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dna复制教学设计(精选多篇)

发布时间:2021-05-28 08:01:25 来源:教学设计 收藏本文 下载本文 手机版

推荐第1篇:《DNA的复制》教学设计

《DNA的复制》教学设计

一、总体设计指导思想

本节课突出对学生科学素质的培养,精心设计课堂教学,将科学研究的过程(发现问题——提出假设——推导结论——实验验证——得出结论)作为本节课的教学主线,以求向学生介绍科学研究的一般过程和方法,并让学生亲身参与探究过程,从而培养学生科学工作的能力和方法。

二、教材分析

1、教材中的地位

本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时,在联系DNA结构的基础上,进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是后面变异部分的基础,学好这一课时,有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。

2、重点难点

DNA的复制方式的发现虽然是选学内容,但是对学生的学会科学的探究,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。

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。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。

三、学情分析

学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识,在此基础上,本课时将要从分子水平来探讨生命的本质,属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成,认知结构迅速发展,认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法,特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高,认知活动的自觉性,认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。

由于本课时内容具有较高的抽象性,学生们会感到困难,因此在教学中,我除了引导学生自主、探索、合作学习以外,还通过启发式教学,设置大量的问题情境,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。

四、教学目标设计 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。

五、教法、学法设计

(一)教法设计

结合教材的特点和学生实际,本课时主要采用启发式教学法,比如:在学习DNA复制的方式式,启发学生去思考复制的方式可能有哪些?如果是这种方式,复制的结果是什么?如果是那种方式,复制的结果是什么?通过什么方式去证明你的假设?再比如:在学习DNA复制的条件时,可以启发学生去思考科学家是怎么知道需要这些条件的?除了课本上介绍的条件外,还可能需要什么条件?科学家是怎么知道的?从而引导学生去探索和发现,使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法,即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论,培养学生的合作、探索的精神,发展学生的思维能力,为学生铺设符合知识规律的思维轨道,强化素质教育。对于DNA复制的过程,学生是没有办法去探究的,但这一部分又比较抽象,我采用化抽象为具体的办法,采用拉链作为模型,让学生对比

拉链的拉上、拉开和课本上介绍的DNA复制过程的异同点,从而加深学生对知识得理解和掌握。

(二)学法设计

本课时通过设疑导学,指导学生自主探索DNA复制的方式和复制的条件,发现知识,培养学生发现问题、解决问题、相互协作、自主学习的能力;通过点拨导议,启发学生思考、分析科学家的试验,概括、总结出正确结论,从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法;通过展示小组提出的假设,培养学生的参与意识和创新意识,让学生学会在学习中进行交流的基本方法。充分体现学生的“主体”地位。

六、媒体选择

1、多媒体课件

用PowerPoint制作的演示文稿(内有DNA复制过程的动画)

2、实物展台

展示学生推导的DNA半保留和全保留复制的结果及相应得实验结果示意图

3、拉链四个

七、教学程序设计 (1)流程图

(2)教学过程: 程 序 教 学 活 动 设 计 意 图

教 师 活 动 学 生 活 动

复习旧知 引入新课

(3分钟) 展示课件并提问:

1、DNA化学组成的基本单位是什么?

2、DNA分子的空间结构是什么样的? 总结学生的回答之后,引出DNA复制的课题。

思考回答:

1、DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。

2、两条链盘旋成的双螺旋结构。学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础,由此引出新课题。 引导回忆 发现问题

(3-5分钟) 有关DNA复制,我们已经学习过哪些知识?你们觉得还有哪些疑问? (以此设问引导学生回忆已有知识,发现新的问题。)

思考回答

1、DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期

2、由于DNA主要存在与细胞核内,因此DNA复制的场所主要是细胞核。

发现问题

关于DNA怎样复制?需要哪些条件?复制的结果怎样?有什么特点?等等是还没有解决的问题。 发现问题是科学

研究的第一步。问题使学生产生了强烈的求知解疑心理,教师此时抓住这一有利时机,提出紧扣主题的具有挑战性、探索性的问题,使学生主动去探索。 D N A 复制方式探讨 (约10分钟) 分组讨论模拟探索

沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道:“在提出碱基特异性配对的看法后,我们立即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。”

你能从DNA分子的双螺旋结构,设想出DNA复制的方式可能有哪几种吗? 假如用15N标记母链,用14N标记子链,请同学们根据假设分组讨论复制一代和两代的结果是什么?用图形表示结果。

教师投影展示部分小组的讨论情况。

学生分组分析讨论,提出DNA复制的两种假设:全保留复制和半保留复制。 学生根据假设讨论演绎并画图表示两种复制的结果

小组间相互补充作出评价 培养学生的参与意识和培养学生的合作、探索的精神。并进一步复习假说-演绎法。 1958年Meselson和Stehl用含有15N的培养基培养大肠杆菌,经过多次细胞分裂,细菌细胞的DNA充分地被15N标记上。然后把这些细胞移入正常的含同位素14N的培养基中,然后,在不同时刻(复制不同代数后)收集细菌样本,从中提取DNA,再将提出的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。

密度大的DNA在试管的上方还是下方,密度小的呢?中等的呢? 请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的DNA条带所在的位置。并画出示意图。请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的DNA条带所在的位置。并画出示意图。

巡视学生的活动,记录学生出现的问题。 教师投影展示部分小组的讨论情况。 教师展示科学家的实际实验结果。 并总结出科学发现的一般过程。

在老师的启发引导下,学生们根据刚才演绎得结果,推导出这样的可能实验现象:如果是全保留复制,则离心后DNA条带应该只有两条;如果是半保留复制,则离心后DNA条带应该有三条,并画出条带的位置。 本模拟探索试验的设计和运用,旨在激发学生探索和协作的兴趣,培养学生的动手能力和思维能力。

D N A 复制的条件和过程探讨

(约20分钟) 请同学们思考DNA复制至少需要什么条件?

科学家是怎么知道这些条件的呢?

学生讨论后回答: 模板:两条链分别作为模板 原料:四种脱氧核苷酸 能量:由ATP提供 酶:解旋酶、聚合酶等

科学家通过推导和实验知道的。 学生可能说不全,老师引导学生补充完整。

介绍试验

请同学们想一想,下面这个事实说明了什么?

1958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中,并没有发生DNA 的合成,当加入少量的RNA作引子和ATP作为能源物质,经保温孵育后,测定其中DNA的含量。发现其中的DNA的含量增加了。 让学生根据实验结果得出结论:复制除需要四个基本条件外,还需要其他条件,如RNA引物等。 旨在提醒学生不能把书读死。而应该始终保持怀疑和探究的心态。

模拟

探讨 请同学们自学课本上有关DNA复制过程的内容,总结DNA复制大体上分为几个步骤。 教师通过拉链来模拟DNA复制过程。提出问题:

拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么?

复制代数和DNA数目之间,及与含母链的DNA数目之间有什么关系?

DNA复制过程是否就是完全像拉链的开合? 学生自学并总结,如不完整可由其他同学补充。 解链——合成子链——螺旋

学生分组讨论拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么,由学生代表发言。 培养学生联想理解的意识,在学习过程中化抽象为具体,提高学习效率。

培养学生分析比较的意识,进一步加深对DNA复制的理解。

观看动画 组织学生观看DNA复制的动画课件。 学生随着动画的演示,一起念出过程:解链——合成子链——螺旋

反复播放DNA复制的动画,使学生完成由感性到理性的知识过渡。

DNA复制的意义 DNA复制有什么意义? 传递遗传信息

课堂小结 利用多媒体课件引导学生概括总结 学生总结本节课知识要点 巩固基础知识 课堂测评

基础知识测评 学生练习检验知识目标达标情况

八、课堂测评

1、一个噬菌体侵染细菌后,形成了200个子代噬菌体,子代DNA中含最初DNA链的DNA占

A.1% B.2% C.25% D.50%

2、下列关于DNA复制的说法,其中不正确的是( ):

A.DNA复制过程中需要酶的催化 B.DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供

C.DNA分子是边解旋边复制的 D.DNA复制过程中两条母链均可作模板

3、含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,32P比31P质量大。现将某

哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第

1、2次细胞分裂后,分别得到Gl、G2代细胞。再从G0、Gl、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答下列问题:

⑴ G0、Gl、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:G0________,Gl________,G2_________。 ⑵ G2代在①、②、③3条带中DNA数的比例是______________。

⑶ 图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是:条带①________,条带②__________。 ⑷ 上述实验结果证明了DNA的复制方式是____________________________________。

九、课后作业

1、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的( ): A.分裂前期

B.分裂中期 C.分裂后期 D.分裂间期

2、假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为,a若将其长期培养在含15N的培养基中便得到含15N的DNA,相对分子质量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养在14N的培养基中,子二代DNA的相对分子质量平均为(

A.(a+b)/2 B.(3a+b)/2 C.(a+3b)/2 D.(a+b)/2

3、某双链DNA分子带有15N同位素标记,在试管中以该DNA为模板进行复制实验,连续复制4代之后,试管中带有14N同位素标记的DNA占总量的

A.12.5% B.25% C.50% D.100%

4、利用多媒体课件,引导学生概括、总结本节课的知识要点,巩固基础知识,培养学生概括、总结的基本学习方法。 DNA复制 时 间 场 所 条 件 原 则 结 果

特 点

5、研究性学习

请同学们在课后两周的时间内,以小组为单位撰写小论文,题目:《“DNA复制”的研究史》。两周后进行交流,并评选优秀小论文。

(设计此作业的目的是培养学生查阅资料,收集信息,小组协作进行研究性学习的能力。)

十、板书设计

第三节 DNA的复制

一、复制的方式:半保留复制

二、复制的条件:模板、酶、原料、能量等

三、复制的过程

解旋——合成子链——螺旋

四、复制的意义:传递遗传信息

推荐第2篇:《DNA的复制》教学设计

一、总体设计指导思想

本节课突出对学生科学素质的培养,精心设计课堂教学,将科学研究的过程(发现问题——提出假设——推导结论——实验验证——得出结论)作为本节课的教学主线,以求向学生介绍科学研究的一般过程和方法,并让学生亲身参与探究过程,从而培养学生科学工作的能力和方法。

二、教材分析

1、教材中的地位

本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。dna分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时,在联系dna结构的基础上,进一步阐明dna通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“dna的复制”又是后面变异部分的基础,学好这一课时,有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。

2、重点难点

dna的复制方式的发现虽然是选学内容,但是对学生的学会科学的探究,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。

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。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。

三、学情分析

学生已经具有了dna双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识,在此基础上,本课时将要从分子水平来探讨生命的本质,属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成,认知结构迅速发展,认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法,特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高,认知活动的自觉性,认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。

由于本课时内容具有较高的抽象性,学生们会感到困难,因此在教学中,我除了引导学生自主、探索、合作学习以外,还通过启发式教学,设置大量的问题情境,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。

四、教学目标设计 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。

五、教法、学法设计

(一)教法设计

结合教材的特点和学生实际,本课时主要采用启发式教学法,比如:在学习dna复制的方式式,启发学生去思考复制的方式可能有哪些?如果是这种方式,复制的结果是什么?如果是那种方式,复制的结果是什么?通过什么方式去证明你的假设?再比如:在学习dna复制的条件时,可以启发学生去思考科学家是怎么知道需要这些条件的?除了课本上介绍的条件外,还可能需要什么条件?科学家是怎么知道的?从而引导学生去探索和发现,使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法,即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论,培养学生的合作、探索的精神,发展学生的思维能力,为学生铺设符合知识规律的思维轨道,强化素质教育。对于dna复制的过程,学生是没有办法去探究的,但这一部分又比较抽象,我采用化抽象为具体的办法,采用拉链作为模型,让学生对比拉链的拉上、拉开和课本上介绍的dna复制过程的异同点,从而加深学生对知识得理解和掌握。

(二)学法设计

本课时通过设疑导学,指导学生自主探索dna复制的方式和复制的条件,发现知识,培养学生发现问题、解决问题、相互协作、自主学习的能力;通过点拨导议,启发学生思考、分析科学家的试验,概括、总结出正确结论,从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法;通过展示小组提出的假设,培养学生的参与意识和创新意识,让学生学会在学习中进行交流的基本方法。充分体现学生的“主体”地位。

六、媒体选择

1、多媒体课件

2、实物展台

展示学生推导的dna半保留和全保留复制的结果及相应得实验结果示意图

3、拉链四个

七、教学程序设计 (1)流程图

(2)教学过程:

程 序教 学 活 动设 计 意 图

教 师 活 动学 生 活 动

复习旧知 引入新课

(3分钟)展示课件并提问:

1、dna化学组成的基本单位是什么?

2、dna分子的空间结构是什么样的?

总结学生的回答之后,引出dna复制的课题。 思考回答:

1、dna化学组成的基本单位是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。

2、两条链盘旋成的双螺旋结构。学生已有的dna双螺旋结构的知识是学习dna复制的基础,由此引出新课题。 引导回忆 发现问题

(3-5分钟)有关dna复制,我们已经学习过哪些知识?你们觉得还有哪些疑问? (以此设问引导学生回忆已有知识,发现新的问题。) 思考回答

1、dna复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期

2、由于dna主要存在与细胞核内,因此dna复制的场所主要是细胞核。发现问题

关于dna怎样复制?需要哪些条件?复制的结果怎样?有什么特点?等等是还没有解决的问题。发现问题是科学研究的第一步。问题使学生产生了强烈的求知解疑心理,教师此时抓住这一有利时机,提出紧扣主题的具有挑战性、探索性的问题,使学生主动去探索。 d n a 复制方式探讨 (约10分钟) 分组讨论模拟探索

沃森和克里克在发表dna分子双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道:“在提出碱基特异性配对的看法后,我们立即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。”

你能从dna分子的双螺旋结构,设想出dna复制的方式可能有哪几种吗?

假如用15n标记母链,用14n标记子链,请同学们根据假设分组讨论复制一代和两代的结果是什么?用图形表示结果。

教师投影展示部分小组的讨论情况。

学生分组分析讨论,提出dna复制的两种假设:全保留复制和半保留复制。 学生根据假设讨论演绎并画图表示两种复制的结果

小组间相互补充作出评价培养学生的参与意识和培养学生的合作、探索的精神。并进一步复习假说-演绎法。

1958年meselson和stehl用含有15n的培养基培养大肠杆菌,经过多次细胞分裂,细菌细胞的dna充分地被15n标记上。然后把这些细胞移入正常的含同位素14n的培养基中,然后,在不同时刻(复制不同代数后)收集细菌样本,从中提取dna,再将提出的dna进行离心,记录离心后试管中dna的位置。

密度大的dna在试管的上方还是下方,密度小的呢?中等的呢? 请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的dna条带所在的位置。并画出示意图。请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的dna条带所在的位置。并画出示意图。 巡视学生的活动,记录学生出现的问题。 教师投影展示部分小组的讨论情况。 教师展示科学家的实际实验结果。 并总结出科学发现的一般过程。

在老师的启发引导下,学生们根据刚才演绎得结果,推导出这样的可能实验现象:如果是全保留复制,则离心后dna条带应该只有两条;如果是半保留复制,则离心后dna条带应该有三条,并画出条带的位置。本模拟探索试验的设计和运用,旨在激发学生探索和协作的兴趣,培养学生的动手能力和思维能力。

d n a 复制的条件和过程探讨

(约20分钟)请同学们思考dna复制至少需要什么条件?

科学家是怎么知道这些条件的呢? 学生讨论后回答: 模板:两条链分别作为模板 原料:四种脱氧核苷酸 能量:由atp提供 酶:解旋酶、聚合酶等

科学家通过推导和实验知道的。学生可能说不全,老师引导学生补充完整。

介绍试验

请同学们想一想,下面这个事实说明了什么?

让学生根据实验结果得出结论:复制除需要四个基本条件外,还需要其他条件,如rna引物等。

旨在提醒学生不能把书读死。而应该始终保持怀疑和探究的心态。 模拟

探讨请同学们自学课本上有关dna复制过程的内容,总结dna复制大体上分为几个步骤。 教师通过拉链来模拟dna复制过程。提出问题: 拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么?

