第三章第3節(jié)《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1第三章第3節(jié)《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)第一篇：第三章第3節(jié)《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)課內(nèi)容屬于人教版高中生物必修二第三章第3節(jié)，課標(biāo)對本課的要求是：“概述DNA分子的復(fù)制”。“概述”這一行為動(dòng)詞，體現(xiàn)了本課目標(biāo)的制定應(yīng)該以理解為主。這一課時(shí)闡明DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。學(xué)好這一課，有利于學(xué)生對有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識(shí)的理解和鞏固，對于學(xué)生認(rèn)識(shí)遺傳的本質(zhì)是非常重要的。DNA復(fù)制方式的發(fā)現(xiàn)是選學(xué)內(nèi)容，通過這部分的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法，有助于學(xué)生分析問題、解決問題能力的提高，所以把它作為探究的重點(diǎn)之一，但在知識(shí)方面不作重點(diǎn)。“DNA的復(fù)制過程”是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，教材提出了解旋酶、DNA聚合酶，這樣使學(xué)生更清楚地理解DNA在復(fù)制過程中各種酶的作用，理解DNA怎樣由一個(gè)個(gè)小的單位精確地復(fù)制出復(fù)雜而又獨(dú)一無二的雙螺旋結(jié)構(gòu)。二、學(xué)情分析學(xué)生已具有DNA結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，本課時(shí)從分子水平探討生命的本質(zhì)具有較高的抽象性，學(xué)生會(huì)感到有一點(diǎn)困難，因此在教學(xué)中除引導(dǎo)學(xué)生自主探究外，還通過設(shè)置大量的問題情境，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步培養(yǎng)他們的能力。三、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo):1.記住DNA復(fù)制的概念。2.簡述DNA復(fù)制的過程,并分析、歸納出DNA復(fù)制過程的特點(diǎn)。3.知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義。能力目標(biāo):1.通過介紹實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、推理、歸納,培養(yǎng)科學(xué)的思維。2.通過引導(dǎo)學(xué)生觀察拉鏈和DNA復(fù)制的比較,鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象、猜測,培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力。情感目標(biāo):通過分組探究活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和科學(xué)態(tài)度。四、教學(xué)重難點(diǎn)1.DNA的復(fù)制方式的發(fā)現(xiàn)雖然是選學(xué)內(nèi)容,但是對學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的探究方法,啟迪學(xué)生科學(xué)的思考有很大的幫助,有助于學(xué)生分析問題、解決問題能力的提高,所以把它作為探究的重點(diǎn)之一,但在知識(shí)層面上不作為重點(diǎn)。2.DNA復(fù)制過程完成了遺傳信息的傳遞功能;對DNA復(fù)制過程的研究,蘊(yùn)含著科學(xué)研究的過程和方法教育;DNA復(fù)制的過程具有微觀、動(dòng)態(tài)、連續(xù)、抽象的特點(diǎn)。同時(shí),由此延伸出對DNA復(fù)制過程各環(huán)節(jié)脫氧核苷酸鏈的變化情況的理解,學(xué)生在此過程需要運(yùn)用抽象化的思維進(jìn)行思考。因此,對DNA復(fù)制的過程的探討既是本課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn),也是難點(diǎn)。五、教學(xué)過程【新課引入】問題：在細(xì)胞分裂的間期會(huì)發(fā)生DNA分子的復(fù)制，為何會(huì)有這樣的過程呢？以復(fù)印機(jī)對紙張文字的復(fù)制過程作為材料，引發(fā)學(xué)生對DNA復(fù)制方式的思考，引出DNA分子復(fù)制存在的三種假說（半保留復(fù)制、全保留復(fù)制、彌散復(fù)制）【探討問題，模擬探索】問題：DNA分子肉眼看不見，那么該如何研究才能確定是哪種復(fù)制方式？學(xué)生在已有知識(shí)基礎(chǔ)上提出同位標(biāo)記法，教師介紹密度梯度離心實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法。在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，推導(dǎo)出DNA的復(fù)制方式為半保留。進(jìn)一步把它和日常生活中的復(fù)印做對比，強(qiáng)調(diào)半保留復(fù)制后親代DNA分子將不復(fù)存在，而是分別進(jìn)入二條子代DNA分子中，得出DNA復(fù)制的定義。【講授】對DNA分子復(fù)制方式的推測引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P52,沃森和克里克提出的著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型后,又發(fā)表了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說。進(jìn)而總結(jié)出“半保留復(fù)制”的概念。在復(fù)制過程中,原來雙螺旋的兩條鏈并沒有被破壞,它們分成單獨(dú)的鏈,每一條舊鏈作為模板再合成一條新鏈,這樣在新合成的兩個(gè)雙螺旋分子中,一條鏈?zhǔn)桥f的而另外一條鏈?zhǔn)切碌?因此這種復(fù)制方式被稱為半保留復(fù)制。我們知道,當(dāng)假說通過實(shí)踐檢驗(yàn)并被證明是正確的后,才能上升為科學(xué)理論。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,放射性同位素示蹤技術(shù)被應(yīng)用到DNA分子復(fù)制的研究中。下面我們來探討一下DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)?！净顒?dòng)】學(xué)生利用“假說演繹法”推測DNA復(fù)制的方式學(xué)生閱讀課文P53,結(jié)合圖3-12,利用物理、化學(xué)知識(shí)體會(huì)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法、原理、步驟、結(jié)果、結(jié)論及它的巧妙之處。并根據(jù)“假說演繹法”的推論過程,總結(jié)歸納出DNA復(fù)制的方式。引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文P54，找出一下主要內(nèi)容：1.概念:指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA的復(fù)制實(shí)質(zhì)上是遺傳信息的復(fù)制。2.時(shí)間:細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的間期3.場所:細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體4.