高中生物DNA的復(fù)制教案大全2020
DNA復(fù)制是指DNA雙鏈在細(xì)胞分裂以前進(jìn)行的復(fù)制過(guò)程,從一個(gè)原始DNA分子產(chǎn)生兩個(gè)相同DNA分子的生物學(xué)過(guò)程。接下來(lái)是小編為大家整理的高中生物DNA的復(fù)制教案大全,希望大家喜歡!
高中生物DNA的復(fù)制教案大全一
一、教材分析
DNA復(fù)制是生物遺傳信息得以世代相傳和延續(xù)的基礎(chǔ),也是生物變異的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容在編排上先講述科學(xué)家對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè),然后介紹DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù),在此基礎(chǔ)上再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)半保留復(fù)制的具體過(guò)程。本節(jié)是進(jìn)行探究學(xué)習(xí)很好的一課,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該過(guò)程的演繹推理,幫助學(xué)生理解的同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的一般方法和邏輯思維。學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前,已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)“DNA的結(jié)構(gòu)”,教師應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)行理解,而DNA的復(fù)制過(guò)程是一個(gè)微觀而復(fù)雜的內(nèi)容,學(xué)生不易理解,教師可結(jié)合直觀形象的示意圖或視頻動(dòng)畫(huà)來(lái)輔助教學(xué),幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握。
二、教學(xué)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。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1、重點(diǎn):DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)。
2、難點(diǎn):對(duì)半保留復(fù)制的推理與驗(yàn)證。
四、教學(xué)策略
通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情景,引導(dǎo)學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)新知識(shí)。
1、設(shè)置問(wèn)題情境,引人課題。以9.11事件入手,引導(dǎo)學(xué)生在分析PCR工作原理的基礎(chǔ)上思考人體內(nèi)的DNA是如何進(jìn)行復(fù)制的。
2、分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)探究的過(guò)程。設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)康貝格、梅賽爾一斯特爾等人的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行層層設(shè)疑,讓學(xué)生嘗試自己作出設(shè)計(jì),得出結(jié)論。
3、借助直觀手段,幫助學(xué)生理解DNA復(fù)制的具體過(guò)程。
五、教學(xué)過(guò)程
1、設(shè)置問(wèn)題情景,引人課題
震驚世界的“9·11”事件奪去了很多無(wú)辜的生命,兩幢大樓轟然倒塌,死傷者數(shù)以千計(jì),從廢墟中清理出的尸體面目全非,無(wú)法辨認(rèn),如何來(lái)確定罹難者的身份呢?警方利用PCR技術(shù)獲得了罹難者大量的DNA系列。通過(guò)與失蹤人員的親人進(jìn)行DNA檢測(cè)鑒定和認(rèn)定。
提出問(wèn)題:從案例可知PCR技術(shù)起到了什么作用?
PCR工作的原理是DNA復(fù)制,是一種體外人工復(fù)制,那么,在生物體內(nèi),DNA是怎樣進(jìn)行復(fù)制的呢?從而進(jìn)人本節(jié)的學(xué)習(xí)。
2、對(duì)DNA復(fù)制的初步探究
引導(dǎo)學(xué)生討論并分析康貝格的實(shí)驗(yàn),了解DNA復(fù)制的一般條件。
資料1:1956年,美國(guó)生物化學(xué)家康貝格在試管中,將大腸桿菌中提取出的DNA聚合酶加人到具有4種豐富的脫氧核苷酸的人工合成體系中。
結(jié)果:在試管中4種脫氧核苷酸不能合成DNA分子。
提問(wèn):在資料1中,為什么要加人DNA聚合酶和4種脫氧核苷酸?
資料2:康貝格在上述試管中加人了少量DNA分子和ATP,培養(yǎng)在適宜溫度條件下,一段時(shí)間后,測(cè)定其中DNA的含量。
結(jié)果:試管中的DNA的含量增加。
提問(wèn):1、加入ATP有什么作用?