复制代数和dna数目之间,及与含母链的dna数目之间有什么关系?

dna复制过程是否就是完全像拉链的开合?学生自学并总结,如不完整可由其他同学补充。 解链——合成子链——螺旋

学生分组讨论拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么,由学生代表发言。培养学生联想理解的意识,在学习过程中化抽象为具体,提高学习效率。 培养学生分析比较的意识,进一步加深对dna复制的理解。

观看动画组织学生观看dna复制的动画课件。学生随着动画的演示,一起念出过程:解链——合成子链——螺旋

反复播放dna复制的动画,使学生完成由感性到理性的知识过渡。 dna复制的意义dna复制有什么意义?传递遗传信息

课堂小结利用多媒体课件引导学生概括总结学生总结本节课知识要点巩固基础知识 课堂测评

基础知识测评学生练习检验知识目标达标情况

八、课堂测评

1、一个噬菌体侵染细菌后,形成了200个子代噬菌体,子代dna中含最初dna链的dna占

2、下列关于dna复制的说法,其中不正确的是( ):

a.dna复制过程中需要酶的催化 b.dna复制过程中需要的能量直接由糖类提供

3、含有32p或31p的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与dna分子的组成,32p比31p质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31p磷酸的培养基中,连续培养数代后得到g0代细胞。然后将g0代细胞移至含有32p磷酸的培养基中培养,经过第

1、2次细胞分裂后,分别得到gl、g2代细胞。再从g0、gl、g2代细胞中提取出dna,经密度梯度离心后得到结果如下图。由于dna分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种dna分子的位置,请回答下列问题: ⑴ g0、gl、g2三代dna离心后的试管分别是图中的:g0________,gl________,g2_________。 ⑵ g2代在①、②、③3条带中dna数的比例是______________。 ⑶ 图中①、②两条带中dna分子所含的同位素磷分别是:条带①________,条带②__________。 ⑷ 上述实验结果证明了dna的复制方式是____________________________________。

九、课后作业

1、dna分子的复制发生在细胞有丝分裂的( ): a.分裂前期 b.分裂中期 c.分裂后期

d.分裂间期

2、假设某大肠杆菌含14n的dna的相对分子质量为,a若将其长期培养在含15n的培养基中便得到含15n的dna,相对分子质量为b。现将含15n的dna大肠杆菌再培养在14n的培养基中,子二代dna的相对分子质量平均为(

3、某双链dna分子带有15n同位素标记,在试管中以该dna为模板进行复制实验,连续复制4代之后,试管中带有14n同位素标记的dna占总量的

4、利用多媒体课件,引导学生概括、总结本节课的知识要点,巩固基础知识,培养学生概括、总结的基本学习方法。dna复制 时 间 场 所 条 件 原 则 结 果 特 点

5、研究性学习

请同学们在课后两周的时间内,以小组为单位撰写小论文,题目:《“dna复制”的研究史》。两周后进行交流,并评选优秀小论文。

(设计此作业的目的是培养学生查阅资料,收集信息,小组协作进行研究性学习的能力。

推荐第3篇:DNA的复制教学设计

DNA的复制教学设计

知识与技能:概述DNA分子的复制以及其生物学意义。 过程与方法:通过讨论交流培养学生的口头表达能力和逻辑思维能力,自主探究、合作学习的能力。 情感、态度与价值观:探讨DNA复制的生物学意义,通过揭示DNA结果和功能的统一,对学生进行唯物主义世界观教育。

重点:DNA分子复制的条件、过程和特点。 难点:DNA分子复制的过程。

教学策略:讲述法为主,学生自学、讨论相结合。 课时:1课时。

教学过程:

新课导入:上节课我们已经知道了DNA的结构,作为遗传物质,DNA具有严谨的双链螺旋结构,而生物的结构和功能总是相互适应的,DNA作为遗传物质应该首先具备什么功能呢? (板书:DNA的复制) 新课研学

一、DNA分子的复制基本概念

学生先阅读教材P63。教师提出问题: 1.何谓DNA的复制?(即:复制的概念)

学生回答后总结(略)

补充强调:这里说的复制不是指其他物品的复制,是指DNA分子的复制,就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。则1DNA→2DNA。那么,怎样由1DNA→2DNA呢?这就是:

2.DNA的复制发生的时间? 学生回答后总结(略)

发生在有丝分裂和减数分裂的间期。 3.DNA的复制发生的场所? 细胞核(主要),线粒体,叶绿体。

二、DNA分子的复制的方式

1.设疑:引导学生猜想DNA的复制方式可能有哪些种类?可让学

生分组讨论。

(引导方向:半保留复制、全保留复制……等等)

总结后讲述:经科学家们的千辛万苦,已经证明了,DNA的复制方式是半保留复制,那么如果让大家来想办法证明这样一个事实,大家能想到哪些办法呢? (学生可能会在思考的过程中出现困难) 随即引导到课本P63实验,我们来看看当时科学家们是如何证明DNA分子的半保留复制方式的?

详细讲述该试验(讲述过程略)

讲述完之后引导学生理解这个实验的原理,尝试让学生回答后面的分析题! 2.讲述DNA分子复制过程。

先引导学生自学教材P64相关内容之后再进行答疑讲解。

讲述内容:DNA分子复制过程:a.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,于是部 分双螺旋解旋为两条平行双链,此过程叫解旋。解开的两条单链叫母链(模板链)。

b.合成互补子链:以上述解开的两条多脱氧核苷酸链为模板,在酶的作用下,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成两条与母链互补的子链。

c.子母链结合形成新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互相盘绕成螺旋结构,解旋完即复制完,形成新的DNA分于,这样一个DNA分子就形成两个完全相同的DNA分子。即边解螺旋边复制。

特别补充强调:DNA分子复制包括:①解旋:在DNA解旋酶的作用下,能量ATP的参与,把双链螺旋的DNA打开氢键,解开成为两条单链,且以单链为模板。

②合成:在DNA合成酶的作用下,以母链为模板, ATP为能量,脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则合成为一条新的子链。

③复旋:在DNA复旋酶的作用下,以ATP为能量,一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子。即:

1DNA→2DNA单链(母)→2母+2子→(母十子)+(母十子)→2DNA 由上述过程可以知道,在以母链为模板合成新的子链的过程中,新合成的子链上脱氧核苷酸的排列顺序与另一条每链上脱氧核苷酸的排列顺序完全相同,故母链与子链螺旋化形成的新DNA分子中碱基对的排列顺序也完全相同;新形成的每个DNA分子中的双链有一条是未自上代DNA的母链,所以叫半保留复制。科学家已经用35P或14N同位素示踪得以证实。

3.待学生充分理解DNA分子的复制过程之后,引导学生总结DNA分子复制的特点、条件、结果和DNA分子复制的生物学意义。学生回答后总结:

特点 (1)DNA分子式边解旋便复制的;(2)是一种半保留复制方式。(即在子代双链中,有一条是亲代原有的链,另一条则是新合成的。) 条件 (1)模版:两条母链;(2)原料:四种脱氧核糖核苷酸、能量(ATP);(3)酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶。

结果 一个DNA分子通过复制形成完全相同的两个DNA分子。

意义 DNA通过复制,是遗传物质中储存的信息从亲代传给子代,从而保证了物种的相对稳定性,保持了遗传信息的连续性,是种族得以延续。

课堂小结

概念:

时间:有丝分裂和减数分裂的间期 条件:(1)模版:两条母链;(2)原料:四种脱氧核糖核苷酸、能量(ATP);(3)酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶。 过程:解旋、配对、合成。

特点:(1)DNA分子式边解旋便复制的;(2)是一种半保留复制方式。(即在子代双链中,有一条是亲代原有的链,另一条则是新合成的。)

意义:保证了物种的相对稳定性

推荐第4篇:DNA 复制

第六章 DNA的复制、修复和重组

细胞在复杂多变的环境中维持生命活动的秩序是依赖于DNA所携带的大量遗传信息的准确复制,这种复制过程被称为DNA复制。这个过程必须发生在一个细胞产生两个遗传学上完全相同的子代细胞之前,在细胞中维持秩序也需要对它的遗传信息进行不断地监督和修复,DNA易受来自环境中的化学药品和放射物的损害,也易受细胞内产生的活性分子的损害。在这一章中,我们讲述细胞中用于DNA复制和修复的蛋白质机器,这些蛋白质机器催化一些细胞内发生的快速而精确的过程。

尽管这些系统能保护遗传物质以防止发生复制错误和偶然的损害,但永久的改变或突变有时也会发生。尽管许多突变不会以任何显著的方式影响生物体,但有一些也有意义深远的影响,有时候,这些改变有益于生物体:例如突变能是细菌对用来杀死它们的抗菌素产生抵抗力。实际上,在DNA中这些改变的积累已超过数百万年,因而使遗传物质多样化,使一个物种与另一个物种截然不同。突变也可产生小的变异,这些变异可造成同一物种中不同个体间的许多差异。这我们可在人类和其他动物中很容易看到遗传信息从一代忠实的传到下一代。DNA的差异能产生变异,这种变异构成同一物种不同个体间的差异,久而久之,一个物种和其他的物种间形成差异。在一个家庭中,小孩间会长的比较像,这是由于他们遗传了他们父母的特有的基因。猫和人类有许多相同的特征,但经过数百万年的进化,使人和猫分开,这些遗传变化现在是我们和猫成为不同的物种。鸡是与我们亲缘关系更远的动物。然而,突变也是有害的:在人类中,他们引起几千种遗传疾病和许多类型的癌症。因此,一个细胞或一个生物体的存活取决于是否能将DNA的变化保持在最小值。如果没有不断地监督和修复受损DNA的细胞系统,生命就可能不存在。

我们通过学习这些负责复制和使DNA维持在最小变化的机制来开始学习这一章。

第一节 DNA复制

在每次细胞分裂中,细胞必须非常精确的复制它的基因组,在这一节中,我们将学习一下细胞如何完成它的工作,以每秒1000核苷酸的高速率复制DNA。

一、碱基配对使DNA复制

在前面的章节中,我们看到每股DNA双螺旋结构都包含两条核苷酸链,它们是准确互补配对的。每条链都可以作为一条新互补链合成的模板。图6-2,一条DNA链可作为模板,结合优先发生在能形成碱基对的核苷酸间(A与T,G与C),每一条链都可作为模板合成与它互补的链。

换句话说,如果我们指定两条DNA链分别为S和S’,S链可作为模板合成一条新的S’链,而S’链也可以作为模板合成一条新的S链。图6-3,DNA作为自身复制的模板。双螺旋结构中的每条DNA链都可合成它的互补链特定核苷酸序列的模板。

DNA中的遗传信息通过这种简单的过程就可以得到精确的复制。链S从链S’上分离,然后每个分开的DNA链有各自作为模板合成另一条新的互补链,这条互补链和先前与它配对的链核苷酸序列相同。

一个DNA分子的每条链作为合成其互补链的模板,这使细胞得到复制,它的基因也通过DNA复制传给后代。在一次细胞分裂中,涉及复制数万亿的核苷酸对,这种复制过程必须快速而准确的进行。这项工作是由一群蛋白质聚集在一起形成的复制机器来完成的。

DNA复制从母本DNA分子产生两个完整的双螺旋,除了稀少的复制错误外,每个新的DNA双螺旋结构在核苷酸序列上与母本DNA双螺旋完全相同。因为每条母本DNA链作为一条新链合成的模板,每个子代DNA双螺旋都包含一条母本DNA链和一条新合成的链,这种复制方式被称为半保留复制。图6-4,在每轮复制中,DNA中的每条链都作为合成其互补链的模板。原DNA链通过许多代细胞,仍能保持完整,DNA是半保留复制的,因为每个子代DNA双螺旋都由一条来自母本DNA的链和一条新合成的链组成。在P200-P202,How we know?中我们看一下第一次用来描述DNA以半保留复制方式复制的实验。

在1953年,Watson 和Crick发表了描述DNA结构模型的一篇著名文章。如图5-2。在这篇文章中,他们提到了互补碱基—A和T、G和C—顺着双螺旋结构的中心互补配对,使这两条DNA链紧密地结合在一起。接着他们又通过这种特殊的配对方式提出了遗传物质的一种可能的复制机制。

一个月后,这篇著名的文章发表在Nature杂志上,Watson 和Crick提出DNA可能是如何复制的。在这篇文章中,提出:双螺旋结构的两条链解开,每条链都作为模板,合成与它互补的子链。在他们的模型中,把这种复制方式称为半保留复制,每个新DNA 分子是由一条原母本链和一条新合成的链组成。图6-6,对DNA复制作出的不同预测的三种模型。图6-6A,在半保留复制模型中,每条亲本DNA链都作为模板来合成一条新的子链。第一轮复制将产生两个杂合DNA分子,每一个杂合DNA分子都包含一条来自原母本的链和一条新合成的链。随后都一轮复制将产生两个杂合DNA分子和两个不包含原亲本DNA链的新DNA分子。

我们现在已经知道Watson 和Crick提出的DNA复制的模型是正确的。但起初这种模型并未被普遍地接受。尊敬的物理学家后来转变为遗传学家的Delbrück,作为其中的一人,他对此提出疑问:双螺旋结构的两条链,互相缠绕如此多次而扭成很长的一束,它可能在没有造成混乱的缠在一起的情况下解开DNA的两条链吗?Watson和Crick关于DNA打开的设想是DNA是像拉链一样解开的,而Delbrück认为这在物理上是不太可能的。

Delbrück提出,DNA是通过一系列的打断和重新聚合来进行的。DNA主链被打断成短片段,DNA复制发生在短片段上,在重新聚合前,这一短片段可能只有10个核苷酸大小。这种模型被称为分散复制。复制的结果是新DNA和旧DNA的混合物,每条链都是新DNA和旧DNA的混合,而不必解开DNA双链。图6-6B,在分散复制模型中,每代子链DNA都将包含母本DNA链和新合成的DNA片段。

然而,第三个阵营提出DNA复制是全保留的观点:母本DNA双螺旋将在复制后以某种方式保持完整,子代分子包含两条全新的DNA链。如图6-6C。

为了判断着三种模型哪种是正确的,Meselson和Stahl做了一个实验来展现新合成的DNA链的组成。Meselson很严肃的考虑了辨别旧蛋白和新蛋白间不同的方法,这种方法可能也可用于研究DNA。他与Stahi共同合作完成了这个实验,这个实验被称为生物学中最漂亮的实验。

他们通过培养两批大肠杆菌来开始实验,一批是用含15N氮源的培养基培养,另一批是用含14N氮源的培养基培养,培养基养分中的氮经过核苷酸合成进入核苷酸碱基,以这种方法进入生物体的DNA中。在这两种培养基中培养选拔数代后,研究者把细菌分别放入两个烧瓶中,一个的DNA含15N,而另一个的DNA含有14N。然后,Meselson和Stahl把细菌细胞打碎,把DNA装入含有高浓度氯化铯的离心管中,进行离心,氯化铯会形成一个浓度梯度,DNA分子在溶液中漂浮或下沉,平衡时,DNA分子位于周围盐浓度与它们的浮力浓度相同的位置。Meselson和Stahl发现他们能通过观察DNA在氯化铯梯度中的位置来区分含15N的DNA和含14N的DNA,因为含15N的DNA比含14N的DNA分子质量大,它们集中在接近离心管底部的位置。图6-7,氯化铯浓度梯度离心能使含15N的DNA和含14N的DNA分开细菌在分别含14N和15N的培养基中培养几代,DNA被分别标记,然后打碎细胞,把DNA装入含氯化铯盐溶液的离心管中,高速离心两天后,含15N的DNA和含14N的DNA集中在离心管的不同部位而区分开。

Meselson和Stahl一经建立了区分含15N的DNA和含14N方法,就开始着手测验关于DNA复制的各种假说。他们先在含15N的培养基中培养细菌,然后,将15N标记的细菌转移到含14N的培养基中培养。在实验开始时,所有DNA都用15N标记的,但随着细菌的分裂,新合成的DNA链是用14N标记的。然后,他们记录含14N的DNA的积累量,检测哪种假说最符合实验数据。经培养一代后,研究者发现母本的这些含15N的DNA消失了,而出现了一种密度介于15N-DNA和14N-DNA的新的DNA分子。图6-8,Meselson和Stahl实验的第一部分,排除了全保留复制模型。A,细菌在含14N的培养基中培养,离心后DNA分子位于离心管上方。B,在含15N的培养基中生长的细菌,离心后DNA分子位于离心管底部。C,把在含15N的培养基上培养的细菌转移到含14N的培养基中培养,离心后,产生一条介于两母本DNA间的带。这一实验结果可以排除全保留复制模型,但不能区分半保留复制和分散复制。因为全保留复制模型预测母本DNA将全为含15N的,而子代DNA含的氮将全为14N,半保留复制预测子代DNA将包含一条含15N的DNA链和一条含14N的DNA链,分散复制预测新合成的子代DNA是含15N的DNA和含14N的DNA的杂合分子,所以不能区分半保留复制和分散复制。

为了区分半保留复制和分散复制模型,Meselson和Stahl使DNA受到高温,而使两条DNA链间的氢键断开,使双螺旋结构被拆开而成为单链。当研究者在离心前对杂合分子加热后,他们发现DNA的一条链是含15N的,而另一条是含14N的,这进一步支持了半保留复制模型。如果分散复制模型是正确的话,每条子链都包含15N和14N,离心后,所有的DNA都将集中在中间浓度处。

这个实验也说明了Watson和Crick是正确的。事实上,这个结果被广泛而快速的接受,以至于在Meselson和Stahl发表这些数据前,教科书上就已经描述了这个实验。

二、DNA合成在复制起点开始

DNA双螺旋在正常情况下是非常稳定的:DNA的两股链通过碱基间大量的氢键牢固地结合在一起。只有提供充足的热能,才能使DNA链分开。为了用来作为复制的模板,首先要把双螺旋结构打开,两股DNA链打开,暴露出未配对的碱基。

DNA复制的过程通过最初结合到DNA上的初始蛋白结合到DNA上开始,撬开两条链,打开碱基间的氢键。图6-5,DNA双螺旋结构在复制起点处打开。复制的初始蛋白在复制起点处识别DNA序列。在局部打开双螺旋的两股链,暴露出单链来作为复制的模板。

虽然这些氢键共同地使DNA双螺旋变得非常稳定,但单独的一个氢键是比较弱的。一次使一段短的DNA链中的少数碱基对分开,不需要大量能量,在一些蛋白帮助下,在正常温度下就可以发生。

DNA首先被打开的地方被称作复制起点,它们通常有一段特点的核苷酸序列。在细菌、酵母菌这些简单的细胞中,复制起点大约包含100个核苷酸对;它们由用来吸引初始蛋白的DNA序列组成,而对于已经打开的链,DNA的延伸是很容易进行的。通过学习第五章,我们知道,A=T碱基对间形成两个氢键,G≡C碱基对见形成三个氢键,因此,富含A-T碱基对的DNA相对地比较容易分开,而且,A-T碱基对丰富的DNA序列通常位于复制起点。

一个细菌的基因组,通常包含在一个含有几百万个核苷酸对的环形DNA分子上,有一个单一的复制起点,人类的基因组,非常大,有大约10000个复制起点。在人类中,可以同时在许多地方开始DNA的复制,这样一个细胞在很短的时间内就能够复制它整个的基因组。

一旦一个初始的蛋白结合到DNA的复制起点上,复制起点处打开双螺旋结构,它就会吸引一群用于DNA复制的蛋白质。这些蛋白质组成一个蛋白机器,每一个蛋白都执行着特定的功能。

三、新DNA的合成发生在复制叉处

DNA复制过程中,包含一个Y形的接合点,我们称为复制叉。图6-9,在真核生物的染色体上在多复制起点外以相反的方向移开。这个电子显微镜照片显示了苍蝇早期胚胎的DNA复制。沿着DNA的这些课件的微粒是核小体,它们是由DNA缠绕蛋白质复合物而形成的。图