條件:⑴模板:兩條母鏈⑵原料:四種脫氧核苷酸（3）能量(ATP)（4）酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等5.過程:①解旋提供準(zhǔn)確模板:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂,兩條螺旋的雙鏈解開,這個(gè)過程叫做解旋。解開的兩條單鏈叫母鏈(模板鏈)。②合成互補(bǔ)子鏈:以上述解開的每一段母鏈為模板,以周圍環(huán)境中游離的4種脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補(bǔ)配對原則,在有關(guān)酶的作用下,各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。③子、母鏈結(jié)合盤繞形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,隨著解旋過程的進(jìn)行,新合成的子鏈不斷地延伸,同時(shí)每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu),從而各自形成一個(gè)新的DNA分子,這樣,形成2個(gè)完全相同的DNA分子。6.特點(diǎn):①DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的;②是一種半保留式復(fù)制。(即在子代雙鏈中,有一條是親代原有的鏈,另一條(子鏈)則是新合成的。)7.“準(zhǔn)確”復(fù)制的原因:①DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu),能為復(fù)制提供模板;②堿基具有互補(bǔ)配對的能力,能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤。8.結(jié)果:一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)完全相同的DNA分子9.意義:DNA通過復(fù)制,使遺傳信息從親代傳給了子代,從而保證了物種的相對穩(wěn)定性,保持了遺傳信息的連續(xù)性,使種族得以延續(xù)。由學(xué)生到白板上展示找到的內(nèi)容，并進(jìn)行闡述：【板書設(shè)計(jì)】第三節(jié)DNA的復(fù)制“一個(gè)主要場所”：細(xì)胞核“二種時(shí)期”：減數(shù)第一次分裂前的間期和有絲分裂間期“三步過程”：解旋→合成子鏈→母子鏈盤旋“四個(gè)條件”：模板、原料、酶、能量基礎(chǔ)訓(xùn)練1．下列關(guān)于DNA復(fù)制過程的正確順序是①互補(bǔ)堿基對之間氫鍵斷裂②互補(bǔ)堿基對之間形成氫鍵③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母鏈為模板進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)。A.①③④②⑤B.①④②⑤③（）C.①③⑤④②D.③①④②⑤2．DNA復(fù)制的基本條件是（）A．模板，原料，能量和酶B．模板，溫度，能量和酶C．模板，原料，溫度和酶D．模板，原料，溫度和能量3．DNA分子復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行原因是（）A．堿基之間由氫鍵相連B．DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)及堿基有嚴(yán)格的互補(bǔ)配對原則C．DNA的半保留復(fù)制D．DNA的邊解旋邊復(fù)制特點(diǎn)4、以DNA的一條鏈“－A－T－C－”為模板，經(jīng)復(fù)制后的子鏈?zhǔn)牵ǎ〢.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”5、1個(gè)DNA分子經(jīng)過4次復(fù)制，形成16個(gè)DNA分子，其中含有最初DNA母鏈的有（）A.2個(gè)B.8個(gè)C.16個(gè)D.32個(gè)6、關(guān)于DNA分子復(fù)制的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂間期B．邊解旋邊復(fù)制C．復(fù)制需要氨基酸和酶D．復(fù)制遵循堿基互補(bǔ)配對原則7．一個(gè)ＤＮＡ分子復(fù)制后，新形成的子鏈（）A．是DNA母鏈的片段B．和DNA母鏈之一完全相同C．和DNA母鏈都相同D．和DNA母鏈稍有不同【課后反思】1.通過學(xué)習(xí)掌握DNA的復(fù)制過程、復(fù)制的必需條件及DNA復(fù)制在生物學(xué)上的重要意義。為學(xué)習(xí)生物的遺傳和生物的變異奠定基礎(chǔ)。2.目前DNA分子廣泛用于刑事案件偵破等方面(l)DNA分子是親子鑒定的主要證據(jù)之一。(2)把案犯在現(xiàn)場留下的毛發(fā)、血等進(jìn)行分析作為破案的證據(jù),與DNA有關(guān)。第二篇：DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)與技能：概述DNA分子的復(fù)制以及其生物學(xué)意義。過程與方法：通過討論交流培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力和邏輯思維能力，自主探究、合作學(xué)習(xí)的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義，通過揭示DNA結(jié)果和功能的統(tǒng)一，對學(xué)生進(jìn)行唯物主義世界觀教育。重點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的條件、過程和特點(diǎn)。難點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的過程。教學(xué)策略：講述法為主，學(xué)生自學(xué)、討論相結(jié)合。課時(shí)：1課時(shí)。教學(xué)過程：新課導(dǎo)入：上節(jié)課我們已經(jīng)知道了DNA的結(jié)構(gòu)，作為遺傳物質(zhì)，DNA具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾p鏈螺旋結(jié)構(gòu)，而生物的結(jié)構(gòu)和功能總是相互適應(yīng)的，DNA作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該首先具備什么功能呢？（板書：DNA的復(fù)制）新課研學(xué)一、DNA分子的復(fù)制基本概念學(xué)生先閱讀教材P63。教師提出問題:1.何謂DNA的復(fù)制？（即：復(fù)制的概念）學(xué)生回答后總結(jié)（略）補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)：這里說的復(fù)制不是指其他物品的復(fù)制，是指DNA分子的復(fù)制，就是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。則1DNA→2DNA。那么，怎樣由1DNA→2DNA呢？這就是：2.DNA的復(fù)制發(fā)生的時(shí)間？學(xué)生回答后總結(jié)（略）發(fā)生在有絲分裂和減數(shù)分裂的間期。3.DNA的復(fù)制發(fā)生的場所？細(xì)胞核（主要），線粒體，葉綠體。二、DNA分子的復(fù)制的方式1.設(shè)疑：引導(dǎo)學(xué)生猜想DNA的復(fù)制方式可能有哪些種類？可讓學(xué)生分組討論。（引導(dǎo)方向：半保留復(fù)制、全保留復(fù)制……等等）總結(jié)后講述：經(jīng)科學(xué)家們的千辛萬苦，已經(jīng)證明了，DNA的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，那么如果讓大家來想辦法證明這樣一個(gè)事實(shí)，大家能想到哪些辦法呢？（學(xué)生可能會(huì)在思考的過程中出現(xiàn)困難）隨即引導(dǎo)到課本P63實(shí)驗(yàn)，我們來看看當(dāng)時(shí)科學(xué)家們是如何證明DNA分子的半保留復(fù)制方式的？