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视频标签：遗传与进化,基因的本质,DNA的复制
所属栏目：高中生物优质课视频
视频课题：人教版必修二《遗传与进化》第三章基因的本质 第三节DNA的复制-北京
教学设计、课堂实录及教案：人教版必修二《遗传与进化》第三章基因的本质 第三节DNA的复制-北京
DNA的半保留复制方式的实验证据，属于人教版教材的选学内容，对于这部分内容，很多往往是照本宣科或一带而过，直接去讲解DNA分子半保留复制的过程和特点，学生虽然可以较快地掌握结论，但却是被动的接受知识，失去了科学探究的乐趣。但这部分内容对于学生深入理解DNA复制的过程和意义的作用却是不可小视。本节课充分利用了“DNA半保留复制的实验”的经典实验，采用了让学生大胆假设，设计实验方案、剖析科学家的实验方式，不仅有利用学生全面理解和掌握 DNA复制的有关知识，而且能让他们通过亲身参与探究和模拟研究过程，让学生体验生物科学发展的过程，感受科学探究的魅力，获得相关的科学探究能力。
教学背景分析
教学内容：
“DNA的复制”一节是人教版高中《生物》（必修2）第3章“基因的本质”的重点内容之一。它既是对前面已学的孟德尔遗传定律和减数分裂知识进一步的深化理解，也是学习遗传学的基础。学好本节内容对于学生理解基因突变、基因工程等知识是非常重要的。根据课程目标，本节内容要求学生“概述DNA分子的复制”，其中涉及科学实验、科学研究方法以及生理过程的理解，是对学生进行科学方法教育和能力培养的好材料。
本节包括对DNA分子复制的推测、DNA分子半保留复制的实验证据、DNA分子复制的过程3部分内容。 “DNA分子半保留复制的实验证据”这部分内容在人教版教材上虽是选学内容，但在浙科版教材中不是选学内容。本节的教学对学生深入体会DNA分子自我复制的机制，理解科学研究的基本方法具有重要的作用。 学生情况：
（1）作为顺义区普通中学高二年级的学生，他们的认知能力不断完善，高二年级的学生各方面能力趋于成熟，他们已经具有相当的分析、推断能力和抽象逻辑思维能力。观察力、记忆力、想象力有
了明显的提高。但也存在一定的问题：如：
①学生整体学业水平偏低，且有很大的差异。
②学生自主、自觉学习的能力差，需要老师不断的督促和检查； ③学生缺乏刻苦钻研的精神，畏难情绪严重；
④学生欠缺必要的学习方法，一些刻苦学习而效果较差的学生急需指导； ⑤部分学生厌学。
（2）通过前面的学习学生已经知道DNA分子呈双螺旋结构。并且在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期复制，然后平均分配到子细胞中；学生在学习《DNA是主要遗传物质》中已经了解了利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即同位素示踪法。在此基础上，本节课将要从分子水平来探讨生命的本质，即：DNA是如何复制的？由于本课时内容比较抽象，学生们可能会感到困难。 教学方式：
结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用探究式教学和启发式讲授相结合的教学方式。 教学手段和技术准备： ①《DNA的复制》多媒体课件
②学具：DNA分子平面结构纸模型（亲代DNA两条链均为红色）、两个子代DNA的4条单链（红、蓝各2条）
③DNA复制过程动画
④《看东方》打拐专题报道视频等
教学目标(内容框架)
1.知识目标： 说明DNA分子复制方式和过程。说出DNA复制的条件、特点、意义。 2. 能力目标：在探究DNA分子复制方式的过程中，提升分析、推理、归纳能力。
3. 情感态度价值观目标：①认同生物学发展在社会生活中的应用价值。
②在DNA半保留复制方式探究中，体验科学的发展需要重视逻辑与证据。
教学重点：DNA复制的方式和过程 教学难点：DNA复制的方式和过程教学过程(表格描述)
教学阶段
教师活动
学生活动
设置意图
时间安排
创设情境
导入新课
展示公安部“打拐专项行动 ” 资料 引导学生思考：
问题1：为什么通过DNA比对，就能确定孩子与父母的亲属关系？
问题2：在有丝分裂的末期细胞会一分为二,作为遗传物质的DNA也会平均分配
到两个子细胞，那么在有丝分裂间期DNA
发生了什么行为,才能保证亲代与子代细胞之间遗传物质的稳定性呢?