1、2和3显示的是同一部分DNA分子,它们处在DNA复制的连续阶段。橙色的线代表亲本的DNA链,红的的代表新合成的DNA。

在这些复制叉处,复制机器沿着DNA链移动,打开双螺旋结构的两股链,每条链都作为模板合成新的子链。在每个复制起点外形成两个复制叉,它们从复制起点开始沿相反的方向移动,随着复制的移动,DNA双螺旋被打开。所以,把在细菌和真核生物染色体中的DNA复制称为双向复制。复制叉移动的非常快—在细菌中大约每秒1000个核苷酸对,在人类中,大约每秒100个核苷酸对。在人类(可以说在所有真核生物中)复制叉移动的速度比较慢,这可能是由于这些生物体中,DNA是通过更复杂的染色质来复制的。

DNA复制机器的核心是一种被称为DNA聚合酶的酶。这种酶用亲本DNA的一条链作为模板来合成新的DNA。这种酶催化DNA链的延长,通过正延长的这条DNA链的3’末端与新加入的核苷酸的5’磷酸基形成一个磷酸二酯键而使DNA链继续延长。

DNA合成的基本反应是:一个脱氧核糖核苷酸与一条多聚核苷酸链的3’-OH末端结合。所以新的DNA链的合成方向是5’→3’。核苷酸是以核苷三磷酸的形式参与反应,即将进入的这个脱氧核糖核苷酸和模板链间的碱基对配对,指导者在核苷酸序列上与模板链互补的新DNA链的形成。如图6-2。

DNA聚合酶催化话核苷酸结合到正延长的DNA链的3’-OH游离端。新进的这个核苷三磷酸断裂一个酸酐键(星号)释放大量的自由能。这些能量用于这个聚合反应。

在核苷三磷酸中,一个高能建的水解,使核苷酸单体连接到DNA链上,并释放一分子焦磷酸盐。DNA聚合酶把能量的释放和聚合反应连接起来。而焦磷酸盐进一步水解为无机磷酸,使聚合反应不可逆。

DNA聚合酶在每次增加一个新核苷酸到正延长的DNA链上后并不从DNA上分离下来,而是一直与DNA结合,沿着模板链逐步的移动,催化进行聚合反应。

推荐第5篇:DNA复制教案

第三章第3节《DNA的复制》教学设计

烟台市福山一中宗健康

Email:health6631@163.com 设计思想

本节课突出对学生科学素质的培养,精心设计课堂教学,将科学探究的过程(提出问题——作出假设——演绎推理——实验验证,得出结论)作为本节课的教学主线,以求让学生亲身参与、体验科学探究的过程,从而培养学生的科学精神和科学素养。 教材分析

1、教材中的地位

本节课内容是人教版高中生物必修2第3章第三节。这一课时,是遗传学的基本理论,在联系DNA结构的基础上,进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质非常重要。本节内容又是学习后面第5章内容的基础,学好这一课时,有利于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。

2、重点难点

重点:DNA分子复制的过程

难点:[探究DNA分子复制方式的探究;DNA分子复制的过程 学情分析

学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识,在此基础上,他们能够掌握基本的思维方法,特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了一定的提高,认知活动的自觉性,认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。

由于本课时内容具有较高的抽象性,学生们会感到困难,因此在教学中,我除了引导学生自主、探索、合作学习以外,还通过启发式教学,设置一定量的问题情境,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。 教学目标 1.知识目标:

(1)概述DNA分子的复制。

(2)探讨DNA复制的生物学意义。 2.能力目标:

(1)通过对DNA复制方式的推测,再次领悟假说—演绎法在科学研究中的应用 (2)通过分组探究,增强合作意识,提高合作能力 3.情感态度与价值观目标:

⑴认识到合作交流在科学研究中的重要性(2)认同技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。(3)认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程 教法、学法设计

(一)教法设计

结合教材的特点和学生实际,本课时主要采用探究式、启发式教学法。引导学生探究DNA复制的方式,当学生遇到问题难以解决时,教师进行恰当的启发,让学生的探究过程得以顺利进行。

(二)学法设计

本课时通过设疑,学生提出问题——作出假设——演绎推理——实验验证,得出结论。学生小组合作探究DNA复制的方式和复制的过程。 教学用具

1、多媒体课件

PPT演示文稿(内有DNA复制过程的动画)

2、探究DNA复制方式的材料

两种颜色的长约8厘米的短绳或电线或纸条,每组12+16=28根

3、数码相机

拍摄并展示学生推测的DNA半保留和全保留复制的结果

七、教学过程: 程序

教学活动

设计 意图

教师活动

学生活动

导入新课 提出问题

展示有趣的游戏,根据性状的遗传,提出问题:人体内遗传物质是什么?DNA具有那么精密的双螺旋结构,要遗传给后代会怎样复制呢?

思考思考后回答

与学生比较生疏,通过有趣的导入,拉近距离,提高学生兴趣

D N A 复制方式的推测 及实验证据

分组讨论 提出假说 实验验证 一个 DNA分子有两条链,复制一次以后得到几个DNA分子,几条链?

如果最初的DNA的链我们用红色表示,新合成的链都用蓝色表示,你能设想出得到的DNA分子有可能是什么样子吗?

根据DNA分子的双螺旋结构,你认为DNA复制的方式可能有哪几种?

请同学们根据假设分组讨论复制一代后的结果是什么?把手中的短绳粘在垫板上表示结果。 教师展示部分小组的讨论结果。

教师指导学生总结复制的方式有两种可能,根据刚才的假设,表示出子二代的DNA情况。

回答: 2个,4条

学生分组分析讨论,提出DNA复制的两种假设:全保留复制和半保留复制。 学生根据假设讨论演绎并画图表示两种复制的结果 小组间相互补充作出评价 各小组继续探究并展示成果

培养学生的参与意识和培养学生的合作、探究的精神。并进一步运用假说-演绎法。

如何用实验证明假说:

根据刚才我们的分析,我们若是能看到DNA分子不同颜色的链就好了,可是一般情况下,我们是看不到DNA分子的,哪位同学能帮我们想个办法?

如果用15N标记亲代DNA的两条链,复制所用的原料为14N,亲代子代之间就会有差别。 可是单个的DNA分子是很小的,放在试管中,标记了我们也不可能区分开可以借用什么技术把不同的DNA分开?

介绍1958年Meselson和Stehl实验过程,让学生预测半保留复制和全保留复制各会出现什么样的结果?并在垫板上画出各代的DNA带情况。

巡视学生的活动,记录学生出现的问题,然后展示部分小组的讨论情况。 教师展示科学家的实际实验结果。

回答:

用放射性同位素对DNA分子进行标记。 密度梯度离心

在老师的启发引导下,学生们分析得出预期结果:

如果是全保留复制,则离心后DNA条带应该只有两条;

如果是半保留复制,则离心后DNA条带应该有三条,并画出条带的位置。

本模拟探索试验的设计和运用,旨在激发学生探索和协作的兴趣,培养学生的动手能力和思维能力。 证明是 半保留复制

D N A 复制的过程探讨

观看动画

组织学生观看DNA复制的动画。

让同学思考DNA复制的大体过程和需要的条件,比较新合成的DNA和亲代DNA,比较子链和母链,分析精确复制的条件

过程:解链——合成子链——螺旋 条件:

模板:两条链分别作为模板 原料:四种脱氧核苷酸 能量:由ATP提供

酶:解旋酶、DNA聚合酶等

双螺旋结构提供模板、碱基互补配对

学生可能说不全,老师引导学生补充完整。

思考其他 问题

DNA复制的 概念 时间 主要场所 特点

结合课本知识回答

自主学习

DNA复制的意义

DNA复制有什么意义?

传递遗传信息

课堂小结

概括总结

总结本节课知识要点

巩固基础知识

当堂检测

基础知识测评

学生练习

检验学习效果

八、板书设计

第3节

DNA的复制

一、复制方式的推测: 半保留复制 全保留复制

二、半保留复制的实验证据

三、复制的过程 过程: 条件: 特点:

四、意义:

九、巩固练习

1、关于DNA分子复制的叙述,错误的是()

A.复制发生在细胞分裂间期

B.边解旋边复制

C.复制需要氨基酸和酶

D.复制遵循碱基互补配对原则 2.DNA分子的双链在复制时解旋,这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开() A.鸟嘌呤与胸腺嘧啶B鸟嘌呤与尿嘧啶 C鸟嘌呤与胞嘧啶 D.腺嘌呤与尿嘧啶 3.一个DNA分子复制后,新形成的子链()

A.是DNA母链的片段

B.和DNA母链之一完全相同 C.和DNA 母链都相同

D.和DNA母链稍有不同

4.某双链DNA分子,经3次复制后,所得到的第四代DNA分子中,含有原亲代DNA链的分子数是() A.1

B.2

C.3

D.4

5、一条染色体含有一个双链DNA分子,经复制后,一条染色单体含有()

A、两条双链DNA分子

B、一条双链DNA分子

C、一条单链DNA分子

D、四条双链DNA分子

6.用15N标记的一个DNA分子,放在含有14N 的培养基中复制三次,则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和占全部DNA单链的比例依次是

A 1/2,1/4

B 1/4,1/8C 1/4,1/16

D 1/8,1/8

7、含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞移至含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第

1、2次细胞分裂后,分别得到G

1、G2代细胞。再从G0、G

1、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到结果如图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答:

(1)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是:条带①,条带②。 (2)G0、G

1、G2三代DNA分子离心后的试管分别是图中的:G0

G1

,G2

(3)G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是。

(4)上述实验结果证明DNA的复制方式为。DNA的自我复制能使生物 的保持相对稳定。

推荐第6篇:DNA的复制

《DNA的复制》典型教学设计研究

北重三中 生物组 薛晓敏

课程分析:本章《基因的本质》就是在学习了第一章《遗传因子的发现》和第二章《基因和染色体的关系》的基础上,从分子水平上认识基因的本质,以解决“基因究竟是什么物质,基因是怎样进行工作的”这两个遗传的最基本的问题。本节包括对DNA分子复制的推测,DNA半保留复制的实验证据(选学)和DNA分子复制的过程三部分内容。在讲述DNA分子复制的过程之前讲述DNA分子复制的推测,不仅可以使学生了解沃森和克里克在制作DNA模型时,就已经推测出了DNA分子的自我复制的机制这一事实,更重要的是旨在使学生理解结构与功能的内在联系,即DNA分子的双螺旋结构,决定了DNA分子半保留复制的方式。在此基础上讲述DNA分子复制的过程学生很容易理解和接受。讲述DNA分子复制的推测后,讲述DNA半保留复制的实验证据,主要出于以下考虑:一是使学生理解对DNA分子半保留复制机制的揭示必须来源于实证;二是使学生了解DNA分子半保留复制实验的设计思路和方法。由于DNA半保留复制实验的难度较大,出于对不同学生接受能力的考虑,对这部分内容教材采用了选学这一弹性处理的方法。 学情分析:根据自然常识学生对DNA的复制有比较浅显的认识,但是对具体的本质却并不清楚。学生在前边也已经学习了DNA的分子组成成分以及结构,并且对其已经有一个较深的认识,但是对DNA的复制过程,以及复制特点等,这些都是学生不清楚,但是又很感兴趣的内容。只要教师注意在课堂上设置好的教学情境,以学生已有的知识为切入点,就很容易激起学生学习的热情,点燃思维的火花,然后通过自主讨论分析发现规律。

设计理念:为了实现将教师的“教”变为在教师导向性信息诱导下学生的“学”,使课堂成为学生学习的主阵地,本节课以学生自主分析为主,教师适当点拔为辅来完成目标。通过问题引疑,引起学生的思考步步深入,从而发现问题,并自己解决问题。最后通过反馈练习检查学生的学习情况并巩固本节知识,使学到的知识融会贯通。

学习目标:理解掌握DNA复制的概念、、过程,并分析、归纳出DNA复制过程的特点。 教学流程:

一、创设情境,宏观领悟

[课件投影] 自由讨论,举手回答

请思考怎样将这枚会徽复制成两个完全一样的印章?(设计意图:以如何复制“中国印 舞动的北京”这枚奥运会会徽入手,引导学生思考与复制有关的相关问题,由此引出新课DNA的复制。)

[课件投影] 请思考:一份重要的文件要留下完全相同的副本,最好的办法就是将它复印一次,作为遗传物质的DNA,在传递遗传信息的时候,是如何由一份变成两份遗传给后代的呢?

(设计意图:通过与生活中相关经验的衔接,进一步调动学生探究的兴趣。)

二、理性分析,深入探究

(一)[课件投影]:关于DNA分子复制的推测,有下列三种方式(图),你觉得是那一种呢?请阅读P52页,沃森和克里克认为DNA是那种复制方式呢?请概述其内容,特别是怎么理解“半保留”。(独立思考,举手回答)

(设计意图:通过引导学生观察DNA复制不同方式的比较,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。)

(二)[课件投影] 究竟DNA分子是如何复制的呢?下面我们通过实验来研究。 阅读P52-P53实验部分,小组讨论,解决以下问题:

1、本实验用到了什么方法?

2、让大肠杆菌在含15N的培养基中繁殖几代的目的是什么?

3、从实验结果知道,亲代DNA分子的双链组成有什么特点?为什么?

4、子一代DNA分子的双链组成有什么特点,为什么?

5、子二代DNA分子的双链组成有什么特点?为什么?

6、该实验的结论是什么?

{密度梯度离心:可以将质量差异微小的分子分开,离心管底部溶液的密度最大,上部溶液的密度最小} (设计意图:该部分内容属于选学内容,部分知识较难理解,特别是部分专业技术是学生没有接触过的,因此对本部分内容掌握程度要求不高,但仍需要小组讨论来解决部分问题。另外,通过介绍试验,引导学生分析、比较、推理、归纳,培养科学的思维。)

三、究其本质,深入理解

(一)PPT播放DNA复制过程视频

(设计意图:使得学生对DNA复制这个抽象的过程有一个直接的认识)

(二)[课件投影]阅读课本P54,回答以下问题,可以同桌讨论:

1、DNA复制的时间和场所分别在哪?模板、原料分别是什么?

2、DNA复制需要的能量主要由那种细胞器提供?

3、DNA复制过程分别需要什么酶,他们分别作用于什么化学键?

4、从过程和结果分别来看,DNA复制有什么特点?

5、为什么DNA能够精确复制?

6、简述DNA复制的过程

7、DNA复制的意义是什么?

(设计意图:学生可以更加明确的掌握具体的DNA复制过程,并掌握其特点,深入对知识的理解)

(三)迁移应用,深入解析:

[课件投影] 请完成以下问题,可以自由讨论: 一个DNA 分子复制n次,

1、子代DNA数?

2、含母链的DNA数?其占总DNA数的百分比?

3、母链占所有的单链的比值是多少?

4、假设一个DNA中含有A的数量为k,那么一个DNA复制n次需要多少A?

(设计意图:通过具体习题的训练,可以使得学生进一步的将知识活学活用,并加深对知识的理解,有利于学生对知识的深层次掌握)

课后反思:

推荐第7篇:3 DNA的复制 教学设计 教案

教学准备

1. 教学目标

1 知识目标

说出 DNA 复制的时间和场所; 了解科学家探索DNA 复制的科学实验; 概述 DNA复制所需条件、复制过程及特点。 2 能力目标

利用科学家探索DNA复制的经典实验, 培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力; 通过小组讨论交流, 培养学生的分析能力、创新思维能力及表达能力。

3 情感目标 体验科学家认识 DNA 复制的思维过程, 形成良好的科学思维和科学态度。

2. 教学重点/难点

1.教学重点

DNA分子复制的条件、过程和特点。 2.教学难点

DNA分子复制的过程。

3. 教学用具

多媒体

4. 标签

生物,教案

教学过程

一、创设情景导入

(央视倪萍主持的节)目《等着你》

分离20多年找到了父母?如何鉴定他们就是亲身父母呢?你能用什么方法帮帮他么?(生:DNA亲子鉴定),通过前面学习我们已经知道DNA是遗传物质,通过复制出的子代DNA传递信息给下一代。你知道他传递下去的原理么?(我在这里先买个关子,等学完这节课后同学们自己来解释一下) 出示课题

《DNA的复制》

DNA是如何复制的呢?我们大胆猜想一下:

二、猜想DNA复制的方式

周末放假后回家发现老师发的试卷丢了,你通常都是怎么办?(生:复印)。复印后就可以得到复印件,是不是原件和复印件都在啊。出示猜想①,比如DNA分子复制完后,用原料合成了新的分子,原来的DNA分子也还在,也还保留着,就是全保留复制。同学们再猜想有没有另外一种?DNA分子复制后,会不会有可能复制成的DNA分子中有一条链是原来的一条链是新合成的?这种方式叫半保留复制。(猜想如下)

DNA在真核细胞中主要位于细胞核内,我们肉眼是看不见的,我们如何知道它复制了?(同学们回忆,噬菌体侵染细菌实验中,证明DNA是遗传物质时,赫尔希和蔡斯也是看不见的,他们用了什么方法?)

复制后形成的亲代DNA与子代DNA,怎么把它们分开呢?(同学们思考,赫尔希和蔡斯是怎么区分的?)

【介绍密度梯度离心技术】是用一定的介质在离心管内形成连续或不连续的密度梯度,将匀浆置于介质的顶部,通过重力或离心力场的作用使细胞或其它物质分层、分离。密度梯度离心常用的介质为氯化铯等。 2.[探究] 我们进行猜想若用15N标记了DNA中的两条链、一条链、都不标记,如下图:

3.[再探究] 如果将大肠杆菌中DNA分子中的氮都被15N标记,在含14N的培养基上让其繁殖两代,我们来推测一下: 出示科学史:1958年,Meselson米西尔森和Stanl斯坦尔采用含15N同位素的NH4Cl培养大肠杆菌,放在正常的培养液里繁殖,然后用梯度离心技术测定分裂时DNA复制时的密度变化,同学们请看(课本图3-12)他的结果与我们哪种假设结果是相同的。得出结论:DNA是半保留复制

三、DNA复制过程

师:请同学们观看DNA分子模型,你可以根据结构猜想一下它该怎么进行半保留复制?请看微视频?同时思考以下问题: 1.DNA复制发生在细胞分裂的什么时期?

2.DNA复制过程双链是否解开?若解开与哪种酶有关? 3.复制过程的以那些链为模板?