高中生物DNA的復(fù)制教案大全二
1、教學(xué)目的
(一)知識(shí)目標(biāo)
(1) 理解DNA復(fù)制的含義。
(2) 掌握DNA的復(fù)制過(guò)程。
(3) 概述DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。
(二)能力目標(biāo)
(1) 通過(guò)對(duì)DNA復(fù)制的學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握運(yùn)用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則分析問(wèn)題。
(2) 培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理和總結(jié)概括的能力。
(三)情感目標(biāo)
(1) 讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)與人合作在科學(xué)研究中的重要性以及技術(shù)的進(jìn)步在探索真理中的重要作用。
(2) 讓同學(xué)們明白不論哪種假說(shuō)只有在通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)并被證明是正確之后才能上升為科學(xué)理論。
2、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
(1)教學(xué)重點(diǎn):DNA復(fù)制的條件、過(guò)程及特點(diǎn)
(2)教學(xué)難點(diǎn):DNA復(fù)制的過(guò)程
充分發(fā)揮多媒體計(jì)算機(jī)的獨(dú)特功能,把DNA的復(fù)制過(guò)程等重、難點(diǎn)知識(shí)編制成多媒體課件。將這些較難理解的重、難點(diǎn)知識(shí)變靜為動(dòng)、變抽象為形象,轉(zhuǎn)化為易于吸收的知識(shí)。
3、課的類型及主要教學(xué)方法
新授課;觀察法、分析法、談話法和討論法
課時(shí)安排:
1課時(shí)。
5、教學(xué)過(guò)程:
(1)導(dǎo)入新課:
[講授] 首先請(qǐng)大家來(lái)看這一張圖片(幻燈)
[提問(wèn)] 那大家知道這是一幅什么圖呢?
[回答] 2008年北京奧運(yùn)會(huì)會(huì)徽“中國(guó)印 舞動(dòng)的北京”。
[提問(wèn)] 那接下來(lái)我要問(wèn)這樣一個(gè)問(wèn)題(幻燈)如何將此會(huì)徽復(fù)制成兩個(gè)一樣的印章?
[回答] 首先選一塊相同的原料,請(qǐng)最好的雕刻師傅進(jìn)行雕刻等等方案。
[講授]我們今天的學(xué)習(xí)的內(nèi)容就與復(fù)制有關(guān).來(lái)看一下題目 第3節(jié) DNA分子的復(fù)制
[板書(shū)] 第三節(jié) DNA的復(fù)制
(2)講授新課
[講授] 通過(guò)上兩節(jié)課有關(guān)DNA的學(xué)習(xí),同學(xué)們已經(jīng)知道了DNA是主要的遺傳物質(zhì)及DNA的分子結(jié)構(gòu),我們先來(lái)復(fù)習(xí)一下DNA的分子結(jié)構(gòu)。
[幻燈] 1、DNA分子具有特殊的空間結(jié)構(gòu),也就是具有規(guī)則的()結(jié)構(gòu)。
2、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則:A與();G與()兩條鏈上的堿基通過(guò)()連接。
[回答] 雙螺旋 ;T; G; 氫鍵
[講授] 作為主要的遺傳物質(zhì)DNA分子不僅能夠儲(chǔ)存大量的遺傳信息,還能傳遞遺傳信息,遺傳信息的傳遞就是通過(guò)DNA分子的復(fù)制來(lái)完成的,那DNA是怎樣復(fù)制的呢?它的復(fù)制與它的雙螺旋分子結(jié)構(gòu)有沒(méi)有什么聯(lián)系呢?讓我們帶著問(wèn)題進(jìn)入今天的學(xué)習(xí)。
首先我們要考慮DNA是怎么進(jìn)行復(fù)制的呢?即對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)(幻燈)
[板書(shū)] 一、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)
[講授] 在學(xué)習(xí)之前我想請(qǐng)大家先閱讀一下書(shū)上第52頁(yè)關(guān)于DNA分子復(fù)制的推測(cè)的這段內(nèi)容,這段內(nèi)容主要是說(shuō)沃森和克里克在提出了著名的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(shuō),并提出了“半保留復(fù)制”這一概念。
[提問(wèn)] 通過(guò)剛剛的閱讀,誰(shuí)可以解釋一下什么叫做半保留復(fù)制?