詳細(xì)講述該試驗(yàn)（講述過程略）講述完之后引導(dǎo)學(xué)生理解這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理，嘗試讓學(xué)生回答后面的分析題！2.講述DNA分子復(fù)制過程。先引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材P64相關(guān)內(nèi)容之后再進(jìn)行答疑講解。講述內(nèi)容：DNA分子復(fù)制過程：a.解旋提供準(zhǔn)確模板:在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，于是部分雙螺旋解旋為兩條平行雙鏈，此過程叫解旋。解開的兩條單鏈叫母鏈(模板鏈)。b.合成互補(bǔ)子鏈:以上述解開的兩條多脫氧核苷酸鏈為模板，在酶的作用下，以周圍環(huán)境中游離的脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成兩條與母鏈互補(bǔ)的子鏈。c.子母鏈結(jié)合形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下，隨著解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時(shí)每條子鏈與其對應(yīng)的母鏈互相盤繞成螺旋結(jié)構(gòu)，解旋完即復(fù)制完，形成新的DNA分于，這樣一個(gè)DNA分子就形成兩個(gè)完全相同的DNA分子。即邊解螺旋邊復(fù)制。特別補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)：DNA分子復(fù)制包括：①解旋：在DNA解旋酶的作用下，能量ATP的參與，把雙鏈螺旋的DNA打開氫鍵，解開成為兩條單鏈，且以單鏈為模板。②合成：在DNA合成酶的作用下，以母鏈為模板，ATP為能量，脫氧核苷酸為原料，按堿基互補(bǔ)配對原則合成為一條新的子鏈。③復(fù)旋：在DNA復(fù)旋酶的作用下，以ATP為能量，一條母鏈和一條子鏈螺旋成為一個(gè)新的DNA分子。即：1DNA→2DNA單鏈（母）→2母＋2子→（母十子）＋（母十子）→2DNA由上述過程可以知道，在以母鏈為模板合成新的子鏈的過程中，新合成的子鏈上脫氧核苷酸的排列順序與另一條每鏈上脫氧核苷酸的排列順序完全相同，故母鏈與子鏈螺旋化形成的新DNA分子中堿基對的排列順序也完全相同；新形成的每個(gè)DNA分子中的雙鏈有一條是未自上代DNA的母鏈，所以叫半保留復(fù)制?？茖W(xué)家已經(jīng)用35P或14N同位素示蹤得以證實(shí)。3.待學(xué)生充分理解DNA分子的復(fù)制過程之后，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)、條件、結(jié)果和DNA分子復(fù)制的生物學(xué)意義。學(xué)生回答后總結(jié)：特點(diǎn)（1）DNA分子式邊解旋便復(fù)制的；（2）是一種半保留復(fù)制方式。（即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一條則是新合成的。）條件（1）模版：兩條母鏈；（2）原料：四種脫氧核糖核苷酸、能量（ATP）;(3)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。結(jié)果一個(gè)DNA分子通過復(fù)制形成完全相同的兩個(gè)DNA分子。意義DNA通過復(fù)制，是遺傳物質(zhì)中儲(chǔ)存的信息從親代傳給子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)定性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，是種族得以延續(xù)。課堂小結(jié)概念：時(shí)間：有絲分裂和減數(shù)分裂的間期條件：（1）模版：兩條母鏈；（2）原料：四種脫氧核糖核苷酸、能量（ATP）;(3)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。過程：解旋、配對、合成。特點(diǎn)：（1）DNA分子式邊解旋便復(fù)制的；（2）是一種半保留復(fù)制方式。（即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一條則是新合成的。）意義：保證了物種的相對穩(wěn)定性第三篇：DNA復(fù)制第六章DNA的復(fù)制、修復(fù)和重組細(xì)胞在復(fù)雜多變的環(huán)境中維持生命活動(dòng)的秩序是依賴于DNA所攜帶的大量遺傳信息的準(zhǔn)確復(fù)制，這種復(fù)制過程被稱為DNA復(fù)制。這個(gè)過程必須發(fā)生在一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生兩個(gè)遺傳學(xué)上完全相同的子代細(xì)胞之前，在細(xì)胞中維持秩序也需要對它的遺傳信息進(jìn)行不斷地監(jiān)督和修復(fù)，DNA易受來自環(huán)境中的化學(xué)藥品和放射物的損害，也易受細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的活性分子的損害。在這一章中，我們講述細(xì)胞中用于DNA復(fù)制和修復(fù)的蛋白質(zhì)機(jī)器，這些蛋白質(zhì)機(jī)器催化一些細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的快速而精確的過程。盡管這些系統(tǒng)能保護(hù)遺傳物質(zhì)以防止發(fā)生復(fù)制錯(cuò)誤和偶然的損害，但永久的改變或突變有時(shí)也會(huì)發(fā)生。盡管許多突變不會(huì)以任何顯著的方式影響生物體，但有一些也有意義深遠(yuǎn)的影響，有時(shí)候，這些改變有益于生物體：例如突變能是細(xì)菌對用來殺死它們的抗菌素產(chǎn)生抵抗力。實(shí)際上，在DNA中這些改變的積累已超過數(shù)百萬年，因而使遺傳物質(zhì)多樣化，使一個(gè)物種與另一個(gè)物種截然不同。突變也可產(chǎn)生小的變異，這些變異可造成同一物種中不同個(gè)體間的許多差異。這我們可在人類和其他動(dòng)物中很容易看到遺傳信息從一代忠實(shí)的傳到下一代。DNA的差異能產(chǎn)生變異，這種變異構(gòu)成同一物種不同個(gè)體間的差異，久而久之，一個(gè)物種和其他的物種間形成差異。在一個(gè)家庭中，小孩間會(huì)長的比較像，這是由于他們遺傳了他們父母的特有的基因。貓和人類有許多相同的特征，但經(jīng)過數(shù)百萬年的進(jìn)化，使人和貓分開，這些遺傳變化現(xiàn)在是我們和貓成為不同的物種。雞是與我們親緣關(guān)系更遠(yuǎn)的動(dòng)物。然而，突變也是有害的：在人類中，他們引起幾千種遺傳疾病和許多類型的癌癥。因此，一個(gè)細(xì)胞或一個(gè)生物體的存活取決于是否能將DNA的變化保持在最小值。如果沒有不斷地監(jiān)督和修復(fù)受損DNA的細(xì)胞系統(tǒng)，生命就可能不存在。我們通過學(xué)習(xí)這些負(fù)責(zé)復(fù)制和使DNA維持在最小變化的機(jī)制來開始學(xué)習(xí)這一章。第一節(jié)DNA復(fù)制在每次細(xì)胞分裂中，細(xì)胞必須非常精確的復(fù)制它的基因組，在這一節(jié)中，我們將學(xué)習(xí)一下細(xì)胞如何完成它的工作，以每秒1000核苷酸的高速率復(fù)制DNA。一、堿基配對使DNA復(fù)制在前面的章節(jié)中，我們看到每股DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)都包含兩條核苷酸鏈，它們是準(zhǔn)確互補(bǔ)配對的。每條鏈都可以作為一條新互補(bǔ)鏈合成的模板。圖6-2，一條DNA鏈可作為模板，結(jié)合優(yōu)先發(fā)生在能形成堿基對的核苷酸間（A與T,G與C），每一條鏈都可作為模板合成與它互補(bǔ)的鏈。換句話說，如果我們指定兩條DNA鏈分別為S和S’，S鏈可作為模板合成一條新的S’鏈，而S’鏈也可以作為模板合成一條新的S鏈。圖6-3，DNA作為自身復(fù)制的模板。雙螺旋結(jié)構(gòu)中的每條DNA鏈都可合成它的互補(bǔ)鏈特定核苷酸序列的模板。