沃森和克里克在构建了DNA的双螺旋结构模型后,继续大胆的推测了DNA的复制方式,我们今天就来学习:
第三章 第三节DNA的复制 分析资料并回答： 他们的DNA相同。
发生了DNA复制
联系生活
实际，启发 对生活现象的思考
2分钟
DNA复制 方式分析
过渡：简单来讲DNA的复制就是由一个DNA形成两个DNA的过程 一、基础知识：
问题3：1个DNA分子有几条单链？（展示PPT）复制后的DNA，应该有几条单链？
展示PPT确定一个DNA复制后形成2个DNA分子，有4条单链。
教师说明：亲代DNA的两条单链称为母链，或者叫模板链。新形成的两条单链称为子链。（磁铁展示到黑板上） 展示教具介绍学具：现在如果用红色代表母链， 用蓝色表示新形成的子链。 每2位同学为1组，每组有2条红色和2
思考并回答: 2条 4条
倾听
巩
固
DNA分子机构基础知识 提升观察和分析问题的能力
2分钟
5
条绿色的色带分别代表母链和子链。（磁铁展示到黑板上）
问题4：这4条单链如何形成2个DNA分子？请在学案中相应的位置贴出自己的猜测。
教师：展示学生学案并显示在黑板上。 二、实验方法分析:
过渡：这都是大家的猜测，当然这也是100多年前,科学家对DNA复制方式的两种最主要的猜测。 那么事实上是哪种呢？
我们必须通过实验来证实。展示科学家Matthew Meselson & Franklin Stahl 问题5：事实上，DNA分子是没有颜色的，我们用什么生物技术来区分亲代链和子代链？
师说明：科学家采用同位素示踪技术也叫同位素标记法。普通的DNA分子都含有N元素，假如把亲代DNA中的N全部用15N标记，新形成的DNA中的N全部用14N标记。
问题6：如果有这两种DNA那么如何将这些DNA分离开呢？这两种DNA最大的区别是什么？ 扩展说明：
不是所有的同位素都有放射性，我们学
过的常见的放射性同位素有35S、32P、14C
等，但15N没有。那怎么将他们分开？ 说明：这些位于细胞核中的DNA分子如何才能被分离呢？这时候生物技术的力
观察并理解教具用途 完成学案 展示结果：
生1：我们组认为两个子代DNA都是由原来的DNA拆开后重新组合成的。
生2：我们认为DNA复制就像复印文件一样，一个是原版，一个是复印件。
回答： 同位素标记
倾听并理解
思考并回答：有放射性的是母链，分子量大的是母链
思考并说出：分子量不同
8
讲述：
复制时首先发生是DNA双螺旋的打开，然后连接碱基对的氢键断开，这个过程是在常温常压下高效进行的，根据我们
以前所学推测一下这个过程需要什么条
件？ 师说明：酶称为解旋酶，DNA复制时，
利用细胞中的能量，在解旋酶的作用下解开双螺旋。这一过程就称为解旋。
问：解旋以后的过程又是怎样的呢？大
家看课件：请一位同学描述一下。
师：4种脱氧核糖核苷酸，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段
子链。 师：这些配对的脱氧核糖核苷酸还没有
形成链，需要DNA聚合酶将他们聚合形成新的子链。
随着模板链解旋过程的进行，新形成的子链也不断的延伸。同时，每条新
链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
请大家根据刚刚学习的知识和课本中54
页的图来简要的概述DNA分子复制的具体过程。
师总结板书：
候，氢键先断裂然后复
制，形成新的DNA
思考：需要酶、能量
倾听
生思考后回答：碱基互补配对形成DNA
倾听
小组内讨论
描述过程 DNA复制开始时想解旋，需要解旋酶和能量。然后按照碱基互补配对原则形成子链。最后高度螺旋化形成新的DNA分子。 推理能力
提升语言
表达和归
纳总结能
力
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问：通过DNA复制过程的学习，请大家分析，DNA的复制需要什么条件?
师：出示PPT并提问： 模板是什么？原料是什么？主要需要什么酶？能量主要由什么细胞器提供？
小结：满足了这些条件，并且严格的遵循碱基互补配对原则，DNA就能精确的复制了。
过渡：那么DNA复制还有什么特点呢？我们来分析一个资料。出示资料
A组：先加解旋酶和能量解旋需7小时，再加原料和模板进行复制得到子代DNA需要8小时
B组：直接加入酶、原料、模板和能量。得到子代DNA仅仅需要7.5小时. 问：该资料能说明什么？
师：根据学生的回答进行补充，说明边解旋边复制的特点。
思考并说出条件：酶、能量、原料、模板
生说出：模板有两条。酶是解旋酶和DNA聚合酶、以4种游离的脱氧核糖核苷酸为原料、线粒体提供能量。 倾听
分析资料，说出特点：边解旋边复制
生解释:A组先解旋再复制需要的时间长。
B组都加入是边解旋边复制，更高效。
提升获取二手资料、分析问题的能力
DNA复制时间、意义 问：结合学过的知识回忆，DNA什么时
期复制呢？
出示PPT减数分裂过程图
师说明：在减数分裂的间期，亲代DNA
思考并说出：间期
加强对知识整体性
3分钟
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通过复制将遗传信息复制了一份，并将DNA中的遗传信息通过减数分裂传递给了子代。从而保持了亲代和子代之间遗传信息的连续性。这就是DNA复制的重要意义。
问：那么，复制过程真的“万无一失”吗？ 出示资料：
① DNA复制的错误率:约10-9 ② 人的全部DNA共31.6亿个碱基
对，复制时可能有6个碱基会发生错误
师说明：由此我们看出DNA复制是很精确的，但是也有很微小的错误，这些错误对生物来说可能影响很大，也可能没有影响，在进化的过程中具有重要的作用，为什么呢？我们将在后续的章节学习。
倾听
思考并说出：错误率很低
的把握能力；
加强对DNA复制在生物信息传递中的重要性的理解
课堂小结
通过这节课学，我们知道了DNA分子的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对保证了复制的精确性，新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。DNA分子通
过复制，将遗传信息传递给了子代。
利用本节课学习的知识：请思考为什么通过比对被拐婴儿和丢失儿童的父母的DNA，就能确定这孩子是他们亲生的？
倾听
思考并说出
思考后回答：在减数分裂的间期，亲代DNA通过复制将遗传信息复制了一份，通过减数分裂将DNA中的遗传信息传递给了子代。
联系社会实际，回扣开篇
2分钟
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
