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视频标签：遗传信息的复制
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视频课题：北师大版高中生物必修二第三章第1节《遗传信息的复制》江西省 - 南昌
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北师大版高中生物必修2 《遗传与进化》
第三章第1节《遗传信息的复制》教学设计
一、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——演绎推理——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。通过观看DNA复制动画总结DNA复制所需的条件、特点等，自主看书总结DNA复制的概念图，从而培养学生的自主学习及合作学习的能力。 二、教学目标
知识与技能
过程与方法[
情感态度与价值观
（1）概述DNA分子的复制
（2）体会假说-演绎法在实际中的应用。[来源]
（1）通过学生对DNA复制的推测，再次领悟假说-演绎方法在研究中的应用。
（2）通过探究DNA分子复制的实验证据，提高学生的实验技能，增强学生解决问题的能力。
(3) 引导学生归纳DNA复制的过程、条件、特点、原则、意义等相关要点 （1）初步形成遗传物质的结构与功能
相统一的观点
（2）通过探究DNA分子复制的验证，感受科学探究的魅
力，培养学生探究兴趣
三、教学重点和难点
重点：DNA复制过程、条件和特点为知识上的重点，
对DNA分子复制的推测及实验证据为过程上的重点。 难点：DNA分子复制的过程 四、教学方法
（1）通过设置问题情景，引导学生在探究中学习新知识。 （2）分析经典实验，引导学生领悟科学探究的过程。
（3）借助直观手段，利用图示和视频动画帮助学生理解DNA复制的具体过程。 五、课时安排：1课时
六、教学设计过程
导课：我们每个同学都渴望有个幸福的家，而事实上对有些人来说却很难。请看视频央视节目《等着我：一个妈妈苦寻失踪24年的儿子》
老师：从外貌特征上看，好像男孩与妈妈有点相似，但仅从外貌相似就能确定是她的儿子吗？怎样从科学上确定亲子关系呢？ 学生：不能，抽取血液检测DNA。
老师：对，因为父母将自己的遗传物质DNA复制了一份，传给了子代。那么DNA是如何精确复制的呢？今天，我们就一起来探讨遗传信息的复制。
环节一：对DNA分子复制的推测
老师：继沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构之后，DNA分子是如何复制的又成为新的难题下面我们进行一个模拟活动。 活动：模型构建[]
老师：我们现在用蓝色纸板模拟DNA，这是它的两条链，复制一次一个DNA变成几个？一共有几条链？新合成的链是红色的，这样就得到四条单链了，那么一个DNA分子是由两条单链构成的，同学们尝试看看，这四条单链怎样构成不同的DNA分子？
学生活动：学生利用老师提供的画笔和画纸分组进行模型构建。三组代表展示模型并介绍。
PPT展示：假说一 半保留复制模型 假说二 全保留复制模型 假说三 弥散复制模型
老师：同学们刚刚这个活动就构建了DNA复制的物理模型。这也是初期人们对DNA分子复制的推测，也是我们作出的三种假说。假说到底正不正确，还需要实验进一步进行验证。
板书：一、对DNA分子的推测
环节二 DNA半保留复制的实验证据 板书：二、DNA分子复制的实验证据
老师：我们将原先的蓝色DNA称为亲代，亲代复制一次得到的两个DNA分子我们叫做子一代，这就是建模的过程，大家观察模型一、二、三得到的子一代和亲代相比有什么特点？学生：模型一的子一代的DNA分子含有原亲代中的一条链；模型二中新合成的DNA不含亲代中的链；模型三的子一代DNA的每一条链混合有亲代链和新合成链的部分
老师：很好。 要证明DNA是其中的哪种复制方式，首先我们要区分开亲代DNA和子代DNA。DNA肉眼看得见吗？那我们用什么区分它们呢？ 学生：放射性同位素标记法
老师： DNA分子的组成元素为C、H、O、N、P，常见的标记元素是N。假设蓝色我们用15N标记，红色用14N来标记，这样我们就得到了三种质量不同的DNA分子。它们的密度一样吗？ 学生：不一样。
PPT展示：离心管15N/15N、14N/14N两种DNA分子（强调DNA分子结构稳定） 学生：密度梯度离心技术
老师：那么在离心管中我们会看到什么现象？看到几条条带？ 学生：两条
老师：位于上层的我们称为轻密度带，位于下层的我们称为重密度带。那么假设还有另外一种成分的DNA分子，则应处于离心管什么位置？非常好，我们称为中密度带。
PPT展示：离心管中三条密度带及其DNA成分和表示方法。
老师：好了，利用这些技术怎么做实验呢？我们来看看，1958年，迈尔逊和斯达尔的实验，首先他将大肠杆菌放在含有15N的NH4CL培养液培养大肠杆菌繁殖若干代，大肠杆菌是单细胞生物，繁殖一代即细胞分裂一次，DNA复制一次，这有什么目的呀？