[回答] DNA分子復(fù)制時(shí),DNA分子的雙螺旋將解開(kāi),互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂,解開(kāi)的兩條單鏈作為復(fù)制的模板,游離的脫氧核甘酸依據(jù)互補(bǔ)配對(duì)原則,通過(guò)形成氫鍵,結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個(gè)DNA分子中,都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈,因此,這種復(fù)制方式被稱做半保留復(fù)制。
[講授] 其實(shí)“半保留復(fù)制“只是沃森和克里克提出的一種對(duì)DNA復(fù)制方式的假說(shuō),對(duì)于的DNA的復(fù)制機(jī)理還存在著很多不同的假說(shuō)。另一種關(guān)于DNA復(fù)制方式較普遍的假說(shuō)是“全保留復(fù)制“,既復(fù)制時(shí)DNA的兩條母鏈會(huì)分開(kāi)分別復(fù)制形成兩條子鏈,之后兩條母鏈結(jié)合恢復(fù)原狀,新合成的兩條子鏈彼此互補(bǔ)結(jié)合形成一條新的雙鏈DNA分子。(幻燈)
現(xiàn)在知道了DNA復(fù)制方式的兩種假說(shuō),那DNA究竟是如何進(jìn)行復(fù)制的呢?我們?cè)撘允裁醋鳛橐罁?jù)去分析判斷呢?剛剛_同學(xué)已經(jīng)為我們解釋了什么叫做半保留復(fù)制.我也給出了大家全保留復(fù)制的概念。
[提問(wèn)] 那這兩種復(fù)制方式新合成的子代DNA有什么不同呢?
[回答] 半保留復(fù)制新合成的每個(gè)DNA分子中,會(huì)保留原來(lái)DNA分子中的一條鏈;而全保留復(fù)制新合成的每個(gè)DNA分子中的兩條鏈都是新合成的。
[講授] 根據(jù)這點(diǎn)我們只要區(qū)分親代與子代的DNA就可以清楚的知道DNA的復(fù)制方式究竟是半保留的還是全保留的??茖W(xué)家在1958年以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料,運(yùn)用同位素示蹤技術(shù),設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了DNA的復(fù)制方式,我們來(lái)看一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)是怎樣進(jìn)行的。(幻燈)
[講授] 科學(xué)家將先大腸桿菌放在含有15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng),讓其繁殖幾代,提取此時(shí)大腸桿菌的DNA,接著將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14N的普通培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),于細(xì)胞分裂一次時(shí)提取大腸桿菌的DNA,于細(xì)胞分裂兩次時(shí)再提取一次DNA,最后將在這三個(gè)不同時(shí)期提取到的DNA進(jìn)行離心,記錄下離心后試管中DNA的位置。
[提問(wèn)] 大家運(yùn)用物理和化學(xué)知識(shí)可以想到為什么科學(xué)家要用15N和14N標(biāo)記的兩種不同培養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌嗎?
[回答] 大腸桿菌在培養(yǎng)液中會(huì)用到N元素進(jìn)行的復(fù)制,從而15N,14N被標(biāo)記到鏈上,而由于兩者的密度不同,在DNA離心時(shí)導(dǎo)致沉降系數(shù)不同,使得DNA帶分布在試管中的不同位置,由此可以判斷出DNA的復(fù)制方式。
[講授] 我們來(lái)看一下經(jīng)離心后DNA帶在試管中的分布情況如何?比較三個(gè)試管中帶的分布情況,第一次提取的DNA離心后分布在靠近試管底部的位置,第二提取的DNA離心后分布在試管的中間位置,而第三次提取的DNA離心后有兩條DNA帶,一條分布在離試管底部最遠(yuǎn)的位置,一條位于試管的中間位置。
[提問(wèn)] 解釋一下為什么這三條DNA帶分布在試管中的不同位置?可以從DNA帶的分布情況來(lái)判斷DNA的復(fù)制方式是什么?為什么不是全保留復(fù)制?