4.复制用了那种原料?这些原料在哪种酶作用下将其连接成了新的子链 ? 生:根据视频结合同学们的理解,以小组为单位模拟DAN分子复制过程。 【小组活动】模拟DNA分子的复制过程 要求:以红纸上DNA为模板,利用所给纸袋袋内的原料(4种脱氧核苷酸打印在绿纸上),将模拟过程产生的子代DNA粘贴在白纸上 工具:剪刀,胶棒

(思考:脱氧核苷酸是如何连接成子链?与什么键有关,请用红笔画出) 学生在模拟过程中,首先用剪刀将DNA模板从中间剪开,模拟了解旋酶将氢键断裂,然后按照碱基互补配对原则合成子链,合成之后发现脱氧核苷酸之间并没有连接成链,而相邻脱氧核苷酸指之间要通过磷酸二酯键连接,必然要用DNA聚合酶。小组在讨论完成过程中掌握了DNA复制的过程,首先解旋,然后合成子链。

【讲】学生展示讲解讨论结果

学生根据模拟DNA复制的过程,通过亲身体会总结DNA复制时所用的模板,原料、酶、能量等,然后老师出示DNA复制过程图解,强化理解。同时各小组成员将自己小组的作品集中到前面让学生展示,比较哪一个组做的美观、科学。

师:请同学们通过上图思考:DNA复制时,是解旋完成后再复制?还是解旋的同时复制就已经开始了?

生:边解旋边复制,(老师明确这就是DNA复制的特点:边解旋边复制、而且是半保留复制。教师播放DNA复制的三维视频加强理解。)

师:(再比较)在刚才模拟DNA复制过程中模板DNA链已经被剪开,所以老师再每组发DNA模板(红纸图1),让学生与其复制形成的新的DNA分子中碱基对排列顺序的比较,看排列顺序是否相同?思考DNA复制如此精确的原因?小组讨论得到答案,源于DNA分子规则的双螺旋结构和复制时遵循了碱基互补配对原则

师:【前后呼应】你现在能解释一下为什么做DNA亲子鉴定就可以确定丢失孩子的亲生父母了吗?

生:(通过讨论理解父母的DNA通过配子传给了子代,请学生理解了通过DNA复制,把亲代的遗传信息传给子代,从而保持了遗传信息的连续性,)这就是DNA复制的意义,也是亲子鉴定的依据与。

课堂小结

本节课教师通过组织学生分组讨论、推测并提出DNA 复制方式的假设, 尝试运用“假说 —演绎”法建构“DNA 半保留复制 ”这一知识。学生主动参与学习过程,在亲历提出假设、设计实验、寻找证据、检验假设的过程中,获得生命科学基础知识,同时领悟生物学家在对 DNA 复制研究过程中运用的技术以及解决问题的思路和方法。在学生设计实验前,教师抛出一系列问题,引导学生分析思考, 指导学生在设计实验时需要缜密的思维,让学生逐步养成科学思维的习惯。由于DNA 分子肉眼观察不到,为了让学生对DNA复制过程有一个直观感受,教师通过多媒体演示并结合一系列问题的思考、分析和回答,将生命科学微观领域的知识可视化,通过模拟小组合作,用胶棒,剪刀进行剪切和粘贴模拟DNA分子复制过程,便于学生理解DNA复制过程的特点和生物学意义; 教师在本节课中设计的问题有层次,逐步推进,激活了学生的思维,学生回答踊跃,充分发挥了学生学习的主动性、积极性,师生互动效果好。

课后习题

1.DNA分子的双链在复制时解旋,从氢键连接处分开的碱基是

A.鸟嘌呤与尿嘧啶

B.鸟嘌呤与胞嘧啶[ C.腺嘌呤与尿嘧啶

D.鸟嘌呤与胸腺嘧啶 2.下列关于DNA分子复制的正确顺序是

①互补碱基对间氢键断裂

②互补碱基对间形成氢键

③DNA分子从一端解旋

④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对

⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构

A.①③④②⑤

B.①④②⑤③

C.①③⑤④②

D.③①④②⑤ 3.DNA分子复制时,解旋的2条母链中

A.仅1条作为模板

B.2条链都作为模板并复制出2个不同的DNA分子

C.2条链都作为模板并复制出2个相同的DNA分子

D.2条链都作为模板,各自合成1条子链;然后2条母链重新结合为原来的DNA分子,2条新链结合成一个全新的DNA分子 4.某DNA分子有4000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链中碱基A∶G∶T∶C = 1∶2∶3∶4,若该DNA分子复制一次,则需要的腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是

A.200个

B.300个

C.400个

D.800个

5.将一个DNA分子进行标记,让其连续复制3次,在最后得到的DNA分予中,被标记的DNA链占DNA总链数的

A.1/32

B.1/6

C.1/8

D.1/4 6.某DNA分子复制3次后,所得到的第四代DNA分子中,含有第一代DNA中脱氧核苷酸链的条数是

A.1条

B.2条

C.4条

D.8条 参考答案:1B、2D、3C、4D、5C、6B、

板书

一、探究DNA复制方式

二、半保留复制

1.过程:解旋 → 复制 →复旋 2.条件:模板

原料

能量 3.特点:边解旋边复制

4.意义:保持了遗传信息的连续性

推荐第8篇:“DNA分子的复制”一节的教学设计

“DNA分子的复制”一节的教学设计

1 教材分析和教学思路

“DNA分子的复制”是苏教版高中生物《必修2?遗传与进化》第四章“遗传的分子基础”的重要内容之一,主要包括对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的证据和DNA复制的过程三部分内容。本课时有助于学生进一步理解和巩固有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识,是学习生物变异内容的基础。

对DNA分子复制的推测,教师可以向学生提供一段DNA片段,让学生大胆推测DNA复制方式,不仅能引起学生积极思维,还能营造积极活跃的课堂氛围。DNA半保留复制的实验证据是培养学生科学方法和探究能力的好载体,教师在考虑学生已有知识和课程标准要求的基础上,提供相应教学支架,以假说―演绎的科学方法、学生自主探究为主线贯穿实验教学,这不仅能提升学生的能力,也能让学生领悟实验设计的巧妙及科学家的智慧,渗透情感、态度与价值观教育。DNA复制的过程微观、抽象、复杂,教师可以利用视频动画辅助教学,激发学生兴趣,吸引其注意力,鼓励学生自己总结DNA复制过程及所需条件,突出学生主体地位。

2 教学目标

2.1 知识目标

概述DNA分子复制条件、过程和特点。

2.2 能力目标

通过推测DNA的复制方式,能进行科学思维;运用假说―演绎法探究DNA复制的方式;通过观看DNA复制视频,归纳DNA复制的条件、过程。

2.3 情感、态度与价值观目标

探讨DNA复制的生物学意义;形成科学研究的成功需要严谨的科学态度和方法的价值观念。

3 教学重难点

重点:DNA复制的条件、过程和特点。

难点:对DNA复制方式的推理和验证。

4 教学过程

4.1 激活旧知,导入新课

教师请学生回顾DNA的结构特点,从“结构与功能相适应”这一观念出发,让学生思考:DNA作为遗传物质需要具备什么功能?由此,引出了“DNA的复制”。

4.2 假说演绎,探究方式

教师引导学生运用假说―演绎法开展“DNA的复制”探究活动。

(1) 提出问题:DNA是如何复制的?

(2) 做出假说:教师提供一段DNA片段,请学生大胆猜想该片段在生物体内是如何复制的,让学生到黑板上绘制出复制过程及形成的子一代DNA分子。

笔者的教学预设是学生能在黑板上绘制出全保留复制和半保留复制这两种方式,但可能学生课前预习了本节内容,结果他们只在黑板上只绘制了半保留复制过程及结果:母链DNA分开,根据碱基互补配对原则复制形成两条子链DNA,母链和子链不再分开,直接成为子代DNA分子。为了不干扰后续的探究任务,笔者告诉学生科学家提出的全保留复制的猜想:母链DNA分开,根据碱基互补配对原则复制形成两条子链DNA,随后两条母链重新结合恢复原状,新合成的两条子链也彼此结合,形成一条新的双链DNA分子。

(3) 搭建支架,演绎推理:要验证子代DNA分子到底由哪两条链组成,那就要能区分DNA分子的两条链。教师引导学生思考可以区别、标识母链和子链的方法。由于在本章第一节中,学生学习了用放射性同位素标记法来证明DNA是遗传物质的实验,通过类比,学生就明确研究方法――同位素标记法。随后教师为学生提供相关的知识链接,构建认知支架:

知识链接:

1957年,美国科学家米西尔森和斯塔尔用同位素15N标记DNA,15N会导致DNA分子密度显著增加,使15N―DNA、14N―DNA以及15N14N―DNA的密度不同,通过CsCl密度梯度离心技术将上述不同的DNA分子分离开来。

以60 000 rpm的离心速度离心2 d,使离心管内的CsCl溶液形成自上而下逐渐变大的密度梯度。离心后,不同密度的DNA分子就停留在与其密度相同的CsCl溶液处。

如果亲代DNA是用15N标记,放在14N的环境中进行培养,则亲代DNA复制得到的子一代DNA的两条链分别含有哪种N元素?子一代DNA在CsCl溶液中停留的位置?子二代呢?教师引导学习小组讨论、预测两种复制方式情况下的实验结果,描绘子一代、子二代DNA分子在CsCl溶液中的位置。

(4) 实验验证:通过多媒体展示米西尔森和斯塔尔的实验过程及得到的真实密度梯度离心结果:亲代DNA全在重带(15N15N),子一代DNA全在中带(15N14N),子二代DNA分布在中带(15N14N)和轻带(14N14N)。这一真实的结果与半保留复制推理得到的结果完全吻合,得出结论:DNA的复制方式是半保留复制。

4.3 观看视频,归纳总结

为了让学生更加直观地认识DNA复制过程,并尝试自己归纳出这一过程,教师事先准备了2个DNA复制的视频。第一个视频比较简单、通俗,观看后,学生很容易用自己的语言简洁地归纳出DNA复制的解旋、复制及盘旋缠绕3个步骤,以及DNA复制所需的模板、酶、原料、能量等条件。教师只需给予适当的引导和补充,比如:参与DNA复制的酶是解旋酶和DNA聚合酶。由学生自己构建新知,无疑增加了学生学习的自信心。

为了让学生意识到生命现象及规律的复杂性,教师播放第二个视频,这个视频更加科学地展示了DNA复制的复杂过程,涉及到复制泡的形成、前导链、滞后链、冈崎片段等。高中阶段的生物学习是比较基础的,生命现象的本质需要学生不断去探索,借此让学生讨论DNA复制的生物学意义,激发学生对生物科学的热爱。

5 教学小结

新课程要求转变学生学习方式――变被动接受式学习为主动探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力,全面提高学生的科学素养。本节课的设计突出了学生的主体地位,学生积极参与到科学探究、知识建构过程,课堂气氛活跃。教师同时将科学的经典实验和学生的探究过程相结合,引导学生以研究者的身份经历一个提出问题―作出假说―演绎推理―实验验证的科学研究历程,将探索知识、学习科学研究方法和培养能力有机地融为一体。

推荐第9篇:DNA的结构和复制教学设计

DNA的结构和复制 教学设计

(一)

执教:武高生物组 潘修义

一、素质教育目标

(一)知识教学点

1.了解DNA的化学结构。

2.理解DNA的空间结构和DNA的双螺旋模式图。 3.理解DNA分子的碱基互补配对原则。

4.理解DNA分子结构的稳定性、多样性、特异性与丰富多采的生物界的关系。 5.理解DNA复制的全过程及其复制图解。

6.DNA复制的必需条件、复制时期和复制的生物学意义。 (二)能力训练点

1.培养自学能力:在自学中去领悟知识,去发现问题和解决问题。

2.培养观察能力、分析理解能力:通过计算机多媒体软件和DNA结构模型观察来提高观察能力、分析和理解能力。

3.通过讨论交流培养学生口头表达能力和逻辑思维能力。

4.培养创造性思维的能力:通过探索求知、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。

(三)德育渗透点

通过DNA的结构和复制的学习,探索生物界丰富多彩的奥秘,从而激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲望。从小树立敢于攀登,勇于拼搏的精神。

二、教学重点、难点、疑点及解决办法

1.教学重点

(1)DNA的双螺旋结构。

(2)碱基互补配对原则及其重要性。 (3)DNA分子的多样性。 (4)DNA复制的过程及特点。 2.教学难点

(1)DNA的空间结构特点及其结构与功能的关系。 (2)DNA复制的过程及子代DNA的分配。 3.教学疑点

DNA分子中只能是A—T、C—G配对吗?为什么? 4.解决办法

(1)充分发挥多媒体的独特功能,把DNA的化学结构、空间结构和DNA的复制过程等重难点知识编制成多媒体课件。将这些很难理解掌握的重点、难点知识变静为动,变抽象为形象,转化为易于吸收的知识。

(2)培养提高学生的识图能力、思维能力,使其善于分析问题,解决问题,能够通过讨论交流将知识化难为易。

(3)DNA分子中只能是A—T、C—G吗?根据互补配对原则将这个疑点知识编制成形象逼真的课件展示,使学生一目了然。

三、课时安排

2课时。

四、教学法

多媒体教学组合模式,采用自学、讨论与讲述法。

五、教具准备

1.自制的DNA结构与复制课件。 2.DNA空间结构模型。

六、学生活动设计

1.自学DNA的结构和DNA复制的全部内容。 2.质疑讨论、分组讨论和全班讨论相结合。

3.采取提问查漏补缺,作业练习和归纳总结等方法,巩固所学的新知识。

七、教学过程设计

第一课时 (一)明确目标

1.使学生了解DNA的化学结构中,组成它的化学元素、化合物以及基本单位是什么? 2.理解并掌握DNA的空间结构及其结构特点。

3.掌握碱基互补配对原则和各碱基在DNA分子中所占的比例关系。

4.理解DNA分子的稳定性、多样性和特异性与丰富多采的生物界的关系。 (二)重点、难点的学习与目标完成过程

引言:已知DNA是主要的遗传物质,它能使亲代的性状在子代表现出来。那么,DNA为什么能起遗传作用呢?首先我们来学习DNA的结构。

1.DNA的结构

讲 述:介绍DNA双螺旋模型的提出,沃森和克里克于1953年提出了著名的DNA双螺旋模型,为合理地解释遗传物质的各种功能奠定了基础。为了掌握DNA结构的全部知识,我们必须先掌握DNA的化学组成。

(1)DNA的化学结构

学生活动:自学、讨论DNA化学结构的部分知识。

多媒体导入DNA的化学结构知识点,分组讨论以下问题。

①DNA是高分子化合物:组成它的基本元素是C、H、O、N、P等,每个DNA都是由成百上千个四种脱氧核苷酸连接而成的双链。

②组成DNA的基本单位──脱氧核苷酸。

每个脱氧核苷酸由三部分组成:一个脱氧核糖(C5糖)、一个含氮碱基和一个磷酸。 ③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。

DNA在水解酶的作用下,可以得到四种不同的核苷酸,即

腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸。

组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和Pi都是一样的,所不相同的是四种含氮碱基:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。

④DNA是多脱氧核苷酸链。

DNA是由四种不同的脱氧核苷酸为单位,聚合而成的多脱氧核苷酸链(见DNA模型)。 综上所述,DNA是一个高分子有机化合物,它的基本单位是脱氧核苷酸。脱氧核苷酸由三部分组成的含氮碱基、脱氧核糖、磷酸。DNA分子是由很多不同的脱氧核苷酸组成的多脱氧核苷酸链。

DNA分子不仅具有一定的化学结构,还具有其特殊的空间结构。 (2)DNA的空间结构 学生探索求新知:

①DNA具有规则的双螺旋结构。 DNA的双螺旋结构,脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧,形成两条主链,构成DNA的基本骨架。两条主链之间的横档是碱基对,排列在内侧。相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对,把两条主链连接起来。碱基配对比较复杂,但是它具有一定规律:A与T配对,G与C配对。

②碱基互补配对原则(播放多媒体课件): 学生活动:找出碱基互补配对原则的规律性。 DNA一条链上的碱基排列顺序确定了,根据碱基互补配对原则,另一条链的碱基排列顺序也就确定了。

老师编成顺口溜,便于记忆:A配T、T配A、G配C、C配G,少了一个配不齐。 讲 述:思维训练题(一)碱基配对时为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢?

这是因为嘌呤碱是双环化合物,占的空间大,嘧啶碱是单环的,占的空间小,而DNA分子的两条链距离是固定的,因此,只能是嘌呤碱与嘧啶碱配对。

思维训练题(二)为什么只能是A—T、G—C,不能是A—C,G—T呢? 这是由于A与T通过两个氢键连结,G与C通过三个氢键链结,这样使DNA的结构更加稳定。所以,A与T或G与C的摩尔数比例均为1∶1。

学生思维训练:某生物细胞DNA分子的碱中,腺嘌呤的分子数占22%,那么,胞嘧啶的分子数占 [ ] A.11% B.22% C.28% D.44% 答案:C。 (3)DNA的特性

师生双边话:讨论与点拨相结合。

①稳定性:DNA分子两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的,从而导致DNA分子的稳定性。

②多样性:DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变,而长链中的碱基对的排列顺序是

10060千变万化的。如一个DNA分子中有100个四种不同的碱基,它的排列方式有4=1.61×10种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的,其排列种类几乎是无限的,这就构成DNA分子的多样性。

③特异性:每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。从DNA分子的多样性和特异性说明了世界上的各种生物之间、同种生物不同个体之间表现出千差万别的原因。因此,DNA可以起到鉴定生物个体的作用。

(三)总结、扩展

1.各小组将本节课内容进行归纳小结,再次解决疑难知识点,然后由各组推荐中心发言人交流总结,相互启迪,加深对新知识的理解和记忆。

2.根据碱基互补配对原则,在A≠G时,双链DNA分子中,下列四个式子中正确的是 [ ] A. B.