DNA中的遺傳信息通過這種簡單的過程就可以得到精確的復(fù)制。鏈S從鏈S’上分離，然后每個(gè)分開的DNA鏈有各自作為模板合成另一條新的互補(bǔ)鏈，這條互補(bǔ)鏈和先前與它配對的鏈核苷酸序列相同。一個(gè)DNA分子的每條鏈作為合成其互補(bǔ)鏈的模板，這使細(xì)胞得到復(fù)制，它的基因也通過DNA復(fù)制傳給后代。在一次細(xì)胞分裂中，涉及復(fù)制數(shù)萬億的核苷酸對，這種復(fù)制過程必須快速而準(zhǔn)確的進(jìn)行。這項(xiàng)工作是由一群蛋白質(zhì)聚集在一起形成的復(fù)制機(jī)器來完成的。DNA復(fù)制從母本DNA分子產(chǎn)生兩個(gè)完整的雙螺旋，除了稀少的復(fù)制錯(cuò)誤外，每個(gè)新的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在核苷酸序列上與母本DNA雙螺旋完全相同。因?yàn)槊織l母本DNA鏈作為一條新鏈合成的模板，每個(gè)子代DNA雙螺旋都包含一條母本DNA鏈和一條新合成的鏈，這種復(fù)制方式被稱為半保留復(fù)制。圖6-4，在每輪復(fù)制中，DNA中的每條鏈都作為合成其互補(bǔ)鏈的模板。原DNA鏈通過許多代細(xì)胞，仍能保持完整，DNA是半保留復(fù)制的，因?yàn)槊總€(gè)子代DNA雙螺旋都由一條來自母本DNA的鏈和一條新合成的鏈組成。在P20XXP20XXHowweknow？中我們看一下第一次用來描述DNA以半保留復(fù)制方式復(fù)制的實(shí)驗(yàn)。在1953年，Watson和Crick發(fā)表了描述DNA結(jié)構(gòu)模型的一篇著名文章。如圖5-2。在這篇文章中，他們提到了互補(bǔ)堿基—A和T、G和C—順著雙螺旋結(jié)構(gòu)的中心互補(bǔ)配對，使這兩條DNA鏈緊密地結(jié)合在一起。接著他們又通過這種特殊的配對方式提出了遺傳物質(zhì)的一種可能的復(fù)制機(jī)制。一個(gè)月后，這篇著名的文章發(fā)表在Nature雜志上，Watson和Crick提出DNA可能是如何復(fù)制的。在這篇文章中，提出：雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩條鏈解開，每條鏈都作為模板，合成與它互補(bǔ)的子鏈。在他們的模型中，把這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制，每個(gè)新DNA分子是由一條原母本鏈和一條新合成的鏈組成。圖6-6，對DNA復(fù)制作出的不同預(yù)測的三種模型。圖6-6A，在半保留復(fù)制模型中，每條親本DNA鏈都作為模板來合成一條新的子鏈。第一輪復(fù)制將產(chǎn)生兩個(gè)雜合DNA分子，每一個(gè)雜合DNA分子都包含一條來自原母本的鏈和一條新合成的鏈。隨后都一輪復(fù)制將產(chǎn)生兩個(gè)雜合DNA分子和兩個(gè)不包含原親本DNA鏈的新DNA分子。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道Watson和Crick提出的DNA復(fù)制的模型是正確的。但起初這種模型并未被普遍地接受。尊敬的物理學(xué)家后來轉(zhuǎn)變?yōu)檫z傳學(xué)家的Delbrück，作為其中的一人，他對此提出疑問：雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩條鏈，互相纏繞如此多次而扭成很長的一束，它可能在沒有造成混亂的纏在一起的情況下解開DNA的兩條鏈嗎？Watson和Crick關(guān)于DNA打開的設(shè)想是DNA是像拉鏈一樣解開的，而Delbrück認(rèn)為這在物理上是不太可能的。Delbrück提出，DNA是通過一系列的打斷和重新聚合來進(jìn)行的。DNA主鏈被打斷成短片段，DNA復(fù)制發(fā)生在短片段上，在重新聚合前，這一短片段可能只有10個(gè)核苷酸大小。這種模型被稱為分散復(fù)制。復(fù)制的結(jié)果是新DNA和舊DNA的混合物，每條鏈都是新DNA和舊DNA的混合，而不必解開DNA雙鏈。圖6-6B，在分散復(fù)制模型中，每代子鏈DNA都將包含母本DNA鏈和新合成的DNA片段。然而，第三個(gè)陣營提出DNA復(fù)制是全保留的觀點(diǎn)：母本DNA雙螺旋將在復(fù)制后以某種方式保持完整，子代分子包含兩條全新的DNA鏈。如圖6-6C。為了判斷著三種模型哪種是正確的，Meselson和Stahl做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來展現(xiàn)新合成的DNA鏈的組成。Meselson很嚴(yán)肅的考慮了辨別舊蛋白和新蛋白間不同的方法，這種方法可能也可用于研究DNA。他與Stahi共同合作完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)被稱為生物學(xué)中最漂亮的實(shí)驗(yàn)。他們通過培養(yǎng)兩批大腸桿菌來開始實(shí)驗(yàn)，一批是用含15N氮源的培養(yǎng)基培養(yǎng)，另一批是用含14N氮源的培養(yǎng)基培養(yǎng)，培養(yǎng)基養(yǎng)分中的氮經(jīng)過核苷酸合成進(jìn)入核苷酸堿基，以這種方法進(jìn)入生物體的DNA中。在這兩種培養(yǎng)基中培養(yǎng)選拔數(shù)代后，研究者把細(xì)菌分別放入兩個(gè)燒瓶中，一個(gè)的DNA含15N，而另一個(gè)的DNA含有14N。然后，Meselson和Stahl把細(xì)菌細(xì)胞打碎，把DNA裝入含有高濃度氯化銫的離心管中，進(jìn)行離心，氯化銫會(huì)形成一個(gè)濃度梯度，DNA分子在溶液中漂浮或下沉，平衡時(shí)，DNA分子位于周圍鹽濃度與它們的浮力濃度相同的位置。Meselson和Stahl發(fā)現(xiàn)他們能通過觀察DNA在氯化銫梯度中的位置來區(qū)分含15N的DNA和含14N的DNA，因?yàn)楹?5N的DNA比含14N的DNA分子質(zhì)量大，它們集中在接近離心管底部的位置。圖6-7，氯化銫濃度梯度離心能使含15N的DNA和含14N的DNA分開細(xì)菌在分別含14N和15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)幾代，DNA被分別標(biāo)記，然后打碎細(xì)胞，把DNA裝入含氯化銫鹽溶液的離心管中，高速離心兩天后，含15N的DNA和含14N的DNA集中在離心管的不同部位而區(qū)分開。Meselson和Stahl一經(jīng)建立了區(qū)分含15N的DNA和含14N方法，就開始著手測驗(yàn)關(guān)于DNA復(fù)制的各種假說。他們先在含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌，然后，將15N標(biāo)記的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，所有DNA都用15N標(biāo)記的，但隨著細(xì)菌的分裂，新合成的DNA鏈?zhǔn)怯?4N標(biāo)記的。然后，他們記錄含14N的DNA的積累量，檢測哪種假說最符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。經(jīng)培養(yǎng)一代后，研究者發(fā)現(xiàn)母本的這些含15N的DNA消失了，而出現(xiàn)了一種密度介于15N-DNA和14N-DNA的新的DNA分子。圖6-8，Meselson和Stahl實(shí)驗(yàn)的第一部分，排除了全保留復(fù)制模型。A，細(xì)菌在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，離心后DNA分子位于離心管上方。B，在含15N的培養(yǎng)基中生長的細(xì)菌，離心后DNA分子位于離心管底部。C，把在含15N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，離心后，產(chǎn)生一條介于兩母本DNA間的帶。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以排除全保留復(fù)制模型，但不能區(qū)分半保留復(fù)制和分散復(fù)制。