3.3 DNA的复制教学设计

第3节《DNA的复制》
教学设计
【教材分析】
本节课之前学生已经知道 DNA 是双螺旋结构，并且已熟知 DNA 分子的结构特点，但是对于遗传物质是如何复制的，不得而知， “DNA 的复制”主要包括对 DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的证据和 DNA 的复制过程三个部分，本节课将 DNA 结构贯穿于 DNA 的复制过程，也可巩固之前有丝分裂、减数分裂等方面的内容，是学习生物变异内容的基础。
【学情分析】
1.知识储备：
在必修一的学习中，学生已经知道染色体是由蛋白质和DNA 组成，DNA 是遗传信息的载体以及 DNA 的基本组成单位是脱氧核苷酸， 结合必修二第三章前两节，学生已经清楚的知道 DNA 的结构，此时学生已经具备了一定的接受 DNA复制内容的知识基础。
2.能力基础：
高一的学生已具备了初步的科学素养，但个体之间存在差异， 分析、推理、比较和归纳的能力有待进一步提高。本节课运用多媒体技术辅助重难点的突破，着力拓展学生科学思维的广度和深度， 促进与其他知识的联系。
3.心理特征：
高一学生刚接触高中生物不久，还未形成主动思考和探究思维习惯，少数学生不善于与他人合作学习、教师应充分引导、适时鼓励，组织学生进行充分的讨论交流，提高合作学习的效果。
【核心素养学习目标】
1.运用假说演绎法探究DNA复制的方式，掌握科学研究的方法。（科学思维、科学探究）
2.通过模型构建，掌握DNA复制的过程和特点。（生命观念、科学思维）
3.通过对癌症原因的分析，引导学生关注生活。（社会责任）
【学习目标】
【基础性目标】
概述 DNA 分子复制条件、过程和特点。
【拓展性目标】
我能通过推断DNA的复制方式，能进行科学思维；整理假说一演绎法探究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。
【挑战性目标】
我能总结DNA复制的生物学意义；总结科学研究的成功需要严谨的科学态度和方法的价值观念。
【学习重难点】
【学习重点】DNA复制的条件、过程和特点。
【学习难点】对DNA复制方式的推理和验证。
【课型】高一新授课
【课前准备】
导学案、模型、PPT
【教学方法】
自主学习、引导式探究、合作探究、模型构建、小组展示
【课时安排】1课时
【教学过程】
【创设情景，引入新课】
【2022年诺奖视频】
斯万特帕博在古人类学领域是非常有名的，可以说是最了解尼安德特人的智人。这个照片里面他手里拿着的就是尼安德特人的头骨，他的研究发现除了非洲之外的现代人群中，包括你和我体内都有1~4%的尼安德特人的基因，如今这些基因对我们而言很多都变成了困扰，比如肥胖，二型糖尿病，抑郁症，血栓，包括最新研究出的新冠易感体质。那么，这些不好的基因是怎么一代代的传递下来呢？遗传！遗传信息储存在哪里？DNA中！在遗传的过程中，亲代怎么把DNA传给子代呢？通过DNA的复制！我们这节课就来学习《DNA的复制》。
任务一、探究DNA复制的方式--假说演绎法-发现问题
DNA复制方式的早期推测
思考：一个DNA分子复制一次之后得到几个DNA？几条链 它们是如何结合形成两个DNA分子呢
【活动探究1】
模型建构
利用红色磁条 代表亲代链，蓝色磁条 代表子代链，摆出一个DNA复制之后的结果。
【学生演示】
用磁条摆出DNA复制之后的两种结果
提出：半保留复制与全保留复制假说
思考1：这两种假说从结果上来看有什么区别？
思考：这两种假说的子二代是怎样的呢？哪两位同学愿意试一试？
学生展示：
要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？
美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔的实验设计：
实验材料：
实验思路：
【小组探究】
阅读课本P53、P54，思考讨论下列问题。
1.如何在实验中直观区分母链和子链？
同位素标记技术（教材P53）
2.如何让亲代母链和新合成的子链带上不同的标记？
将大肠杆菌放入含有15NH4Cl的培养液中培养若干代，让母链带上15N。然后让带15N的大肠杆菌放入含有14NH4Cl的培养液中培养。
3.形成的不同密度的DNA分子应如何区分？
密度梯度离心
【活动探究2】
让带15N的大肠杆菌放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代的DNA分别含有哪种N元素？ 如果对每代的DNA分别进行离心，结果会怎样分布？
任务1：以小组为单位，写出每一代DNA的被标记情况。
任务2：将离心结果，用笔在学案上试管的对应位置标注出来。
【小组展示】
半保留复制假说：G1
全保留复制假说：G3
播放证明DNA半保留复制方式的实验。
得出结论：DNA复制方式为半保留复制。
【针对训练】
1.将在14N培养基中连续多代培养的细菌转移到15N培养基中,培养两代后提取DNA 进行密度梯度离心,实验结果应为（ ）
任务二、DNA复制的过程
【预习检测】
阅读p55，思考下列问题：
1.概念：
2.发生时间：
3.场所：
4.DNA复制的过程是怎样的？
【活动探究3】
小组合作，利用DNA分子模型和脱氧核苷酸卡纸模型模拟DNA的半保留复制过程。请小组代表到黑板前演示，并总结DNA半保留复制的过程。
模型制作过程，思考下列问题：
1.DNA复制的条件？
2. DNA复制的方向？
3. DNA复制遵循的原则？
4. DNA复制的特点？
5. DNA复制的结果？
6. DNA复制的意义？
播放DNA复制过程。
【拓展应用】
虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？
【提示】可能有6个碱基发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响。
癌症可能源于DNA复制随机出错或环境因素导致的基因突变。
【拓展应用】
请尝试说出DNA复制的应用
1.破案现场：提取样本少，复制增多样本，有利于DNA检测。
2.核酸检测：
【针对训练】
下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是( )
A.子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′－端
B.子链的合成过程不需要引物参与
C.DNA每条链的5′－端是羟基末端
D.DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
【课堂小结】
大家收获了什么？
【课后作业】
构建知识网络
完成课后达标检测
【板书设计】
第三章第3节DNA的复制
早期推测：半保留复制、全保留复制
实验证据：同位素示踪技术、密度梯度离心
复制过程：时期、场所、过程。