启迪学生科学的思考有很大的帮助,有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,所以把它作为探究的重点之一,但在知识层面上不作为重点。

2.DNA复制过程完成了遗传信息的传递功能;对DNA复制过程的研究,蕴含着科学研究的过程和方法教育;DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点。同时,由此延伸出对DNA复制过程各环节脱氧核苷酸链的变化情况的理解,学生在此过程需要运用抽象化的思维进行思考。因此,对DNA复制的过程的探讨既是本课时的教学重点,也是难点。

3. 教学用具 4. 标签 教学过程

【导入】利用问题及课件导入新课 1.DNA分子复制发生在什么时间? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些条件?

4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制的概念是什么? 根据学生回答情况进行点拨、讲述。 【练习】学生讨论交流并完成导学案 课内探究学案 一、学习目标

1.记住DNA复制的概念。

2.简述DNA复制的过程,并分析、归纳出DNA复制过程的特点。 3.知道DNA复制在遗传上的意义。 学习重难点:

1.DNA分子结构的主要特点。 2.DNA分子复制的条件、过程和特点。 二、学习过程

(一)对DNA分子复制的推测

沃森、克里克提出遗传物质自我复制的假说:复制方式为 。 (二)DNA半保留复制的实验证据(选学)

1.要分析DNA是全保留还是半保留的,就要区分亲代与子代的DNA。1958年,科

学家以 为实验材料,运用 ,设计了实验。 2.实验过程

同位素示踪技术:用含有 标记NH4Cl培养液培养大肠杆菌。 方法:如为半保留复制方式(新形成的DNA分子一条是母链,一条为新形成的子链) 培养基类型 结 果 在试管中位置 亲代

子一代 子二代

(三)DNA分子复制的过程 1.特点:

模板: 原料: 能量: 酶 : 【讲授】对DNA分子复制方式的推测

引导学生阅读课文P52,沃森和克里克提出的著名的DNA双螺旋结构模型后,又发表了遗传物质自我复制的假说。进而总结出“半保留复制”的概念。

在复制过程中,原来双螺旋的两条链并没有被破坏,它们分成单独的链,每一条旧链作为模板再合成一条新链,这样在新合成的两个双螺旋分子中,一条链是旧的而另外一条链是新的,因此这种复制方式被称为半保留复制。 我们知道,当假说通过实践检验并被证明是正确的后,才能上升为科学理论。随着科学技术的发展,放射性同位素示踪技术被应用到DNA分子复制的研究中。下面我们来探讨一下DNA分子半保留复制的实验证据。 【活动】学生利用“假说演绎法”推测DNA复制的方式

学生阅读课文P53,结合图3-12,利用物理、化学知识体会科学家实验设计的方法、原理、步骤、结果、结论及它的巧妙之处。并根据“假说演绎法”的推论过程,总结归纳出DNA复制的方式。 【活动】学生根据问题自主学习 ①什么叫解旋?解旋的目的是什么?

②什么叫“子链”?复制一次能形成几条子链? ③简述“子链”形成的过程。

DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同?为什么?

【讲授】教师简要介绍DNA复制的概念和过程

1.概念:指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。

2.时间:细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期 3.场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 4.条件:⑴模板:两条母链

⑵原料:四种脱氧核苷酸、能量(ATP) ⑶酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等 5.过程:

①解旋提供准确模板:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂,两条螺旋的双链解开,这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链(模板链)。

②合成互补子链:以上述解开的每一段母链为模板,以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。

③子、母链结合盘绕形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断地延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结

构,从而各自形成一个新的DNA分子,这样,1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。 6.特点:①DNA分子是边解旋边复制的;②是一种半保留式复制。(即在子代双链中,有一条是亲代原有的链,另一条(子链)则是新合成的。) 7.“准确”复制的原因:

①DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板; ②碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。 8.结果:一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子

9. 意义:DNA通过复制,使遗传信息从亲代传给了子代,从而保证了物种的相对稳定性,保持了遗传信息的连续性,使种族得以延续。 【练习】DNA分子连续复制演绎的计算规律 DNA复制中的计算问题

1.DNA复制次数与形成的DNA数的关系是2n个(n为复制次数);一个DNA分子中的两条链上的脱氧核苷酸数相等;双链DNA分子符合碱基互补配对原则,即

A=T,G=C。一个DNA分子无论复制几次,形成的新DNA分子中,只有两个DNA分子中含有原来的DNA链。即: 一个DNA分子复制n次,则:

① 复制至n代,DNA分子总数为 ;

② n代的DNA分子中,含原来DNA母链的DNA分子有 个,占子代所有DNA分子总数的 ;

③ n代DNA分子中,含原DNA的母链 条,占全部单链的 。 【讲授】教师推演计算规律 1.数量变化:

2.需游离脱氧核苷酸数量:

亲代DNA分子中某种脱氧核苷酸数量为M个,则: ①n次复制,需消耗游离的脱氧核苷酸数量为M(2n-1)个。

②第n次复制,需消耗游离的脱氧核苷酸数量为M(2n-2n-1)=M·2n-1个。 课堂小结

1.通过学习必须掌握DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。 2.目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面 (l)DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。

(2)把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据,与DNA有关。