因?yàn)槿Ａ魪?fù)制模型預(yù)測母本DNA將全為含15N的，而子代DNA含的氮將全為14N，半保留復(fù)制預(yù)測子代DNA將包含一條含15N的DNA鏈和一條含14N的DNA鏈，分散復(fù)制預(yù)測新合成的子代DNA是含15N的DNA和含14N的DNA的雜合分子，所以不能區(qū)分半保留復(fù)制和分散復(fù)制。為了區(qū)分半保留復(fù)制和分散復(fù)制模型，Meselson和Stahl使DNA受到高溫，而使兩條DNA鏈間的氫鍵斷開，使雙螺旋結(jié)構(gòu)被拆開而成為單鏈。當(dāng)研究者在離心前對雜合分子加熱后，他們發(fā)現(xiàn)DNA的一條鏈?zhǔn)呛?5N的，而另一條是含14N的，這進(jìn)一步支持了半保留復(fù)制模型。如果分散復(fù)制模型是正確的話，每條子鏈都包含15N和14N，離心后，所有的DNA都將集中在中間濃度處。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也說明了Watson和Crick是正確的。事實(shí)上，這個(gè)結(jié)果被廣泛而快速的接受，以至于在Meselson和Stahl發(fā)表這些數(shù)據(jù)前，教科書上就已經(jīng)描述了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。二、DNA合成在復(fù)制起點(diǎn)開始DNA雙螺旋在正常情況下是非常穩(wěn)定的：DNA的兩股鏈通過堿基間大量的氫鍵牢固地結(jié)合在一起。只有提供充足的熱能，才能使DNA鏈分開。為了用來作為復(fù)制的模板，首先要把雙螺旋結(jié)構(gòu)打開，兩股DNA鏈打開，暴露出未配對的堿基。DNA復(fù)制的過程通過最初結(jié)合到DNA上的初始蛋白結(jié)合到DNA上開始，撬開兩條鏈，打開堿基間的氫鍵。圖6-5，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在復(fù)制起點(diǎn)處打開。復(fù)制的初始蛋白在復(fù)制起點(diǎn)處識(shí)別DNA序列。在局部打開雙螺旋的兩股鏈，暴露出單鏈來作為復(fù)制的模板。雖然這些氫鍵共同地使DNA雙螺旋變得非常穩(wěn)定，但單獨(dú)的一個(gè)氫鍵是比較弱的。一次使一段短的DNA鏈中的少數(shù)堿基對分開，不需要大量能量，在一些蛋白幫助下，在正常溫度下就可以發(fā)生。DNA首先被打開的地方被稱作復(fù)制起點(diǎn)，它們通常有一段特點(diǎn)的核苷酸序列。在細(xì)菌、酵母菌這些簡單的細(xì)胞中，復(fù)制起點(diǎn)大約包含100個(gè)核苷酸對；它們由用來吸引初始蛋白的DNA序列組成，而對于已經(jīng)打開的鏈，DNA的延伸是很容易進(jìn)行的。通過學(xué)習(xí)第五章，我們知道，A=T堿基對間形成兩個(gè)氫鍵，G≡C堿基對見形成三個(gè)氫鍵，因此，富含A-T堿基對的DNA相對地比較容易分開，而且，A-T堿基對豐富的DNA序列通常位于復(fù)制起點(diǎn)。一個(gè)細(xì)菌的基因組，通常包含在一個(gè)含有幾百萬個(gè)核苷酸對的環(huán)形DNA分子上，有一個(gè)單一的復(fù)制起點(diǎn)，人類的基因組，非常大，有大約10000個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。在人類中，可以同時(shí)在許多地方開始DNA的復(fù)制，這樣一個(gè)細(xì)胞在很短的時(shí)間內(nèi)就能夠復(fù)制它整個(gè)的基因組。一旦一個(gè)初始的蛋白結(jié)合到DNA的復(fù)制起點(diǎn)上，復(fù)制起點(diǎn)處打開雙螺旋結(jié)構(gòu)，它就會(huì)吸引一群用于DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)組成一個(gè)蛋白機(jī)器，每一個(gè)蛋白都執(zhí)行著特定的功能。三、新DNA的合成發(fā)生在復(fù)制叉處DNA復(fù)制過程中，包含一個(gè)Y形的接合點(diǎn)，我們稱為復(fù)制叉。圖6-9，在真核生物的染色體上在多復(fù)制起點(diǎn)外以相反的方向移開。這個(gè)電子顯微鏡照片顯示了蒼蠅早期胚胎的DNA復(fù)制。沿著DNA的這些課件的微粒是核小體，它們是由DNA纏繞蛋白質(zhì)復(fù)合物而形成的。圖1、2和3顯示的是同一部分DNA分子，它們處在DNA復(fù)制的連續(xù)階段。橙色的線代表親本的DNA鏈，紅的的代表新合成的DNA。在這些復(fù)制叉處，復(fù)制機(jī)器沿著DNA鏈移動(dòng)，打開雙螺旋結(jié)構(gòu)的兩股鏈，每條鏈都作為模板合成新的子鏈。在每個(gè)復(fù)制起點(diǎn)外形成兩個(gè)復(fù)制叉，它們從復(fù)制起點(diǎn)開始沿相反的方向移動(dòng)，隨著復(fù)制的移動(dòng)，DNA雙螺旋被打開。所以，把在細(xì)菌和真核生物染色體中的DNA復(fù)制稱為雙向復(fù)制。復(fù)制叉移動(dòng)的非?？臁诩?xì)菌中大約每秒1000個(gè)核苷酸對，在人類中，大約每秒100個(gè)核苷酸對。在人類（可以說在所有真核生物中）復(fù)制叉移動(dòng)的速度比較慢，這可能是由于這些生物體中，DNA是通過更復(fù)雜的染色質(zhì)來復(fù)制的。DNA復(fù)制機(jī)器的核心是一種被稱為DNA聚合酶的酶。這種酶用親本DNA的一條鏈作為模板來合成新的DNA。這種酶催化DNA鏈的延長，通過正延長的這條DNA鏈的3’末端與新加入的核苷酸的5’磷酸基形成一個(gè)磷酸二酯鍵而使DNA鏈繼續(xù)延長。DNA合成的基本反應(yīng)是：一個(gè)脫氧核糖核苷酸與一條多聚核苷酸鏈的3’-OH末端結(jié)合。所以新的DNA鏈的合成方向是5’→3’。核苷酸是以核苷三磷酸的形式參與反應(yīng)，即將進(jìn)入的這個(gè)脫氧核糖核苷酸和模板鏈間的堿基對配對，指導(dǎo)者在核苷酸序列上與模板鏈互補(bǔ)的新DNA鏈的形成。如圖6-2。DNA聚合酶催化話核苷酸結(jié)合到正延長的DNA鏈的3’-OH游離端。新進(jìn)的這個(gè)核苷三磷酸斷裂一個(gè)酸酐鍵（星號）釋放大量的自由能。這些能量用于這個(gè)聚合反應(yīng)。在核苷三磷酸中，一個(gè)高能建的水解，使核苷酸單體連接到DNA鏈上，并釋放一分子焦磷酸鹽。DNA聚合酶把能量的釋放和聚合反應(yīng)連接起來。而焦磷酸鹽進(jìn)一步水解為無機(jī)磷酸，使聚合反應(yīng)不可逆。DNA聚合酶在每次增加一個(gè)新核苷酸到正延長的DNA鏈上后并不從DNA上分離下來，而是一直與DNA結(jié)合，沿著模板鏈逐步的移動(dòng)，催化進(jìn)行聚合反應(yīng)。第四篇：《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)一、總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想本節(jié)課突出對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，將科學(xué)研究的過程（發(fā)現(xiàn)問題——提出假設(shè)——推導(dǎo)結(jié)論——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論）作為本節(jié)課的教學(xué)主線，以求向?qū)W生介紹科學(xué)研究的一般過程和方法，并讓學(xué)生親身參與探究過程，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)工作的能力和方法。二、教材分析1、教材中的地位本節(jié)課內(nèi)容是人教版高級中學(xué)課本生物必修2第三章第三節(jié)。dna分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論。這一課時(shí)，在聯(lián)系dna結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明dna通過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識(shí)得理解和鞏固，對于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)遺傳的本質(zhì)是非常重要的。