C. D. 答案:B。

3.随着生物学的飞速发展,DNA的开发研究成为世界热点 (1)DNA的克隆用于生物学研究。 (2)DNA的指纹术研究用于人种鉴定。 (3)DNA疫苗的开发研究等等。 4.总结

DNA是主要的遗传物质,它既有特异性又有多样性,四种脱氧核苷酸排列的特定顺序,包括特定的遗传信息。这样就能从分子水平说明生物多样性和个体之间差异的原因。

(四)板书设计

推荐第10篇:3 DNA的复制 教学设计 教案

教学准备

1. 教学目标

1.概述DNA分子的复制;2.探讨DNA复制的生物学意义

3.培养学生自学能力,观察能力、分析理解能力 4.激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲

2. 教学重点/难点

教学重点:

DNA复制的条件、过程及特点。 教学难点:

DNA复制的过程,特别是半保留复制。

3. 教学用具

教学课件

4. 标签

教学过程

(一)、引入新课

什么是DNA的复制?

DNA分子的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程.DNA分子是如何复制的?

(二)、对DNA分子复制的推测 最早提出的DNA复制模型有三种:

1、半保留复制:形成的分子一半是新的,一半是旧的;

2、全保留复制:新复制出的分子直接形成,完全没有旧的部分;

3、分散复制:新复制的分子中新旧都有,但分配是随机组合的;沃森和克里克推测是半保留复制模型

如果要设计实验证明哪个观点是正确的,你认为最基本的思路是什么? 把复制的子链和原来的母链做上标记,然后观察它们在新DNA中出现的情况。 探究DNA分子复制方式 关键: 区分亲、子代DNA

实验方法: 同位素示踪法 实验材料: 大肠杆菌

将大肠杆菌放在NH4Cl培养液培养生长

4、对DNA复制方式的探究 假说-演绎法:【作出假设】 DNA复制是一种半保留式的复制,每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。 (三)、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理

问题1:如果DNA是半保留复制,复制后得到的 子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的? 问题2:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法? 同位素(具放射性)标记的方法

问题3:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素? 可用C、H、O、N、P等元素

问题4:如果亲代DNA是15N的,放在14N的环境中进行培养,则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素?

问题5: 要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子混合在一起的,不易分离。怎么解决这个问题?

通过离心使其发生分层(15N质量大于14N) 问题6:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心,结果会怎样分布? 1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料, 运用同位素示踪技术 想一想: 怎样把不同的DNA分开呢? 密度梯度离心技术

3种预期结果 实验结果分析 结论: 实际实验结果:

DNA复制方式: 半保留复制 思维拓展 1) 复制n次后DNA个数: 2n(n=复制次数) 2) 含母链的DNA数量比例

无论DNA复制多少次,含有母链的DNA分子只有两条

例:将 15N标记的DNA分子放在 14N 的培养基上培养, 经过3次复制,在所形成的子代 DNA中,含15N的DNA占总数的比例和含15N的脱氧核苷酸链占总数的比例各为( )和( )

A.1/16 B.l/8 C.1/

4D.1/2

1、DNA分子复制发生在什么时间? 有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期 总结:

(四)、DNA分子复制的过程

1.概念:是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程

2.时间:细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期(真核生物) 3.场所:细胞核(主要) 4.过程: (1)解旋 (2)合成互补子链 (3)螺旋化

什么叫解旋?解旋的目的是什么? 在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子的两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂,双螺旋的两条链解开的过程。

目的:为复制提供准确的模板,解开的两条单链叫母链。 解旋酶的作用位点?碱基对之间的氢键

5、DNA分子复制时需要哪些条件?

①模板:亲代DNA的两条母链; ②原料:4种脱氧核苷酸:

③能量:ATP; ④酶 :DNA解旋酶,DNA聚合酶等。 6.DNA分子复制的特点: 边解旋边复制 半保留复制方式 7.DNA准确复制的原因? ①DNA分子具有独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板; ②碱基遵循互补配对原则,使复制准确无误。 DNA的复制是否一定准确无误? 8.DNA分子的复制实质(意义)?

DNA分子通过复制,使遗传信息从亲代传递给了子代,从而保持了遗传信息的连续性,保证了物种的相对稳定性。

总结:

规律1:亲代DNA复制n代后,DNA分子数为2n,含亲代母链的DNA分子数为2,不含亲代母链的DNA分子数为2n-2 变通:亲代母链与子代DNA链数之比为:1/2n 含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为:2/ 2n 规律2:亲代DNA分子经 n 次复制,所需某种游离的脱氧核苷酸数=a (2 n-1) 规律3:碱基总数=失去H2O数+2 例如:一个DNA分子片段,经水分解消耗88个水分子,得到多少个脱氧核苷酸?90 课堂小结

本节课我们学习了DNA的化学组成,DNA的立体结构和DNA的特性。组成DNA的碱基共有A、T、G、C四种,构成DNA的基本单位也有4种。每个DNA分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构,两条链上的碱基按照碱基互补配对原则,即A—T、G—C,通过氢键连接成碱基对。DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化,4种脱氧核苷酸排列的特定顺序,包括特定的遗传信息。每个DNA分子能够贮存大量的遗传信息。

板书

第3节 DNA分子的复制

一、对DNA分子复制的推测

二、DNA半保留复制的实验证据

三、DNA分子复制的过程

1、概念:

2、场所:

3、时期:

4、条件:

5、过程:

6、特点:

7、准确复制原因

8、意义

第11篇:DNA分子的复制过程教学设计

DNA分子的复制过程教学设计

【教材分析】

学生比较容易理解和接受DNA分子复制的过程。在讲述DNA分子复制的过程中:一是使学生理解DNA分子半保留复制的机制;二是使学生理解对DNA分子复制的具体过程。 【教学目标】

一、知识与技能目标

1.能概述DNA分子复制的过程及特点。2.理解DNA复制的条件。

二、过程与方法目标

运用复制原理,解决生产和生活实际中的问题。

三、情感、态度与价值观目标 1.加强学生的逻辑思维能力。 2.领悟科学探究的能力。 【教材重点】

DNA复制的过程及特点。 【教学难点】

DNA复制的过程。 【教学方法】

充分发挥多媒体计算机的独特功能,把DNA的复制过程等重、难点知识编制成多媒体课件。将这些较难理解的重、难点知识变静为动、变抽象为形象,转化为易于吸收的知识。 【教学准备】

多媒体课件。 【教学过程】

引言:通过以上的学习,我们理解DNA分子的复制方式是半保留复制,那么DNA分子是怎样进行复制的呢?

教学过程: DNA分子复制的过程 1.DNA复制的概念

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.DNA复制的时期

细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。 3.DNA复制的场所

真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体。 4.DNA复制的过程

学生阅读课文P54,看图3-13,银幕上也出现动态的DNA分子复制过程图解,待学生看懂图后,回答如下问题:

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。

让学生充分回答上述问题后,教师强调:

复制的过程大致可归纳为如下三点:

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。复制一次可以形成两条子链。

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。 5.DNA复制的必需条件 总结: DNA复制时必需条件是亲代DNA的两条母链提供准确模板、四种脱氧核苷酸为原料、能量(ATP)和一系列的酶,缺少其中任何一种,DNA复制都无法进行。

6.DNA复制的特点

讲述:

① 是一种半保留式复制,即在子代双链中,有一条(母链)是亲代原有的链,另一条(子链)则是新合成的。 ② DNA分子是边解旋边复制的。

问:DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同?

通过设问,学生回答,进一步让学生理解和巩固DNA复制的全过程。 7.“准确”复制的原因

①DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供了精确的模板; ②碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。 8.DNA复制的生物学意义

DNA分子通过复制,使遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连续性。 小结:

1.概念 2.时期:

有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期

3.场所:

真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体

4.复制过程 5.条件

模板:DNA的两条链

原料:游离的脱氧核苷酸(A、G、C、T)

能量: ATP(细胞呼吸) 酶:解旋酶、DNA聚合酶等 6.复制特点:半保留复制,边解旋边复制

7.复制的准确性:独特的双螺旋结构,碱基互补配对原则 8.复制的生物学意义:使遗传信息在传递中保持了连续性 【板书设计】

DNA分子复制的过程

1.概念 2.时期 3.场所 4.复制过程 5.条件 6.特点

7.复制的准确性原因 8.复制的生物学意义 【布置作业】

《步步高》P120 DNA的复制。 【教学反思】

该内容较为抽象,利用多媒体演示DNA复制的动态变化过程,更为直观,较易理解。

第12篇:第三章第3节《DNA的复制》教学设计

《DNA的复制》教学设计

一、教材分析

本节课内容属于人教版高中生物必修二第三章第3节,课标对本课的要求是:“概述DNA分子的复制”。“概述”这一行为动词,体现了本课目标的制定应该以理解为主。这一课时阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和巩固,对于学生认识遗传的本质是非常重要的。DNA复制方式的发现是选学内容,通过这部分的学习可以使学生掌握基本的实验方法,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,但在知识方面不作重点。

“DNA的复制过程”是教学的重点和难点,教材提出了解旋酶、DNA聚合酶,这样使学生更清楚地理解DNA在复制过程中各种酶的作用,理解DNA怎样由一个个小的单位精确地复制出复杂而又独一无二的双螺旋结构。

二、学情分析

学生已具有DNA结构等相关内容的基础,在此基础上,本课时从分子水平探讨生命的本质具有较高的抽象性,学生会感到有一点困难,因此在教学中除引导学生自主探究外,还通过设置大量的问题情境,进行启发式教学,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们的能力。

三、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.通过介绍实验,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。

四、教学重难点

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。

五、教学过程 【新课引入】

问题:在细胞分裂的间期会发生DNA分子的复制,为何会有这样的过程呢?

以复印机对纸张文字的复制过程作为材料,引发学生对DNA复制方式的思考,引出DNA分子复制存在的三种假说(半保留复制、全保留复制、弥散复制)

【探讨问题,模拟探索】

问题:DNA分子肉眼看不见,那么该如何研究才能确定是哪种复制方式?

学生在已有知识基础上提出同位标记法,教师介绍密度梯度离心实验的基本原理和方法。在教师的启发引导下,学生们根据实验结果进行分析,推导出DNA的复制方式为半保留。进一步把它和日常生活中的复印做对比,强调半保留复制后亲代DNA分子将不复存在,而是分别进入二条子代DNA分子中,得出DNA复制的定义。 【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。

引导学生阅读课文P54,找出一下主要内容:

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

(3)能量(ATP) (4)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,形成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。由学生到白板上展示找到的内容,并进行阐述:

【板书设计】

第三节 DNA的复制

“一个主要场所”:细胞核

“二种时期”:减数第一次分裂前的间期和有丝分裂间期 “三步过程”:解旋→合成子链→母子链盘旋 “四个条件”:模板、原料、酶、能量 基础训练

1.下列关于DNA复制过程的正确顺序是 ①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋

④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构。

A.①③④②⑤ B.①④②⑤③

( )

C.①③⑤④② D.③①④②⑤ 2.DNA复制的基本条件是( ) A.模板,原料,能量和酶 B.模板,温度,能量和酶 C.模板,原料,温度和酶 D.模板,原料,温度和能量

3.DNA分子复制能准确无误地进行原因是( ) A.碱基之间由氢键相连

B.DNA分子独特的双螺旋结构及碱基有严格的互补配对原则 C.DNA的半保留复制 D.DNA的边解旋边复制特点

4、以DNA的一条链“-A-T-C-”为模板,经复制后的子链是( ) A.“-T-A-G-” B.“-U-A-G-” C.“-T-A-C-” D.“-T-U-G-”

5、1个DNA分子经过4次复制,形成16个DNA分子,其中含有最初DNA母链的有(

A.2个 B.8个 C.16个 D.32个

6、关于DNA分子复制的叙述,错误的是( ) A.复制发生在细胞分裂间期 B.边解旋边复制

C.复制需要氨基酸和酶 D.复制遵循碱基互补配对原则

7.一个DNA分子复制后,新形成的子链( ) A.是DNA母链的片段 B.和DNA母链之一完全相同 C.和DNA 母链都相同 D.和DNA母链稍有不同 【课后反思】

1.通过学习掌握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。

第13篇:《DNA分子的结构和复制》教学设计

《DNA分子的结构和复制》教学设计

1 教学目标设计 1.1 知识与技能

(1)阐述DNA分子的基本单位。

(2)概述DNA分子双螺旋结构的主要特点。 (3)阐明碱基互补配对原则及其生物学意义。 1.2 过程与方法

(1)收集DNA分子结构模型的建立过程的材料。 (2)评价DNA分子结构模型的建立过程。 1.3 情感态度与价值观

(1)探讨DNA分子结构模型的建立过程,体验互助合作的科学精神。 (2)制作DNA分子双螺旋结构模型,体验科学家科学探索的精神。 2 重点难点分析 2.1 重点分析

DNA分子的双螺旋结构是学生理解遗传学理论的知识基础,故为重点;另外,DNA分子的复制是细胞分裂知识的延续,是理解遗传意义的分子基础,故是另一重点。 2.2 难点分析

DNA分子的双螺旋结构特点和半保留复制方式是本节课的难点。 3 学情分析

本部分内容抽象,不容易理解,另外,学生对此知识所知有限。因此,本段教学遵循从已知到未知,从简单到复杂,充分利用挂图和板画的直观性,引导学生进行主动思考。 4 教学策略

本节课采用引导——探究的教学模式,具体思路如下:

复习细胞的化学成分,总结DNA的基本单位及组成;引导学生观察、描述DNA分子中多核苷酸链的形成及链间的连接,引出碱基互补配对原则;通过同学间绘制的DNA分子平面结构图的比较,认识DNA结构的多样性、特异性。

以“复习DNA结构”为导入点,利用“遗传的概念”、“细胞分裂中染色体复制及其意义”总结DNA复制的时期和条件;通过板画演示DNA的复制过程,通过观察思考,理解DNA的半保留复制方式;通过例题,对本节知识加深认识。 5 教学过程

创设情境,激发学生的探究欲望,形成DNA分子结构的初步印象

创设:北京中关村科技园区的标志是呈双螺旋造型的DNA雕塑。看似麻花卷的DNA为什么能成为高科技的标志?它是怎么储存遗传信息?又是怎样决定生物性状的? 二

DNA分子的化学成分

依托第一章知识,采用提问形式,引导学生回忆核酸的相关内容,总结构成DNA的组成元素、基本单位及构成基本单位的三种分子: A、DNA的中文名称是?————脱氧核糖核酸。

B、核酸有两种,除了DNA外,还有RNA。RNA又叫?————核糖核酸。 C、核酸是由哪些元素组成的?————C、H、O、N、P五种元素。 D、构成核酸的基本单位是什么?————核苷酸。

E、因此核苷酸也有两种:一种是构成RNA的基本单位核糖核苷酸;另一种是构成DNA的基本单位脱氧核糖核苷酸。

F、一个脱氧核糖核苷酸由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。

DNA分子的结构

创设:DNA是一种高分子的化合物,它是由许多个脱氧核苷酸连接而成的。下面进一步观察DNA的平面结构和空间结构。

问题①:观察DNA由几条链构成?这两条链的位置关系如何?它们的方向一致吗?它具有怎样的立体结构?

问题②:DNA的基本骨架由哪些物质构成?分别位于DNA的什么部位? 问题③:什么是碱基互补配对原则?碱基对位于DNA的什么位置? 学生绘制DNA分子平面结构图(规定:碱基数4对,碱基种类自选)。目的:A、巩固以下知识点:①脱氧核苷酸中三种成分的连接方式;②DNA由两条反向平行排列的多核苷酸链组成;③磷酸和脱氧核糖交替连接排列在DNA分子外侧,碱基对排列在内侧;④碱基互补配对原则。B、通过学生自己绘制的图形与其他同学的比较,总结DNA结构的共同点和差异性,为理解DNA结构的多样性和特异性埋下伏笔。

学生计算:4对碱基,DNA分子的种类数有多少种?若碱基为4000对呢? 四

运用碱基互补配对原则,总结碱基计算规律

(1)双链DNA分子中:①A=T,C=G;②嘌呤(A+G)=嘧啶(C+T);③两个不互补配对的碱基之和比值等于1,即A+G/C+T=1。(双链DNA分子中,所有的嘌呤之和与所有的嘧啶之和有什么关系?对于单链的DNA,这种关系成立吗?)