[回答] 如果是以全保留進(jìn)行復(fù)制的話就試管里只會(huì)有上下兩條帶,不會(huì)出現(xiàn)中間帶。
[講授] 來(lái)看下大腸桿菌DNA的半保留復(fù)制過(guò)程。先在15N標(biāo)記的培養(yǎng)液中進(jìn)行DNA復(fù)制,合成的都是15N標(biāo)記的雙鏈DNA,用15N15N表示,密度最大,所以離心后的DNA帶最靠近試管的底部;后轉(zhuǎn)移到14N的培養(yǎng)液中以半保留方式復(fù)制了一次,合成了只有一條鏈被15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA,用15N14N表示,密度居中,位置也居中;接著再?gòu)?fù)制一次時(shí)新合成了兩條DNA鏈都沒(méi)有被15N標(biāo)記的子代雙鏈DNA,用14N14N表示,密度最小,也就離試管底部最遠(yuǎn).
其實(shí)這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。
[板書(shū)] 二、證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)
[講授] 那知道了DNA是以半保留復(fù)制方式進(jìn)行復(fù)制的,下面來(lái)學(xué)習(xí)DNA分子復(fù)制的過(guò)程,在學(xué)習(xí)之前,先請(qǐng)大家閱讀一下書(shū)上就第54頁(yè)的內(nèi)容,來(lái)回答這幾個(gè)問(wèn)題:
[板書(shū)] 三、DNA復(fù)制的過(guò)程
[幻燈] DNA復(fù)制的概念?
[回答] 指以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程。
[提問(wèn)] 那DNA復(fù)制的實(shí)質(zhì)是什么呢?
高中生物DNA的復(fù)制教案大全三
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)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。
(二)能力目標(biāo)
通過(guò)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(cè),培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
(三)情感目標(biāo)
通過(guò)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)度學(xué)情分析
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn)
DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)。
2.教學(xué)難點(diǎn)
DNA分子復(fù)制的過(guò)程。
三、教學(xué)方法
合作探究、討論法演示法、講授法
媒體課件用PowerPoint制作的演示文稿(內(nèi)有DNA復(fù)制過(guò)程的動(dòng)畫(huà));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)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖
四、教學(xué)程序設(shè)計(jì)
(一)由【問(wèn)題探討】引入新課
學(xué)生:閱讀思考討論回答
【提示】?jī)蓚€(gè)會(huì)徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材;應(yīng)先制造模型,并按模型制作會(huì)徽;應(yīng)使用電子控制的刻床;刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作,或完全數(shù)控等。(以上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)回答,事實(shí)是原料確實(shí)選自一塊石材,但由于時(shí)間緊迫,兩個(gè)會(huì)徽是由兩名技術(shù)最好的師傅手工雕刻的)。驗(yàn)證的最簡(jiǎn)單的方法是:將兩個(gè)印章的圖形蓋在白紙上進(jìn)行比較(學(xué)生也可能提出更科學(xué)、更現(xiàn)代化的方法)。
【教師】DNA既能作為遺傳物質(zhì),就必須具有精確的自我復(fù)制能力,那它是怎樣進(jìn)行復(fù)制的呢?
(二)講授新課
1、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)
【引導(dǎo)】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(shuō)。進(jìn)而總結(jié)出“半保留復(fù)制”的概念。
【講述】在復(fù)制過(guò)程中,原來(lái)雙螺旋的兩條鏈并沒(méi)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。
2、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
【講述】我們知道,當(dāng)假說(shuō)通過(guò)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(lái)探討一下DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
【講述】大家閱讀課文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。
強(qiáng)調(diào):該實(shí)驗(yàn)證明了DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。
3、 DNA復(fù)制的過(guò)程
【學(xué)生思考】:
①什么叫解旋?解旋的目的是什么?
②什么叫“子鏈”?復(fù)制一次能形成幾條子鏈?
③簡(jiǎn)述“子鏈”形成的過(guò)程。
DNA復(fù)制后兩個(gè)子代DNA分子和親代DNA分子是否完全相同?為什么?
【教師】師生共同歸納得出以下知識(shí):
1.概念:指以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)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(chǎng)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、能量(ATP)
⑶酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等
5.過(guò)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(duì)的堿基從氫鍵處斷裂,兩條螺旋的雙鏈解開(kāi),這個(gè)過(guò)程叫做解旋。解開(kāi)的兩條單鏈叫母鏈(模板鏈)。
②合成互補(bǔ)子鏈:以上述解開(kāi)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(duì)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(guò)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(duì)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,1DNA分子→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;
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