“dna的復(fù)制”又是后面變異部分的基礎(chǔ)，學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對基因突變、基因重組、生物進(jìn)化等內(nèi)容的理解和掌握。2、重點(diǎn)難點(diǎn)dna的復(fù)制方式的發(fā)現(xiàn)雖然是選學(xué)內(nèi)容，但是對學(xué)生的學(xué)會(huì)科學(xué)的探究，科學(xué)的思考有很大的幫助，有助于學(xué)生分析問題，解決問題能力的提高，所以把它作為探究的重點(diǎn)之一，但在知識(shí)層面上不作為重點(diǎn)。dna復(fù)制過程完成了遺傳信息的傳遞功能；對dna復(fù)制過程的研究，蘊(yùn)含著科學(xué)研究的過程和方法教育；dna復(fù)制的過程具有微觀、動(dòng)態(tài)、連續(xù)、抽象的特點(diǎn)。因此，對dna復(fù)制的過程的探討既是本課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。三、學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)具有了dna雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂的基本知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，本課時(shí)將要從分子水平來探討生命的本質(zhì)，屬于肉眼看不到的抽象知識(shí)。高中學(xué)生的認(rèn)知體系基本形成，認(rèn)知結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展，認(rèn)知能力不斷完善。他們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。觀察力、記憶力、想象力有了明顯的提高，認(rèn)知活動(dòng)的自覺性，認(rèn)知系統(tǒng)的自我評價(jià)和自我控制能力也有了相應(yīng)的發(fā)展。由于本課時(shí)內(nèi)容具有較高的抽象性，學(xué)生們會(huì)感到困難，因此在教學(xué)中，我除了引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外，還通過啟發(fā)式教學(xué)，設(shè)置大量的問題情境，來激發(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。四、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)知識(shí)目標(biāo)1、記住dna復(fù)制的概念2、簡述dna復(fù)制的過程，并分析、歸納出dna復(fù)制過程的特點(diǎn)。3、知道dna復(fù)制在遺傳上的意義能力目標(biāo)1、通過介紹meselson、stehl的試驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、推理、歸納，培養(yǎng)科學(xué)的思維。2、通過引導(dǎo)學(xué)生觀察拉鏈和dna復(fù)制的比較，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象、猜測，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力。情感目標(biāo)通過分組探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和科學(xué)態(tài)度。五、教法、學(xué)法設(shè)計(jì)（一）教法設(shè)計(jì)結(jié)合教材的特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，本課時(shí)主要采用啟發(fā)式教學(xué)法，比如：在學(xué)習(xí)dna復(fù)制的方式式，啟發(fā)學(xué)生去思考復(fù)制的方式可能有哪些？如果是這種方式，復(fù)制的結(jié)果是什么？如果是那種方式，復(fù)制的結(jié)果是什么？通過什么方式去證明你的假設(shè)？再比如：在學(xué)習(xí)dna復(fù)制的條件時(shí)，可以啟發(fā)學(xué)生去思考科學(xué)家是怎么知道需要這些條件的？除了課本上介紹的條件外，還可能需要什么條件？科學(xué)家是怎么知道的？從而引導(dǎo)學(xué)生去探索和發(fā)現(xiàn)，使學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的一般方法，即發(fā)現(xiàn)問題——提出假說——試驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神，發(fā)展學(xué)生的思維能力，為學(xué)生鋪設(shè)符合知識(shí)規(guī)律的思維軌道，強(qiáng)化素質(zhì)教育。對于dna復(fù)制的過程，學(xué)生是沒有辦法去探究的，但這一部分又比較抽象，我采用化抽象為具體的辦法，采用拉鏈作為模型，讓學(xué)生對比拉鏈的拉上、拉開和課本上介紹的dna復(fù)制過程的異同點(diǎn)，從而加深學(xué)生對知識(shí)得理解和掌握。（二）學(xué)法設(shè)計(jì)本課時(shí)通過設(shè)疑導(dǎo)學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自主探索dna復(fù)制的方式和復(fù)制的條件，發(fā)現(xiàn)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、相互協(xié)作、自主學(xué)習(xí)的能力；通過點(diǎn)撥導(dǎo)議，啟發(fā)學(xué)生思考、分析科學(xué)家的試驗(yàn)，概括、總結(jié)出正確結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法；通過展示小組提出的假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)中進(jìn)行交流的基本方法。充分體現(xiàn)學(xué)生的“主體”地位。六、媒體選擇1、多媒體課件2、實(shí)物展臺(tái)展示學(xué)生推導(dǎo)的dna半保留和全保留復(fù)制的結(jié)果及相應(yīng)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖3、拉鏈四個(gè)七、教學(xué)程序設(shè)計(jì)（1）流程圖（2）教學(xué)過程：程序教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)復(fù)習(xí)舊知引入新課(3分鐘)展示課件并提問：1、dna化學(xué)組成的基本單位是什么？2、dna分子的空間結(jié)構(gòu)是什么樣的？總結(jié)學(xué)生的回答之后，引出dna復(fù)制的課題。思考回答：1、dna化學(xué)組成的基本單位是脫氧核苷酸，每個(gè)脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基組成。2、兩條鏈盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。學(xué)生已有的dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的知識(shí)是學(xué)習(xí)dna復(fù)制的基礎(chǔ)，由此引出新課題。引導(dǎo)回憶發(fā)現(xiàn)問題(3-5分鐘)有關(guān)dna復(fù)制，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過哪些知識(shí)？你們覺得還有哪些疑問？（以此設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識(shí)，發(fā)現(xiàn)新的問題。）思考回答1、dna復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期2、由于dna主要存在與細(xì)胞核內(nèi)，因此dna復(fù)制的場所主要是細(xì)胞核。