(2)一条链上某碱基总数等于另一互补链中与它互补配对的碱基总数。 五

DNA分子的复制

设置以下问题情境,导入本课题:

①什么是遗传?————亲代的性状传给后代的现象。

②子代与亲代为什么相似?————子代从亲代继承了遗传物质DNA。

由此引出:遗传信息从亲代传递给子代是通过DNA分子的复制来完成的。同时得出DNA分子的复制的概念。

①染色体复制包括DNA复制和有关蛋白质的合成————DNA复制的时期:有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。 ②DNA是遗传信息的载体,DNA分子中特定的核苷酸排列顺序代表遗传信息。遗传信息通过DNA分子的复制由亲代传递给子代。合成DNA时,必须有原来存在的分子为模板————DNA复制需要模板DNA。

③DNA复制是生物体内合成DNA的过程。DNA是由脱氧核苷酸组成的————DNA复制需要原料——脱氧核苷酸(四种)。

④DNA复制是生物体内复杂的化学反应,回忆新陈代谢发生的两大条件————DNA复制需要能量和酶(解旋酶和DNA聚合酶)。 六

DNA分子的复制过程

引入:DNA是双螺旋结构,碱基对位于DNA结构的内侧,复制如何进行?——边解旋边复制。

①DNA复制过程中,DNA的双螺旋结构有没有变化?——引出解旋的概念、条件和边解旋边复制的特点。

②DNA是如何提供复制模板的?——以解开的每条母链为模板,暴露出内侧的碱基。 ③DNA是如何复制碱基的排列顺序的?——DNA复制遵循碱基互补配对原则。 ④子代DNA的结构有何特点?——半保留复制方式。 ⑤DNA复制完成后,亲代DNA是否存在?亲代DNA的两条多核苷酸链是否存在?——亲代DNA不论复制几次,它的两条母链不会消失,始终存在于两个子代DNA中。 板画和例题以加深对DNA复制过程、DNA半保留复制方式的理解。

<例题>在氮源为14N培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照);在氮源为15N培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N培养基上,再连续繁两代(Ⅰ和Ⅱ),用密度梯度离心方法分离,得到结果如下图:

请回答:

①由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细胞DNA分子中一条链是

,另一条链是

。 ②将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N培养基上繁殖一代,将所得到细菌的DNA用同样方法分离。请参照该图,标出DNA分子可能出现在试管的位置。

第14篇:DNA复制说课

《DNA复制》说课稿

各位老师同学们:

大家好,我今天说课的题目是高中生物必修2第三章第三节《DNA的复制》这部分内容。下面我将从教材分析、教法和学法、教学设计、板书设计几个方面来对本课题进行说明。

首先我对本课题教材进行分析:

一 说教材:

1.教材分析:

本节课在《DNA是主要的遗传物质》及《DNA的分子结构》这两节课的基础上讲述了DNA分子复制的内容,包括对DNA分子复制的推测,DNA半保留复制的实验证据,DNA分子复制的过程三个部分。本节在教材中属于较抽象较难理解的一部分内容,它是对前面所学的细胞分裂和孟德尔遗传定律知识的深化理解,同时也是学习生物的遗传变异理论和基因工程的基础,所以本节在教材中起着较重要的作用。 2.学情分析

高一学生,从能力方面分析,他们有一定的观察推理能力,能够掌握基本的思维方法,逻辑思维、创造思维有了较大的发展,认知能力也在不断完善。 从知识准备情况看,学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识。在此基础上,本课将要从分子水平来探讨生命的本质,由于这一课时内容具有较深的抽象性,属于肉眼看不到的抽象知识,学生们会感到困难,因此在教学中,除了通过启发式教学,设置大量的问题情境以外,还引导学生自主、探索、合作学习,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们探究、合作能力。 基于以上对教材和学情的分析,结合新课程标准的新理念,我确定了如下几项教学目标: 3.教学目标

(1)知识目标:1 概述DNA分子复制的概念、场所、时期、条件、过程以及特点;

2 探讨 DNA复制的生物学意义

(2)能力目标:培养学生自学能力,动手合作能力,观察能力、分析理解能力。 (3)情感态度价值观目标:

1、分析经典实验,领悟科学探究的魅力,感受实验设计的巧妙;

2、通过分组学习,学生互帮互助,共同进步;

3、模型演示,角色扮演,寓学于乐,增加学生对生物学习的兴趣。

在吃透教材的基础上,结合学生的认知结构和大纲要求,我制定了本课的重难点:

4.教学重点、难点

教学重点:

1、探究DNA半保留复制的实验证据;

2、概述DNA复制过程、条件和特点。

教学难点:

1、半保留复制的实验分析;

2、DNA复制过程。

为了讲清楚教材的重难点,使学生能够达到上面所说的教学目标,我再从教法和学法上谈一下,也就是本次说课的第二部分。

二、说教法:

1.情景教学法:让学生积极主动的参与到教学活动中来

2.直观演示法:用多媒体,把DNA复制过程演示出来,使难点知识变静为动、变抽象为形象,转化为易于吸收的知识。激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的掌握。

3.活动教学法:通过创设情景让学生扮演、学生借助教具模拟复制过程等活动形式获取知识,培养学生的团结协作的精神以及动手能力。4.教具演示法 :

(1) 用PowerPoint制作的演示文稿 (2) DNA复制过程的动画

(3)DNA双螺旋模型 (4)红色和蓝色拉链

三、说学法:

学生已经具备一定的实验分析能力,对同位素标记的这种实验方法也较为熟悉,所以在分析实验时,可以放手让学生思考实验原理,教师只需要做适当的引导便可。学生扮演、模型模拟这类教学,学生接触得极少,教师应该由浅入深的引导,并通过分组学习,让一些空间思维能力较强的学生带动小组甚至全班的同学进行学习。分析了教法和学法,下面我将具体说一下本次说课的第三部分——教学设计

四、说具体的教学过程

本节教学我将按如下的流程进行:

温故知新、导入新课 创设情境,学习新课 归纳总结 反馈练习(一)温故知新、导入新课

关于DNA分子的复制的教学,教师首先可以通过课题下的2008北京奥运会的会幑“中国印·舞动的北京”导入及问题探讨,激起学生和兴趣。然后让学生回顾以前学过的:(1)DNA组成单位是什么?(2)DNA有几条链组成?(3)DNA的结构特点是什么?展示DNA分子的双螺旋模型以及明星父子照片,思考:生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的,那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代?引出DNA复制课题。这是在学生掌握旧知识基础上,对已掌握的知识进行引申和发展从而而获得新知,符合认知建构理论。

(二)创设情境、学习新课

思考:新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗?是否像洗相片似的,有一张底片就可以洗出许多相片来? 一 对DNA分子复制的推测

沃森,克里克提出的关于DNA分子复制方式的假说是怎样的,引入对“半保留复制”概念的学习,接下来我使用课件给出关于DNA分子复制方式的另一假说——全保留复制。

接着提出这样一个问题:DNA究竟是以半保留还是全保留方式进行复制的呢?以此激发学生的求知欲望,从而引导学生对DNA分子复制的方式进行探究。 二 DNA复制的实验证据

运用课件的方法将经典实验展示给学生,然后层层设疑,逐步分析此实验过程。

首先我将引导学生分析实验使用同位素示踪标记法的目的是什么?在得到解答之后,让学生领会到此实验设计的巧妙之处。接着我让同学们观察并自主阐述实验结果的现象,在学生清楚讲述了实验现象后,我将设出疑问:为何会产生这样的实验结果?这一实验结果又说明了什么?引起学生的思考,促进学生积极思维,在进行小组讨论后由学生自己得出结论:DNA是以半保留方式进行复制的。从而完成对DNA半保留复制实验证据的学习。

通过实验的探究,学生们已知道DNA是以半保留方式进行的,在此时,我将设疑:那DNA复制过程具体是如何的呢?引起学生的好奇心,从而转入对DNA分子复制过程的学习。 三 DNA复制的过程

1 关于DNA复制具体过程的教学,我先请同学们自己阅读书上的相关内容,回答出DNA复制的概念,以及思考以下问题的答案:

⑵ 什么是解旋:解旋的目的是什么? ⑵什么叫子链?复制一次能形成几条子链? ⑶ 简述子链形成过程?

学生充分回答上述问题后,教师播放多媒体DNA分子复制过程的动态图解。并和学生一起归纳出复制三点过程:

② 解旋提供准确模板 ②合成互补子链

③ 子、母链结合盘绕形成新DNA分子。

以上过程可配合板图进行归纳。通过这个过程得出DNA复制的特点: ① DNA分子是边解旋边复制的,是一种半保留复制,即在子代双链中,有一条是亲代原有的链,另一条则是新合成的。

② DNA复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制,从而保证了子代和亲代具有相同的遗传性状。

设问:DNA复制后两个子代DNA分子与亲代DNA分子是否完全相同?为什么?

通过设问,让学生进一步理解和巩固DNA复制的全过程。接下来让学生总结出DNA复制的四大基本条件:

① 模板:开始解旋的DNA分子的两条单链; ② 原料:是游离在核液中的脱氧核苷酸; ③ 能量:是通过水解ATP提供;

④ 酶:酶是指一个酶系统,不仅仅是指一种解旋酶。 (三)小结

最后通过以上分析,总结出DNA复制的意义以及在生活中的应用: 意义:DNA通过复制,使遗传信息从亲代传给子代,从而保证了物种的相对稳定性,保持了遗传信息的连续性,使物种得以延续。

应用:目前DNA分子广泛应用于刑事案件侦破等方面:DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。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。

2 为了加深学生对DNA复制过程的理解,接下来我设置了两个学生活动 一 角色扮演——每个学生看成一个脱氧核苷酸,模拟DNA复制过程。 (1)每个学生的躯干代表脱氧核糖,左手代表磷酸,右手代表碱基。每个学生右手中

拿一个用彩色纸剪好的碱基,使每个学生代表一种特定的脱氧核苷酸。 (2)每五个学生前后连成一条脱氧核苷酸链,后面学生的左手抓住前面学生的衣服,

代表磷酸核脱氧核糖相连,两条链反向平行形成一段DNA分子。 (3)一名同学代表DNA解旋酶,模拟解旋过程;另一名同学代表DNA聚合酶,由他选择另一些手中拿着碱基的同学代表游离脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则加到解开的母链上。强调边解旋边复制。

(4)最后形成了两段由一条母链和一条子链重新组合的新的DNA分子。 二 合作学习——用蓝、红两种颜色的拉链来模拟复制过程。

引导学生思考:(1)把拉链比作DNA分子,各部分可以看作什么? 拉链中间的齿——碱基对;两边的布——磷酸、脱氧核糖交替排列的基本骨架; 拉链头——解旋酶; 拉链拉开后,单独的齿——碱基; 拉链完全拉开后,看作两条脱氧核苷酸链。

(2)把蓝色拉链当作亲代DNA,红色拉链当作合成新DNA的原料 (游离的脱氧核苷酸),对照课本介绍,模拟并简述复制的过程。 (3)分组模拟,合作学习。学生代表上讲台边讲解边模拟。

(4)再次播放DNA复制的动画,对刚才的内容进行补充说明(特别要强调的是,新链中的核苷酸是一个个接上去的,而不是像拉链一样成一条链之后再接上去。 归纳出复制三点过程:①解旋提供准确模板②合成互补子链③子、母链结合盘绕形成新DNA分子。并再一次总结DNA复制所需要模板、原料、能量、酶。

(三) 归纳总结:

从DNA分子复制方式,复制所需要条件,复制过程等多维度进行总结,构建完善的知识体系,并最终理解DNA复制在遗传学中的地位。

(四) 反馈练习

设计5道原创练习题:即有关半保留复制及DNA复制时期、场所、条件及过程的习题。

通过以上练习使学生进一巩固本节课的重点与难点知识。

1.某双链DNA分子带有15N同位素标记,以该DNA为模板在含14N的试管中进行复制实验,连续复制5代之后,试管中带有15N同位素标记的DNA占总量的比例为

A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16 【设计意图】 巩固DNA半保留复制的实验,理解:不论复制多少代含有母链的只有两条。

2.将下面关于DNA复制过程的步骤排序:

①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶的作用下解旋

④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构。 【设计意图】更好地掌握DNA复制的过程。

3、有关DNA复制的叙述,不正确的是 。 A.解旋完毕后再复制 B.可发生在卵原细胞形成初级卵母细胞时 C.复制包括母链和子链的螺旋化 D.复制过程需要能量

【设计意图】考查DNA复制的特点,时期以及条件。

4、某些药物可以抑制肿瘤细胞的增殖,从而达到控制癌症 的目的。这些药物作用于细胞周期的

A 间期 B 前期 C 中期 D 不能确定 【设计意图】考查DNA复制的时期。

5、DNA的复制不可能发生在

A、细胞核中

B、叶绿体中 C、线粒体中 D、高尔基体中 【设计意图】考查DNA复制的场所。

最后,说我的板书设计,也是我说课的第四部分,我将这样设计本课的课堂板书。

(五) 板书设计 第3节 DNA的复制

一、复制方式的推测: 半保留复制 全保留复制

二、半保留复制的实验证据

三、复制的过程

过程:解旋——合成子链——螺旋 条件:模板、酶、原料、能量等 特点:半保留复制 边解旋边复制

四、意义:传递遗传信息

我认为这样的设计比较直观系统,一目了然。简要体现了教材中的知识点,便于学生理解。

各位领导老师,本节课我以 “教师为主导,学生为主体,以实验为基础,以学法指导为中心,让学生主动地参与到知识形成的整个思维过程中来,并最终达到预期的教学效果。

我的说课完毕,谢谢大家!

第15篇:DNA的复制教案

第三节 DNA的复制

一、教学目的

知识目标:

1、理解DNA复制的含义。

2、掌握DNA的复制过程。

3、概述DNA复制的生物学意义。

能力目标:

1、通过对DNA复制的学习,让学生掌握运用碱基互补配对原则分析问题。

2、培养学生观察、分析、推理和总结概括的能力。

情感目标:

1、让同学们认识与人合作在科学研究中的重要性以及技术的进步在探索真理中的重要作用。

2、让同学们明白不论哪种假说只有在通过实践检验并被证明是正确之后才能上升为科学理论。

二、教学重点、难点

教学重点:DNA复制的条件、过程及特点

教学难点:DNA复制的过程

三、教学方法

新授课;观察法、分析法、谈话法和讨论法

四、课时安排:1课时。

五、教具:多媒体课件授课

六、教学过程:

导入新课:

[讲授] 首先请大家来看这一张图片(幻灯) [提问] 那大家知道这是一幅什么图呢?

[回答] 2008年北京奥运会会徽“中国印 舞动的北京”。

[提问] 那接下来我要问这样一个问题(幻灯)如何将此会徽复制成两个一样的印章? [回答] 首先选一块相同的原料,请最好的雕刻师傅进行雕刻等等方案。

[讲授]我们今天的学习的内容就与复制有关.来看一下题目 第3节 DNA分 子的复制

[板书] 第三节 DNA的复制 (2)讲授新课

[讲授] 通过上两节课有关DNA的学习,同学们已经知道了DNA是主要的遗传物质及DNA的分子结构,我们先来复习一下DNA的分子结构。

[幻灯]

1、DNA分子具有特殊的空间结构,也就是具有规则的()结构。

2、碱基互补配对原则:A与();G与()两条链上的碱基通过()连接。[回答] 双螺旋 ;T; G; 氢键

[讲授] 作为主要的遗传物质DNA分子不仅能够储存大量的遗传信息,还能传递遗传信息,遗传信息的传递就是通过DNA分子的复制来完成的,那DNA是怎样复制的呢?它的复制与它的双螺旋分子结构有没有什么联系呢?让我们带着问题进入今天的学习。

首先我们要考虑DNA是怎么进行复制的呢?即对DNA分子复制的推测(幻灯)

[板书]

一、对DNA分子复制的推测

[讲授] 在学习之前我想请大家先阅读一下书上第52页关于DNA分子复制的推测的这段内容,这段内容主要是说沃森和克里克在提出了著名的DNA双螺旋结构模型后,又发表了遗传物质自我复制的假说,并提出了“半保留复制”这一概念。

[提问] 通过刚刚的阅读,谁可以解释一下什么叫做半保留复制? [回答] DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋将解开,互补的碱基之间的氢键断裂,解开的两条单链作为复制的模板,游离的脱氧核甘酸依据互补配对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制方式被称做半保留复制。

[讲授] 其实\"半保留复制\"只是沃森和克里克提出的一种对DNA复制方式的假说,对于的DNA的复制机理还存在着很多不同的假说。另一种关于DNA复制方式较普遍的假说是\"全保留复制\",既复制时DNA的两条母链会分开分别复制形成两条子链,之后两条母链结合恢复原状,新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。(幻灯)

现在知道了DNA复制方式的两种假说,那DNA究竟是如何进行复制的呢?我们该以什么作为依据去分析判断呢?刚刚xx同学已经为我们解释了什么叫做半保留复制.我也给出了大家全保留复制的概念。

[提问] 那这两种复制方式新合成的子代DNA有什么不同呢?

[回答] 半保留复制新合成的每个DNA分子中,会保留原来DNA分子中的一条链;而全保留复制新合成的每个DNA分子中的两条链都是新合成的。

[讲授] 根据这点我们只要区分亲代与子代的DNA就可以清楚的知道DNA的复制方式究竟是半保留的还是全保留的。科学家在1958年以大肠杆菌为实验材料,运用同位素示踪技术,设计了一个实验检验了DNA的复制方式,我们来看一下这个实验是怎样进行的。(幻灯)

[讲授] 科学家将先大肠杆菌放在含有15N标记的NH4Cl培养液进行培养,让其繁殖几代,提取此时大肠杆菌的DNA,接着将大肠杆菌转移到14N的普通培养液中进行培养,于细胞分裂一次时提取大肠杆菌的DNA,于细胞分裂两次时再提取一次DNA,最后将在这三个不同时期提取到的DNA进行离心,记录下离心后试管中DNA的位置。

[提问] 大家运用物理和化学知识可以想到为什么科学家要用15N和14N标记的两种不同培养液来培养大肠杆菌吗? [回答] 大肠杆菌在培养液中会用到N元素进行的复制,从而15N,14N被标记到链上,而由于两者的密度不同,在DNA离心时导致沉降系数不同,使得DNA带分布在试管中的不同位置,由此可以判断出DNA的复制方式。

[讲授] 我们来看一下经离心后DNA带在试管中的分布情况如何?比较三个试管中带的分布情况,第一次提取的DNA离心后分布在靠近试管底部的位置,第二提取的DNA离心后分布在试管的中间位置,而第三次提取的DNA离心后有两条DNA带,一条分布在离试管底部最远的位置,一条位于试管的中间位置。

[提问] 解释一下为什么这三条DNA带分布在试管中的不同位置?可以从DNA带的分布情况来判断DNA的复制方式是什么?为什么不是全保留复制?

[回答] 如果是以全保留进行复制的话就试管里只会有上下两条带,不会出现中间带。

[讲授] 来看下大肠杆菌DNA的半保留复制过程。先在15N标记的培养液中进行DNA复制,合成的都是15N标记的双链DNA,用15N15N表示,密度最大, 所以离心后的DNA带最靠近试管的底部;后转移到14N的培养液中以半保留方式复制了一次,合成了只有一条链被15N标记的子代双链DNA,用15N14N表示,密度居中,位置也居中;接着再复制一次时新合成了两条DNA链都没有被15N标记的子代双链DNA,用14N14N表示,密度最小,也就离试管底部最远.

其实这个实验证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的。 [板书]

二、证明DNA半保留复制的实验

[讲授] 那知道了DNA是以半保留复制方式进行复制的,下面来学习DNA分子复制的过程,在学习之前,先请大家阅读一下书上就第54页的内容,来回答这几个问题:

[板书]

三、DNA复制的过程 [幻灯] DNA复制的概念?

[回答] 指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 [提问] 那DNA复制的实质是什么呢? [回答] DNA的复制实质上是遗传信息的复制。

[幻灯] DNA复制的时间和场所?

[回答] 细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期 [幻灯] DNA复制的条件? [回答] 模板,原料,能量,酶等 [幻灯] DNA“准确”复制的原因?