学生：使DNA充分标记上15N。
老师：那么我们通过提取DNA离心发现确实两条链都标记了15N，这样就得到亲代DNA，然后再将亲代大肠杆菌放在含14N的培养基中培养，利用其中的氮元素DNA分子继续复制，这个结果会怎样呢？ 学生：子链标记上14N。
老师：再继续看，我们让大肠杆菌分裂一次，DNA也复制一次，大约4小时繁殖一代，提取子一代大肠杆菌DNA进行离心，再继续培养4小时，提取子二代DNA离心。假设三种假说都成立，在离心管中我们分别会看到什么现象，好，请同学们预测实验结果，在学案上绘出相应密度带图示。 学生活动：完成学案。
学生描述可能的三种实验预测结果。
PPT展示:科学家实验结果：子一代全是中密度带，子二代出现中密度带和轻密度带。
老师：从这个实验现象中我们得出什么结论？
学生：假说一是对的，DNA分子复制的方式是半保留复制。 PPT展示:DNA复制是以半保留复制的方式进行的 假说-演绎法总结
老师：刚才的探究过程我们一起来回顾下，首先提出问题：DNA分子是如何复制的？通过色板组合给出三种假说全保留复制或半保留复制或弥散复制，再在这个基础上我们根据DNA分子结构从理论上演绎推理子代情况，最后预期实验结果并且进行假说检验证明半保留复制是正确的，我们把这一种方法叫做假说-演绎推理法
环节三 DNA分子复制的过程 板书：三、DNA分子复制的过程
老师：通过前面学习，我们了解到DNA是以半保留的方式进行复制的，那到底什么叫DNA的复制呢？ PPT展示： DNA复制动画
学生总结DNA复制的条件及DNA复制的特点
PPT展示：DNA复制的特点：边解旋边复制，半保留复制。
教师归纳三大步骤：复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。然后，以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，利用细胞中游离的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。这个过程我们叫做形成子链。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。这样，复
制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。新复制出的两个DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。 学生活动：完成学案。构建DNA复制的概念图。
老师：假设这是亲代DNA复制得到的两个子代DNA，同学们观察三个DNA分子的碱基序列。 学生：是一样的。
老师：也就是DNA复制具有精确性，是什么原因保证DNA复制的精确性的？ 学生：按照碱基互补配对原则和具有模板
老师：非常好，这样就保证了复制的精确性。大家看，无论是人还是其他生物，正是由于DNA分子的复制就能保证遗传信息在亲代和子代之间可以连续传递了。所以DNA复制的意义就在于使遗传信息在亲代和子代之间连续传递。 板书：四、DNA分子复制的重大意义
老师：好，那下面我给同学们一个DNA的人工合成系统，在人工合成系统中我们想要得到复制后的DNA分子，你准备往里加入哪些物质？
思考：①放入四种脱氧核苷酸起什么作用？
②加入DNA聚合酶起何作用？ ③加入ATP起何作用？
④为什么要加入少量的DNA分子？
归纳总结：PCR技术的条件：原料脱氧核糖核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、模板DNA。
归纳总结：体外 DNA复制的应用 课堂小结：
DNA分子复制的过程
概念
时间
条件结果
特点
意义
一、DNA复制方式的实验探究二、DNA的复制过程
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：
【课堂训练】
1、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的（ ） 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 分子是边解旋复制的
D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板 2．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.③①②④⑤ B. ③①④②⑤ C.①③⑤④② D. ①④②⑤③
3．若组成DNA分子的N元素全部为14N，则在试管中离心后的结果如图乙；若组成DNA分子的N元素全部为15N，则在试管中离心后的结果如图甲。现在将14N的DNA分子在15N标记核苷酸的培养基中连续复制2次，复制产物经离心后的结果图应该是（ ）
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