發(fā)現(xiàn)問題關(guān)于dna怎樣復(fù)制？需要哪些條件？復(fù)制的結(jié)果怎樣？有什么特點(diǎn)？等等是還沒有解決的問題。發(fā)現(xiàn)問題是科學(xué)研究的第一步。問題使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知解疑心理，教師此時(shí)抓住這一有利時(shí)機(jī)，提出緊扣主題的具有挑戰(zhàn)性、探索性的問題，使學(xué)生主動(dòng)去探索。dna復(fù)制方式探討(約10分鐘)分組討論模擬探索沃森和克里克在發(fā)表dna分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道：“在提出堿基特異性配對的看法后，我們立即又提出了遺傳進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理?！蹦隳軓膁na分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，設(shè)想出dna復(fù)制的方式可能有哪幾種嗎？假如用15n標(biāo)記母鏈，用14n標(biāo)記子鏈，請同學(xué)們根據(jù)假設(shè)分組討論復(fù)制一代和兩代的結(jié)果是什么？用圖形表示結(jié)果。教師投影展示部分小組的討論情況。學(xué)生分組分析討論，提出dna復(fù)制的兩種假設(shè)：全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。學(xué)生根據(jù)假設(shè)討論演繹并畫圖表示兩種復(fù)制的結(jié)果小組間相互補(bǔ)充作出評價(jià)培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神。并進(jìn)一步復(fù)習(xí)假說-演繹法。1958年meselson和stehl用含有15n的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，經(jīng)過多次細(xì)胞分裂，細(xì)菌細(xì)胞的dna充分地被15n標(biāo)記上。然后把這些細(xì)胞移入正常的含同位素14n的培養(yǎng)基中，然后，在不同時(shí)刻（復(fù)制不同代數(shù)后）收集細(xì)菌樣本，從中提取dna，再將提出的dna進(jìn)行離心，記錄離心后試管中dna的位置。密度大的dna在試管的上方還是下方，密度小的呢？中等的呢？請同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的dna條帶所在的位置。并畫出示意圖。請同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的dna條帶所在的位置。并畫出示意圖。巡視學(xué)生的活動(dòng)，記錄學(xué)生出現(xiàn)的問題。教師投影展示部分小組的討論情況。教師展示科學(xué)家的實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并總結(jié)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程。在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)剛才演繹得結(jié)果，推導(dǎo)出這樣的可能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如果是全保留復(fù)制，則離心后dna條帶應(yīng)該只有兩條；如果是半保留復(fù)制，則離心后dna條帶應(yīng)該有三條，并畫出條帶的位置。本模擬探索試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和運(yùn)用，旨在激發(fā)學(xué)生探索和協(xié)作的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力。dna復(fù)制的條件和過程探討(約20XX)請同學(xué)們思考dna復(fù)制至少需要什么條件？科學(xué)家是怎么知道這些條件的呢？學(xué)生討論后回答：模板：兩條鏈分別作為模板原料：四種脫氧核苷酸能量：由atp提供酶：解旋酶、聚合酶等科學(xué)家通過推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)知道的。學(xué)生可能說不全，老師引導(dǎo)學(xué)生補(bǔ)充完整。介紹試驗(yàn)請同學(xué)們想一想，下面這個(gè)事實(shí)說明了什么？讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：復(fù)制除需要四個(gè)基本條件外，還需要其他條件，如rna引物等。旨在提醒學(xué)生不能把書讀死。而應(yīng)該始終保持懷疑和探究的心態(tài)。模擬探討請同學(xué)們自學(xué)課本上有關(guān)dna復(fù)制過程的內(nèi)容，總結(jié)dna復(fù)制大體上分為幾個(gè)步驟。教師通過拉鏈來模擬dna復(fù)制過程。提出問題：拉鏈中的各個(gè)部件各代表復(fù)制過程中的什么？復(fù)制代數(shù)和dna數(shù)目之間，及與含母鏈的dna數(shù)目之間有什么關(guān)系？dna復(fù)制過程是否就是完全像拉鏈的開合？學(xué)生自學(xué)并總結(jié)，如不完整可由其他同學(xué)補(bǔ)充。解鏈——合成子鏈——螺旋學(xué)生分組討論拉鏈中的各個(gè)部件各代表復(fù)制過程中的什么，由學(xué)生代表發(fā)言。培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想理解的意識(shí)，在學(xué)習(xí)過程中化抽象為具體，提高學(xué)習(xí)效率。培養(yǎng)學(xué)生分析比較的意識(shí)，進(jìn)一步加深對dna復(fù)制的理解。觀看動(dòng)畫組織學(xué)生觀看dna復(fù)制的動(dòng)畫課件。學(xué)生隨著動(dòng)畫的演示，一起念出過程：解鏈——合成子鏈——螺旋反復(fù)播放dna復(fù)制的動(dòng)畫，使學(xué)生完成由感性到理性的知識(shí)過渡。dna復(fù)制的意義dna復(fù)制有什么意義？傳遞遺傳信息課堂小結(jié)利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識(shí)要點(diǎn)鞏固基礎(chǔ)知識(shí)課堂測評基礎(chǔ)知識(shí)測評學(xué)生練習(xí)檢驗(yàn)知識(shí)目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況八、課堂測評1、一個(gè)噬菌體侵染細(xì)菌后，形成了20XX子代噬菌體，子代dna中含最初dna鏈的dna占2、下列關(guān)于dna復(fù)制的說法，其中不正確的是（）：a．dna復(fù)制過程中需要酶的催化b．dna復(fù)制過程中需要的能量直接由糖類提供3、含有32p或31p的磷酸，兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，都可參與dna分子的組成，32p比31p質(zhì)量大?，F(xiàn)將某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞放在含有31p磷酸的培養(yǎng)基中，連續(xù)培養(yǎng)數(shù)代后得到g0代細(xì)胞。然后將g0代細(xì)胞移至含有32p磷酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，經(jīng)過第1、2次細(xì)胞分裂后，分別得到gl、g2代細(xì)胞。再從g0、gl、g2代細(xì)胞中提取出dna，經(jīng)密度梯度離心后得到結(jié)果如下圖。由于dna分子質(zhì)量不同，因此在離心管內(nèi)的分布不同。若①、②、③分別表示輕、中、重三種dna分子的位置，請回答下列問題：⑴g0、gl、g2三代dna離心后的試管分別是圖中的：g0________，gl________，g2_________。