[回答] ①DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板。

②通过碱基互补配对,保证了复制能够准确无误地进行。 [讲授] 接下来我们学习复制的过程 [幻灯] DNA复制的过程

银幕上出现动态的DNA分子复制过程图解,(flash )待学生看懂图后,回答如下问题:

[幻灯]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。

[讲授]我们来总结一下DNA的复制过程:(幻灯)

①在ATP供能、解旋酶的作用下,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以上述解开的每一段母链为模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一段子链。

③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。通过细胞分裂分配到两个子细胞去。

[提问] 通过刚刚对复制过程的学习,可以看出复制中有什么特点吗? [幻灯] DNA复制的特点

[回答] DNA分子是边解旋边复制的,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。

最后我们来看下DNA复制的意义 [幻灯] DNA复制的生物学意义

[回答] 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。

[讲授] 我们利用这张表格来复习一下今天的学习内容。 [填表格] [习题]

1、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制,从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的( )

A、间期 B、前期 C、中期 D、不能确定 [答案] A 2.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子,这两个新的DNA分子( )

A.分别由两条母链和两条子链形成 B.两条母链和两条子链随机结合而成 C.分别由一条子链及一条母链结合而成 D.一条子链与另一条子链的母链结合

[答案] C 3.DNA分子的半保留复制方式使 [ ] A.分子结构具有相对稳定性

B.能精确进行自我复制,保证亲代与子代之间的连续性 C.能够精确地指导蛋白质合成 D.产生可遗传变异的机会 [答案] B 4.一个双链DNA分子为第一代,经过3次自我复制,在第四代DNA分子中,共有[ ]条长链有[ ]条第一代脱氧核苷酸的长链

A.2 B.4 C.8 D.16 [答案] D ;A [幻灯] 看图填空

七、作业: 课后练习及同步检测相关内容

八、板书设计:

第三节 DNA的复制

一、对DNA分子复制的推测

二、DNA半保留复制的实验证据

三、DNA分子复制的过程

九、课后反思:

第16篇:第二节__DNA的结构和DNA的复制_教学设计_教案

教学准备

1. 教学目标

1.知识目标:

(1)概述DNA分子结构的主要特点。

(2)通过介绍DNA双螺旋模型的建立过程,使学生了解现代遗传学的研究方法,强化对学生进行科学态度和方法的教育。

(3)使学生理解DNA的双螺旋结构模型和DNA分子的复制过程,掌握运用碱基互补配对原则分析问题的方 法。

(4)利 用DNA的性质进行实验分析和实验设计。 2.能力目标:

(1)在尝试模拟制作基础上,结合资料分析DNA双螺旋结构模型的科学性,反思建模过程,体会建模的思想,提高建模能力。

(2)通过DNA复制的学习,体会DNA半保留复制的方法。 (3)通过建构DNA的双螺旋结构,培养学生的动手能力。 3.情感、态度和价值观目标:

(1)交流课题研究中搜集的分子结构模型建立过程的相关资料,体验建立DNA双螺旋结构模型的艰辛与曲折,体验科学家的奉献精神,形成勇于创新的科学态度与为科学献身的精神。

(2)认同人类对科学的认识是一个不断深化不断完善的过程。

2. 教学重点/难点

重点:

(1)DNA的双螺旋结构及其特点的分析。 (2)DNA分子复制的条件、过程和特点。 难点:

(1)制作DNA结构模型掌握DNA分子的双螺旋结构的特点.(2)DNA分子复制的过程。

3. 教学用具 多媒体

4. 标签

必修,生物,苏教版

教学过程 (一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。

(二)情景导入、展示目标。

教师:坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑,以简洁而独特的双螺旋造型吸引着过往的行人,很少有谁注意到它的旋转是顺时针方向还是逆时针方向。但同样是一座以DNA双螺旋结构为基础设计的雕塑,却因旋转方向的问题,曾引发一起北京世纪盛典文化艺术交流有限公司起诉北京大学的雕塑合同纠纷案件。案件是由于DNA空间结构的旋转方向问题引起的,那DNA到底有什么样的化学组成和空间结构呢?

自从认识到DNA是遗传物质以后,人们就开始了对它的深入研究,到20世纪中期,人们已经了解了DNA的化学组成。

教师:请同学们回顾必修1,组成DNA分子的基本组成单位是什么? 学生:脱氧核糖核苷酸。

教师:DNA是人体的遗传物质,同一个人的不同细胞中DNA都是相同的,不同人的DNA则是不同的,这些都与DNA的分子结构有关。这节课就让我们共同来学习第2节DNA的分子结构。(课件展示)

(三)合作探究、精讲点拨。

探究一 回眸历史——探究DNA的结构

阅读课本P59-P61边做边学相关内容,并结合图4-6和图4-7,思考并小组讨论下列问题:

〖问1〗随着商品防伪难度的增大和DNA有关知识的普及,近几年来,许多商家尝试着用DNA作防伪标记。其原理是什么?

【讲述】DNA分子的特异性,即每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。 〖问2〗孩子既像父亲,又像母亲,知道是什么原因吗? 【讲述】父母的原始生殖细胞在进行减数分裂之前细胞内的DNA都要经过复制,然后经过减数分裂形成精子和卵细胞,精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵,受精卵通过有丝分裂产生子代。所以子代细胞中含有父母的DNA,所以表现的性状和父母相似。

〖问3〗请同学们在桌子上的实验材料中找出脱氧核糖核苷酸模型,看看你能找到几种类型,它们之间有什么区别?

【讲述】4种类型,只在碱基上有区别,有A、G、C、T四种。

〖问4〗哪位同学能说一下四种脱氧核糖核苷酸的名称?请学生拿起模型回答。 【讲述】脱氧核糖核苷酸共有4种碱基,模型中较长一些的代表的是腺嘌呤和鸟嘌呤两种碱基,这是因为它们具有双环结构,较短一些的是胞嘧啶和胸腺嘧啶两种碱基,二者是单环结构。这4种类型的脱氧核糖核苷酸仅在碱基上有所差别,所以我们可以根据碱基为其命名。

〖问5〗如果把脱氧核糖核苷酸和RNA的基本组成单位核糖核苷酸相比,二者有什么区别呢?

【讲述】五碳糖不同(脱氧核糖和核糖);碱基的差别:尿嘧啶与胸腺嘧啶的区别。

〖问6〗回首沃森和克里克的成功给我们留下了哪些启示呢?

【讲述】创新思维是成功者必备的素质,要敢于向权威挑战;要善于吸收别人的成果,博采众家之长;要有合作探究的意识;要选择科学的研究方法。 〖问7〗请同学们根据学案上的资料,分析模型和刚才的操作过程,分析总结一下DNA分子的结构特点。

【讲述】①首先是DNA分子含有两条脱氧核糖核苷酸链,两条链按照反向平行方向并向右盘绕成双螺旋。(螺旋直径为2.0nm,螺距为3.4nm,每个螺距有10个碱基对,两个相邻碱基对平面的垂直距离为0.34nm)

②结构的外侧是由脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链,构成DNA分子的骨架;碱基位于双螺旋结构内侧,遵循碱基互补配对原则形成碱基对,即A与T配对,G与C配对,A与T间二个氢键相连,G与C间三个氢键相连。

〖问8〗DNA分子的特异性体现在哪些方面上?

【讲述】DNA分子的特异性就体现在特定的碱基(对)排列顺序中。 DNA分子的特异性体现在三个方面:

①多样性:DNA分子碱基对的排列顺序千变万化。②特异性:特定的DNA分子具有特定的碱基排列顺序。 ③遗传信息:DNA分子中的碱基对排列顺序就代表了遗传信息。

探究二 DNA的复制

阅读课本P63-P64的相关内容,并结合图图4-8和图4-9,思考并小组讨论下列问题:

〖问9〗DNA分子复制发生在什么时间? 【讲述】发生在无丝分裂之前或有丝分裂间期;在配子形成时则主要发生在减数第一次分裂之前的间期。

〖问10〗“新”DNA的形成过程怎么进行? 【讲述】有以下三点:

a.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,于是部分双螺旋解旋为两条平行双链,此过程叫解旋。解开的两条单链叫母链(模板链)。

b.合成互补子链:以上述解开的两条多脱氧核苷酸链为模板,在酶的作用下,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成两条与母链互补的子链。

c.子母链结合形成新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互相盘绕成螺旋结构,解旋完即复制完,形成新的DNA分于,这样一个DNA分子就形成两个完全相同的DNA分子。即边解螺旋边复制。 〖问11〗DNA分子复制过程需要哪些条件? 【讲述】DNA分子复制的条件有精确的模板、原料、能量和酶等基本条件。复制的方式是半保留复制,即新DNA分子中都保留了原来DNA分子的—条链。 〖问12〗什么叫解旋?解旋的目的是什么?

【讲述】在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子两条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。解旋的目的就是为复制提供准确模板。

解开的两条单链叫母链(模板链)。

〖问13〗什么叫“子链”?复制一次能形成几条子链?

【讲述】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条链称为子链。一条母链复制一次能形成一条子链。 〖问14〗DNA的复制是否就像洗照片似的,有一张底片就可以洗出许多照片来? 【讲述】不是,与洗照片不同。因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的、新的

DNA分子,而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子。 〖问15〗复制的DNA如何保证准确呢?

【讲述】DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。

〖问16〗研究DNA复制常用的方法是什么?

【讲述】研究DNA复制的常用方法同位素标记法和离心法,常标记3H、15N、32P,通过离心在试管中形成不同位置。

〖问17〗DNA复制能否在体外进行?需要什么样的条件?

【讲述】能进行。 ①体外也可进行,即PCR扩增技术,除满足一般条件外,还应注意温度、pH 的控制及引物的加入。

②影响细胞呼吸(ATP供给)的所有因素都可能影响DNA复制。

课堂小结

本节能力目标定位于培养学生自主学习的能力:在自学中领悟知识,去发现问题和解决问题。培养分析和理解能力及创造性思维的能力,通过探索求知、分析图解(这节内容的流程图解较多)、讨论交流激发独立思考、主动获取新知识的能力。培养合作学习的能力,通过小组内与小组间的合作使知识从深度要求达到广度要求。在较好地实现了设定的教学目标的基础上,培养了学生的探究精神和创造性思维。

课后习题

1.下列DNA分子各种碱基数量比中,因生物种类不同而有区别的是(

) A.(A+T)/(G+C) B.(A+G)/(T+C) C.(A+C)/(T+G)

D.A/T 2.一双链DNA分子中,胸腺嘧啶占全部碱基的23.8%,则A+C的含量是(

) A.76.2%

B.50%

C.23.8%

D.26.2% 3.如图是DNA分子结构模式图,请据图回答问题:

参考答案: 1.A 【解析】B、C、D比值都为1,无特异性。 2.B 【解析】

试题分析:DNA双链中A=T、G=C,A+G+C+T=1,所以A+C的含量是50%。 考点:考查DNA分子中碱基的比例。

点评:难度较小,理解DNA双链中A=T、G=C。 3.(1)胸腺嘧啶

脱氧核糖

磷酸 (2)[9]氢键

(3)[7]胸腺嘧啶脱氧核苷酸 (4)[8]碱基对 (5)规则的双螺旋结构

沃森和克里克

板书

第二节 DNA的结构和DNA的复制

一、回眸历史——“解开DNA结构之迷”

二、DNA的结构

1.构成DNA分子的基本单位—脱氧核糖核苷酸 2.脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起形成多核苷酸链 3.DNA分子的立体结构是规则的双螺旋结构 4.制作DNA双螺旋结构模型

三、DNA分子的复制

1、概念:

2、发生时间:

3、复制的条件:

4、复制的过程

5、DNA复制的生物学意义

第17篇:DNA教学设计

《DNA分子的结构》教学设计

●教材分析

本节内容是新课标人教版必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容,主要包括DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子结构的主要特点及制作DNA双螺旋结构模型三部分。其中碱基互补配对原则是DNA结构、DNA复制以及DNA控制蛋白质合成过程中遵循的重要原则。DNA分子的双螺旋结构是学生学习和理解遗传学的基础知识;DNA独特的双螺旋结构保证了DNA具有多样性、特异性、稳定性的特征,它是学生理解生物的多样性、特异性、物种稳定性本质的物质基础。 ●设计思路

以科学家的探究过程为主线,用提问、讲授并结合多媒体演示的方法再现科学家如何一步步通过不懈的努力总结出DNA分子的结构。教学中通过科学家相关事迹的学习,使学生认识到科学探索的艰辛,树立起勇于挑战、不怕失败、团结协作的科学态度。 ●教学目标 1.知识方面

⑴识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类、元素种类。 ⑵DNA分子的平面结构和空间结构。 ⑶碱基互补配对原则。 2.情感态度与价值观方面

认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程 3.能力方面

构建DNA双螺旋结构模型。 ●教学重点和难点

1.教学重点:DNA分子双螺旋结构模型的建构 2.教学难点:DNA分子结构的主要特点 ●教学方法:讨论法、多媒体演示法 ●教学准备:PPT ●课时安排:1课时 ●教学过程: 【新知探究】

师讲述:2004年7月28日,“分子生物学之父”克里克在圣地亚哥加州大学医院与世长辞,享年88岁。1953年4月25日,克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构,从而带来了遗传学的彻底变革,这一成就后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现,更宣告了分子生物学的诞生。也正是因为这一研究成果,1962年他们共同获得了诺贝尔学奖。那么,克里克与沃森提出了双螺旋结构到底是怎样的呢,下面我们一起跟随科学家的研究足迹尝试着构建出这个著名的双螺旋结构。

一、DNA分子双螺旋结构的构建 1.模型建构一:脱氧核苷酸

前面学过20世纪30年代,科学家认识到:组成DNA分子的基本单位是 1分子脱氧核苷酸 = + + 多媒体展示:

请学生回答碱基的种类和脱氧核苷酸的种类。 2.模型建构二:脱氧核苷酸单链

基本单位找到了,科学家们进一步发现DNA就是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。

教师指导学生如何将脱氧核苷酸连接成单链 3.模型建构三:脱氧核苷酸双链 4.模型建构四:双螺旋 多媒体展示:资料三和资料四

师讲述:1951年春天,在意大利举行了一次生物大分子结构的会议。会上,英国科学家富兰克林和她同事威尔金斯展示了采用X射线衍射技术拍摄到的DNA晶体照片,而这张照片让来参加会议的沃森激动地话也说不出来了,心怦怦直跳。为什么?因为从这张照片上完全可以断定DNA的结构是一个螺旋体。所以,资料3为推算出DNA分子呈螺旋结构的结论,提供了决定性的实验依据。 但可惜的是没等到分享研究成果的喜悦,7年之后,这位才华横溢的女科学家因为癌症而英年早逝。按照惯例,诺贝尔奖不授予已经去世的人。因而,在1962年是富兰克林的同事威尔金斯和沃森、克里克共同分享了当年的诺贝尔奖。 多媒体展示:衍射照片

师讲述:那么到底是什么样的螺旋结构呢?在1951年的秋天,沃森在英国剑桥大学碰到了对DNA结构同样着迷的克里克。虽然克里克比沃森大12岁,却有一见如故的感觉。物理学家出身的克里克对衍射图谱的分析十分熟悉,而沃森可以帮助克里克理解生物学内容。他们尝试了很多螺旋模型,但都以失败告终。 请学生阅读课本48页相关内容。

师讲述:在失败面前他们没有气馁。最终,根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构。于是沃森和克里克立即行动,马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起开始奋战,他们夜以继日,废寝忘食,终于在3月7日,将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。 多媒体展示:DNA双螺旋结构模型

二、DNA分子双螺旋结构的分析

1.学生通过思考如下问题,与教师一同归纳DNA分子双螺旋结构的特点。 (1)DNA是由几条链构成的?它具有怎样的立体结构?