⑵g2代在①、②、③3條帶中dna數(shù)的比例是______________。⑶圖中①、②兩條帶中dna分子所含的同位素磷分別是：條帶①________，條帶②__________。⑷上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了dna的復(fù)制方式是____________________________________。九、課后作業(yè)1、dna分子的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的（）：ａ．分裂前期ｂ．分裂中期ｃ．分裂后期ｄ．分裂間期2、假設(shè)某大腸桿菌含14n的dna的相對分子質(zhì)量為，a若將其長期培養(yǎng)在含15n的培養(yǎng)基中便得到含15n的dna，相對分子質(zhì)量為b?，F(xiàn)將含15n的dna大腸桿菌再培養(yǎng)在14n的培養(yǎng)基中，子二代dna的相對分子質(zhì)量平均為（）3、某雙鏈dna分子帶有15n同位素標(biāo)記，在試管中以該dna為模板進(jìn)行復(fù)制實(shí)驗(yàn)，連續(xù)復(fù)制4代之后，試管中帶有14n同位素標(biāo)記的dna占總量的4、利用多媒體課件，引導(dǎo)學(xué)生概括、總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)要點(diǎn)，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法。dna復(fù)制時(shí)間場所條件原則結(jié)果特點(diǎn)5、研究性學(xué)習(xí)請同學(xué)們在課后兩周的時(shí)間內(nèi)，以小組為單位撰寫小論文，題目：《“dna復(fù)制”的研究史》。兩周后進(jìn)行交流，并評選優(yōu)秀小論文。（設(shè)計(jì)此作業(yè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，收集信息，小組協(xié)作進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的能力。第五篇：DNA復(fù)制教案第三章第3節(jié)《DNA的復(fù)制》教學(xué)設(shè)計(jì)煙臺(tái)市福山一中宗健康Email：health6631@163.com設(shè)計(jì)思想本節(jié)課突出對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，將科學(xué)探究的過程（提出問題——作出假設(shè)——演繹推理——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出結(jié)論）作為本節(jié)課的教學(xué)主線，以求讓學(xué)生親身參與、體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)。教材分析1、教材中的地位本節(jié)課內(nèi)容是人教版高中生物必修2第3章第三節(jié)。這一課時(shí)，是遺傳學(xué)的基本理論，在聯(lián)系DNA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識(shí)得理解和鞏固，對于學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)遺傳的本質(zhì)非常重要。本節(jié)內(nèi)容又是學(xué)習(xí)后面第5章內(nèi)容的基礎(chǔ)，學(xué)好這一課時(shí)，有利于學(xué)生對基因突變、基因重組等內(nèi)容的理解和掌握。2、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的過程難點(diǎn)：[探究DNA分子復(fù)制方式的探究；DNA分子復(fù)制的過程學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)具有了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂的基本知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，他們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。觀察力、記憶力、想象力有了一定的提高，認(rèn)知活動(dòng)的自覺性，認(rèn)知系統(tǒng)的自我評價(jià)和自我控制能力也有了相應(yīng)的發(fā)展。由于本課時(shí)內(nèi)容具有較高的抽象性，學(xué)生們會(huì)感到困難，因此在教學(xué)中，我除了引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外，還通過啟發(fā)式教學(xué)，設(shè)置一定量的問題情境，來激發(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。教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：（1）概述DNA分子的復(fù)制。（2）探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。2.能力目標(biāo)：（1）通過對DNA復(fù)制方式的推測，再次領(lǐng)悟假說—演繹法在科學(xué)研究中的應(yīng)用（2）通過分組探究，增強(qiáng)合作意識(shí)，提高合作能力3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：⑴認(rèn)識(shí)到合作交流在科學(xué)研究中的重要性（2）認(rèn)同技術(shù)的進(jìn)步在探索遺傳物質(zhì)奧秘中的重要作用。（3）認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過程教法、學(xué)法設(shè)計(jì)（一）教法設(shè)計(jì)結(jié)合教材的特點(diǎn)和學(xué)生實(shí)際，本課時(shí)主要采用探究式、啟發(fā)式教學(xué)法。引導(dǎo)學(xué)生探究DNA復(fù)制的方式，當(dāng)學(xué)生遇到問題難以解決時(shí)，教師進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膯l(fā)，讓學(xué)生的探究過程得以順利進(jìn)行。（二）學(xué)法設(shè)計(jì)本課時(shí)通過設(shè)疑，學(xué)生提出問題——作出假設(shè)——演繹推理——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出結(jié)論。學(xué)生小組合作探究DNA復(fù)制的方式和復(fù)制的過程。教學(xué)用具1、多媒體課件PPT演示文稿（內(nèi)有DNA復(fù)制過程的動(dòng)畫）2、探究DNA復(fù)制方式的材料兩種顏色的長約8厘米的短繩或電線或紙條，每組12+16=28根3、數(shù)碼相機(jī)拍攝并展示學(xué)生推測的DNA半保留和全保留復(fù)制的結(jié)果七、教學(xué)過程：程序教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)導(dǎo)入新課提出問題展示有趣的游戲，根據(jù)性狀的遺傳，提出問題：人體內(nèi)遺傳物質(zhì)是什么？DNA具有那么精密的雙螺旋結(jié)構(gòu)，要遺傳給后代會(huì)怎樣復(fù)制呢？思考思考后回答與學(xué)生比較生疏，通過有趣的導(dǎo)入，拉近距離，提高學(xué)生興趣DNA復(fù)制方式的推測及實(shí)驗(yàn)證據(jù)分組討論提出假說實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一個(gè)DNA分子有兩條鏈，復(fù)制一次以后得到幾個(gè)DNA分子，幾條鏈？如果最初的DNA的鏈我們用紅色表示，新合成的鏈都用藍(lán)色表示，你能設(shè)想出得到的DNA分子有可能是什么樣子嗎？根據(jù)DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，你認(rèn)為DN