(2) DNA的基本骨架是由哪些物质组成的?它们分别位于DNA的什么部位呢?碱基位于DNA的什么部位? (3) DNA中的碱基是如何配对的? 2.学生活动:用教学器材制备双螺旋结构 3.DNA分子双螺旋结构的特点:

(1)DNA分子是由两条链组成的,按反向平行方式盘绕成双螺旋结构。

(2)DNA分子中的磷酸和脱氧核糖交替排列,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。

(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,且A一定与T配对,C一定与G配对。 4.课堂反馈: 课后练习

1、3 【课堂小结】

5种化学元素,4种碱基,3种化学组成,2条链,1种独特的双螺旋结构 独特表现在:反向平行,磷糖交替,碱基互补 【作业布置】《课时练》相关练习●板书设计

第二节 DNA分子的结构

一、DNA分子双螺旋结构的构建

二、DNA分子双螺旋结构的分析

结构特点:反向平行,磷糖交替,碱基互补

第18篇:《DNA的复制》教学反思 (word版)

《DNA的复制》教学反思

本节课的教学设计是围绕遗传信息的传递为核心概念展开的。通过参与情境问题的讨论,学生清晰的认识到同一个体的体细胞中遗传物质相同,亲子代间要保持遗传的连续性需要通过DNA的复制来实现。

学生充分发挥想象力,推测DNA的复制方式,随后小组合作探讨“DNA半保留复制的验证实验”,培养了学生的合作意识及科学的思维方式。

DNA复制过程的两个视频化抽象为形象,生动地模拟出DNA的复制过程。学生观看后,对DNA的复制过程有了更准确的认识。

探讨DNA复制的意义时,与引课时的问题情境相结合,前后呼应,较好的帮助学生理解。

最后的课堂总结再现本节课的学习重点,加深学生对DNA复制方式、过程、意义等要点知识的理解和记忆。

总体上,整节课的设计,有效的促进了学生的主动学习,提高了学生的思维能力,同时体现了生物学科的科学本质。

不足之处:“用同位素标记法验证DNA的复制方式”是一个难点,有些学生不能充分理解,需要在课后的习题中巩固加强。

反思人:乌市第十一中学 唐静

第19篇:DNA的复制完整的说课稿

《DNA的复制》的说课稿

各位领导,老师,你们好!我是、、、。我今天说课的题目是《DNA的复制》。 主要从以下面八个方面来说说这一节课。

首先,我对本节内容进行分析

一、说教材分析

《 DNA的复制 》是人教版教材高中生物必修二第 三章第三 节内容。在此之前,学生们已经学习了孟德尔遗传定律和减数分裂知识 ,这为过渡到本节内容的学习起到了铺垫的作用。因此,本节内容在遗传学 中具有的重要的地位。 据课程目标,本节内容的要求“概述DNA分子的复制”,是属于“理解水平”的要求。

二.说学情分析:

学生特征,生理上表现少年好动,注意力易分散。从能力方面分析,他们有一定的观察推理能力,能够掌握基本的思维方法,逻辑思维、创造思维有了较大的发展,认知能力也在不断完善。 从知识准备情况看,学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识。在此基础上,本课将要从分子水平来探讨生命的本质,由于这一课时内容具有较深的抽象性,属于肉眼看不到的抽象知识,学生们会感到困难,因此在教学中,除了通过启发式教学,设置问题情境看教学动画以外,还引导学生自主、探索、合作学习,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们探究、合作能力。

三、说教学目标

基于以上对教材和学情的分析,结合新课程标准的新理念,我制定了以下的教学目标:

知识目标:1.说出DNA复制的时间和场所。

2.概述DNA复制所需条件、复制过程及特点。

能力目标:1.通过学习科学家探索DNA复制的经典实验,形成提出问题、分析问题和解决问题的能力;

情感、态度和价值观目标:

通过了解科学家认识DNA复制的思维过程,.形成良好的科学思

维和科学态度。

四、说教学的重、难点

本着高二新课程标准,在吃透教材基础上,我确定了以下的教学重点和难点 教学重点:DNA分子复制的条件、过程和特点。

我想通过DNA复制过程动画拉链模拟复制讲解突出重点。 教学难点:对半保留复制的推理与验证,DNA分子复制的过程。 我会通过画简图和动画加重点讲解突出难点。

为了讲清教材的重、难点,使学生能够达到本节内容设定的教学目标,我再从教法和学法上谈谈:

五、说教学策略(教法与学法)

基于建构主义教学理念,本节课确定为替代式的教学策略。

1.教学手段

坚持“以学生为主体,以教师为主导”的原则,根据学生的心理发展规律,采用学生参与程度高的学导式讨论教学法。

在学生看书,讨论的基础上,在老师启发引导下,运用问题解决式教法,师生交谈法,图像信号法,问答式,课堂讨论法。

2.学法的选择 我们常说:“现代的文盲不是不懂字的人,而是没有掌握学习方法的人”,因而,我在教学过程中特别重视学法的指导。这节课在指导学生的学习方法和培养学生的学习能力方面主要采取以下方法:思考评价法、分析归纳法、自主探究法。

最后我具体来谈谈这一堂课的教学过程:

六、说教学过程

在这节课的教学过程中,我注重突出重点,条理清晰,紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流,最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。 (一)温故知新、导入新课

回顾DNA结构的有关知识:(1)DNA组成单位是什么?

(2)DNA的结构特点是什么?展示DNA分子的双螺旋模型以及明星父子照片,思考:生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的,那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代?引出DNA复制课题。这是在学生掌握旧知识基础上,对已掌握的知识进行引申和发展从而而获得新知,符合认知建构理论。

(二)创设情境、学习新课

思考:新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗?是否像洗相片似的,有一张底片就可以洗出许多相片来?

一 对DNA分子复制的推测

沃森,克里克提出的关于DNA分子复制方式的假说是怎样的,引入对“半保留复制”概念的学习,接下来我使用课件给出关于DNA分子复制方式的另一假说——全保留复制。

接着提出这样一个问题:DNA究竟是以半保留还是全保留方式进行复制的呢?以此激发学生的求知欲望,从而引导学生对DNA分子复制的方式进行探究。

二 DNA复制的实验证据

运用课件的方法将经典实验展示给学生,然后层层设疑,逐步分析此实验过程。 首先我将引导学生分析实验使用同位素示踪标记法的目的是什么?在得到解答之后,让学生领会到此实验设计的巧妙之处。接着我让同学们观察并自主阐述实验结果的现象,在学生清楚讲述了实验现象后,我将设出疑问:为何会产生这样的实验结果?这一实验结果又说明了什么?引起学生的思考,促进学生积极思维,在进行小组讨论后由学生自己得出结论:DNA是以半保留方式进行复制的。从而完成对DNA半保留复制实验证据的学习。

通过实验的探究,学生们已知道DNA是以半保留方式进行的,在此时,我将设疑:那DNA复制过程具体是如何的呢?引起学生的好奇心,从而转入对DNA分子复制过程的学习。

三 DNA复制的过程

1 关于DNA复制具体过程的教学,我先请同学们自己阅读书上的相关内容,回答出DNA复制的概念,以及思考以下问题的答案:(1)DNA复制的概念、场所、时间、条件以及过程。让学生思考分析后得到答案,放映DNA复制的动画,详细讲解复制过程,即解旋→合成互补子链→形成子代DNA。最后让学生总结复制特点,准确复制的原因以及提出这样一个问题:新合成的子代DNA与亲代DNA是不是完全一样的?由问题的回答进一步让学生巩固对DNA复制过程的学习并引导学生共同探讨DNA复制的生物学意义。

2 为了加深学生对DNA复制过程的理解,接下来我设置了一个学生活动 合作学习——用蓝、红两种颜色的拉链来模拟复制过程。

引导学生思考:(1)把拉链比作DNA分子,各部分可以看作什么?

拉链中间的齿——碱基对;两边的布——磷酸、脱氧核糖交替排列的基本骨架;

拉链头——解旋酶;

拉链拉开后,单独的齿——碱基; 拉链完全拉开后,看作两条脱氧核苷酸链。

(2)把蓝色拉链当作亲代DNA,红色拉链当作合成新DNA的原料

(游离的脱氧核苷酸),对照课本介绍,模拟并简述复制的过程。 (3)分组模拟,合作学习。学生代表上讲台边讲解边模拟。

(4)再次播放DNA复制的动画,对刚才的内容进行补充说明(特别要强调的是,新链中的核苷酸是一个个接上去的,而不是像拉链一样成一条链之后再接上去。

归纳出复制三点过程:1.解旋2.以母链为模板进行碱基配对 3.形成两个新的 DNA 分子

并再一次总结DNA复制所需要模板、原料、能量、酶。

(三) 归纳总结:

从DNA分子复制方式,复制所需要条件,复制过程等多维度进行总结,构建完善的知识体系,并最终理解DNA复制在遗传学中的地位。

(四) 反馈练习

找五道相关练习题:即有关半保留复制及DNA复制时期、场所、条件及过程的习题。

通过以上练习使学生进一巩固本节课的重点与难点知识。

(五)布置作业

针对高二年级学生素质的差异,我进行了分层训练,这样做既可以使学生掌握基础知识,又可以使学有余力的学生有所提高,从而达到拔尖和“减负”的目的。

七、板书设计

第三节 DNA分子的复制

一、DNA分子复制的推测

二、DNA分子复制的推测

三、DNA分子复制的过程

我认为这样的设计比较直观系统,一目了然。简要体现了教材中的知识点,便于学生理解。

八、反思(设计反思或教学反思)

这个教学设计是依据教材内容和课程标准的要求来设计的。运用了大量的问题激发学生的兴趣。通过实验的讲解和观看DNA复制过程的视频,学生能准确的把握学习的要点,对学习内容掌握和理解更充分。

由于时间的限制,没有对与DNA复制相关的计算进行扩充。

我的说课完毕,谢谢大家。

第20篇:DNA结构与复制教案

DNA分子的结构和复制

首先,我对本节内容进行分析

一、教材结构和内容简析:DNA分子的结构和复制是高中生物教材第二册一章第一节的内容。在此之前,学生们已经学习了生命活动的基本单位以及生物的生殖和发育中关于有丝分裂减数分裂的相关内容,知道了染色体(Chromosome )是细胞内具有遗传性质的物体,以及前面所讲的DNA是主要遗传物质,这些为过渡到本节内容的学习起到了铺垫的作用。而且,本节内容是遗传变异这一章的理论基础知识,所以学好这个内容为以后的生物知识孟德尔遗传定律以及生物的变异打下牢固的理论基础。它在整个教材中也起到了承上启下的作用。本内容包含的DNA分子的结构以及DNA分子复制的相关知识,是以后生物学习中不可缺少的部分,也是今后高考的必考内容

二、教学目标: 1..认知目标:

识记:DNA分子的基本单位,碱基组成,DNA分子的复制特点 理解:(1).DNA分子的结构特点 (2)DNA分子复制的过程和意义 2..能力目标:

(1)通过让学生观察DNA立体结构的模型或模式图,使学生对双螺旋结构有个大体认识,甚至可以鼓励学生尝试着对双螺旋结构的特征进行描述,探讨,打开学生思路,培养他们的分析能力以及思考能力

(2)通过提问让学生复习原有的知识,如DNA分子的基本元素组成,3种基本组成物质,基本结构单位,以及化学结构等。在复习提问的基础上,再结合课本中DNA分子的基本结构单位的图解,使学生明确4种脱氧核糖核苷酸的根本区别在于含氮碱基的不同,它们聚合形成多核苷酸链。提高学生分析问题和总结的能力

(3)培养学生的求异思维、发散思维、逆向思维,以及培养学生自主学习的能力和相互合作的能力

3.情感、态度和价值观目标

(1)培养学生以科学的态度认识DNA分子的结构组成及特点,以及DNA复制的过程 (2)培养学生探索科学的精神、实事求是的科学态度

(3)培养学生运用证据、事实来说明观点的科学方法,培养学生运用辩证唯物主义观点来分析和解决问题

(4)培养学生参与讨论和交流,学会合作的能力

三、教学的重点、难点

本着高二新课程标准,在吃透教材基础上,我确定了一下的教学重点和难点: 1.教学重点:

DNA的碱基组成,DNA复制的过程、条件和特点的相关内容是本节课的重点

重点的依据:只有掌握DNA的碱基组成以及DNA复制的过程、条件和特点,才能理解和掌握基因的表达、遗传与变异的相关知识 2.教学难点

(1)DNA分子的结构特点:

(2)DNA分子的复制过程。因为这些内容较抽象,学生没有这方面的基础知识 为了讲清教材的重点难点,是学生能够达到本节内容设定的教学目标,我接下来再从教法和学法上谈谈

四、教法

以“自主性(主动性)、探究性、合作性”为课堂学生学习的三个基本维度,以培养学生的科学素质为指导,以侧重科学方法教育为目标,本节课采用“演示—归纳”教学模式,讨论法、比较法、研究法等多种教学方法,并配以多媒体辅助教学,教师通过列举事例,引导学生模拟科学发现,进行分析、讨论、归纳和总结。

1.演示法:讲授DNA双螺旋结构时,首先让学生观察DNA立体结构的模型或模式图,使学生对双螺旋结构有个大体认识,甚至可以鼓励学生尝试着对双螺旋结构的特征进行描述;通过多媒体演示的方法,给学生展示DNA复制过程的动画,使难点知识变静为动、变抽象为形象,转化为易于吸收的知识,并引导学生讨论交流,归纳和总结DNA复制过程的特点 2.创设乐学情境,激发学习情趣教学方法。 3.集体讨论法

针对学生提出的问题,组织学生进行集体和分组讨论,促进学生在学习中解决问题,培养学生的团结协作精神。通过学生自己阅读课本并思考,在老师的指导下进行讨论,然后进行归纳总结,对DNA复制的特点得出正确的结论。这样有利于调动学生的学习积极性,发挥学生的主体作用,让学生对本节知识的认识更清晰,更深刻 4.培养思维.强化训练,倡导合作共学的教学方法。

五、学法

学习指导的目的在于使学生愿学、乐学、主动学、会学,在于提高学生的个性发展和全面发展因此教学该课,我确定了以下学法指导和能力培养:培养兴趣,强化思维,反复练习。

六、教学过程

在这节课的教学过程中,我注重突出重点,条理清晰,紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流,最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。

1、导入新课:(3—5分钟)

先通过提问让学生复习原有的知识,如DNA分子的基本元素组成,3种基本组成物质,基本结构单位,以及化学结构等。让学生观察DNA立体结构的模型或模式图,使学生对双螺旋结构有个大体认识,甚至可以鼓励学生尝试着对双螺旋结构的特征进行描述。然后让学生回顾以前学过的有关有丝分裂和减数分裂过程中DNA复制的时间。接下来设置问题:“DNA是如何复制的?”让学生积极讨论。然后才引出沃森和克里克对DNA复制过程的推测,从而得出DNA的半保留复制过程

2、讲授新课:(30分钟)

在讲授新课的过程中,我突出教材的重点,明了地分析教材的难点。还根据教材的特点,学生的实际、教师的特长,以及教学设备的情况,我选择了多媒体的教学手段。这些教学手段的运用可以使抽象的知识具体化,枯燥的知识生动化,乏味的知识兴趣化。还重视教材中的疑问,适当对题目进行引申,使它的作用更加突出,有利于学生对知识的串联、积累、加工,从而达到举一反三的效果。

(1)通过上面学生复习原有的知识,在复习提问的基础上,再结合课本中DNA分子的基本结构单位的图解,使学生明确4种脱氧核糖核苷酸的根本区别在于含氮碱基的不同,,它们聚合形成多核苷酸链。

脱氧核苷酸的碱基有四种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T) (2)通过学生对双螺旋结构的空间认识,鼓励学生对双螺旋结构的特点进行讨论并总结,教师再得出结论:双链等长,所含物质组成相同;在数目上,A=T,C=G;嘌呤数=嘧啶数;(A+G)/(T+C)=1;A+T不等于C+G。 碱基互补配对原则:A与T之间以两个氢键相连,G与C之间以3个氢键相连。

(3)学生积极讨论完之后,引导学生学习课本11页关于DNA复制过程的内容,提出相关问题:什么是解旋?解旋的目的是什么?什么是子链?复制一次能形成几条子链?简述子链形成过程。

让学生充分回答上述问题之后,教师播放多媒体DNA分子复制过程的动态图解,归纳出复制三点过程:①解旋提供准确模板②合成互补子链③子、母链结合盘绕形成新DNA分子。DNA的这种复制方式即半保留复制,DNA复制过程需要模板、原料、能量和酶等基本条件。

3、课堂小结,强化认识。(3—5分钟)

对DNA分子结构特点,DNA复制过程及复制特点进行小结,强化学生对本堂课所学知识的巩固。

4、板书设计:

在板书中,我根据板书的“规范、工整和美观”的要求,结合所复学的内容,设计了如图所示的提纲式板书。在其中,注重了重、难点的突出,使学生对知识的结构、层次、重点、难点一目了然,便于记忆和理解。

(一) DNA分子的结构

(1)分析核苷酸的结构,理解核苷酸、核酸的种类

构成核苷酸的五碳糖有两种(RNA中的是核糖、DNA中的是脱氧核糖),碱基共5种(RNA有A、U、G、C四种,DNA有A、T、G、C四种),所以脱氧核苷酸、核糖核苷酸各4种共有8种;

(2)DNA的空间结构——双螺旋结构(表格归纳法)

(二)DNA分子的复制(表格归纳法)

5.布置作业:

例、如果将大肠杆菌的 DNA分子用 标记,然后将大肠杆菌移入培养基上连续培养。从分析得知,第一代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同,其原因是__________。若连续培养三代,此时,含标记的DNA分子约占大肠杆菌DNA分子总量的多少?其原因是多少?

【解析】

解题时,可用下图表示双链DNA分子复制过程:从图解可知,第二代大肠杆菌的DNA分子是以亲代的DNA分子中两条母链分别为模板,根据碱基互补配对原则复制而成的。第二代大肠杆菌的DNA分子总量中,含标记的为 (即 );第三代应为 (即 )。 【答案】

以亲代DNA为模板,根据碱基互补配对原则复制而成;25%;因 DNA分子的复制方式为半保留复制。

通过以上练习使学生进一巩固本节课的重点与难点知识。

在作业的布置中,我严格遵循“重质量、轻负担”的指导思想。不搞题海战术,精心设计习题,根据学生的不同层次,主要设计了两种题型:选择题和填空题,并把习题分为基础题和提高题两部分,基础题侧重于考查学生对基本原理和基本概念等基础知识的理解和掌握,主要针对的是中等以下的学生;提高题重点考查学生对知识的综合运用能力,针对的是中等以上的学生。这样做既照顾了整体,又兼顾了部分优秀群体学生,很好地巩固了课上所复习的知识点!

七、教学反思: 教学策略的选用

1、教学中要体现生物教学的直观性原则

本节内容的教学采用教学模具、多媒体课件辅助教学等手段,把抽象的概念形象化,动中有静,静中有动,学生兴趣浓厚,教学效果理想。

2、注重科学探究的过程,充分体现学生主体性;本节内容的整个教学过程设计为一种“指导型探究”过程,倡导研究性学习。

3、在自主探究的过程中对学生的能力提出了较高的要求,教师要及时帮助学生解决探究实验和研究性学习过程中遇到的问题。

4、新课改背景下,教师应灵活运用教材,充分开发和利用课程资源,合理设计,创造性地解决教学任务重而课时有限的矛盾。

本节课,充分发挥教材中蕴含的创新、探究的素材,把教材中的“现成结论”,通过多处“设障”、“布惑”,将教材进行活化和优化处理,使之真正成为学生的“学材”,潜移默化地把科学家的思维过程、教师的思维过程来感染学生的思维过程。通过对实验选材、实验设计思路及实验结果的假设、预测、分析与综合,在此过程中,学生感受到了科学研究的方法以及科学研究的一丝不苟的精神,更让他们在与科学家的思维比较中,树立自信心,原来自己的思维与科学家竟这样的相似,自己也能成为科学家。课堂检测表明,实验班当堂达标率很高,学生学的主动,学得轻松,教师的主导作用得到高度体现。 结束:

各位领导、老师们,本节课我根据高二年级学生的心理特征及其认知规律,采用直观教学和归纳总结的教学方法,以“教师为主导,学生为主体”,教师的“导”立足于学生的“学”,以学法为重心,放手让学生自主探索的学习,主动地参与到知识形成的整个思维过程,力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平,从而达到预期的教学效果。 我的说课完毕,谢谢大家。

dna复制教学设计
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