浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第三节 DNA通过复制传递遗传信息评优课ppt课件

教学活动

设计意图

设疑引入

设问1：DNA作为遗传物质，能贮存大量的遗传信息。同学们在学习有丝分裂与减数分裂时，已经了解在每次分裂时，首先要进行DNＡ复制，但大家有没有思考为什么要进行DNA的复制，复制的结果是什么？

学生思考讨论：如果不复制，每个新的细胞就只能分到一半的亲本DNA，生物就无法正常发育和繁殖，物种无法延续。教师要引导学生从DNA数量和DNA含有的遗传信息考虑DNA复制的结果。学生讨论得出DNA复制的结果是产生两个与亲代完全相同的DNA分子。

教师总结：为了保证遗传信息在传递中保持不变，所有生物都必须进行DNA复制。只有经过复制产生两个与亲代完全相同的DNA分子，才能保证每个细胞在分裂前后遗传信息保持不变。

引导学生讨论DNA复制的必要性，使学生认识本节内容的重要地位。同时认识到DNA复制的结果，有助于得出复制的概念，并对DNA复制形成初步整体的认识。

提出假设

设问2：DNA是如何复制自己，产生两个跟亲代DNA完全相同的DNA分子呢？

学生展开想象，分组讨论如何得到两个跟亲代DNA完全相同的DNA分子。

教师建议学生画图表示讨论结果。学生讨论得出三种可能方式：

①全保留复制：两个DNA分子中保留一个亲代的DNA，复制出一个完整的、新的DNA分子。（如图1）

②半保留复制：每个子代DNA双链分子中一条链是亲代的，另一条是新合成的。（如图2）

③分散复制：子代DNA分子的每一条链一段是新合成的，一段是亲代DNA的。（如图3）

（若学生没有提出第3种情况，教师在课堂上不需要加以补充。）

问题使学生产生了强烈的求知欲望，教师此时抓住这一有利时机，引导学生提出紧扣主题的假设，促使学生主动去探索。

引导探索

设问3：DNA的复制过程到底通过哪种方式进行？如何设计实验进行探究？

教师提示采用元素示踪法，并提供实验材料：含14N的DNA的大肠杆菌若干、含15N的DNA的大肠杆菌若干、含14N的培养基若干、提取DNA的各种试剂和器材、离心机、离心管。

分解问题①：含14N的DNA与含15N的DNA如何通过实验区分？

学生思考，教师讲解可以根据其密度不同通过密度梯度离心法观察DNA所处的位置。

分解问题②：要了解DNA的复制过程，如何对大肠杆菌加以培养？

选择含15N的DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中。

分解问题③：大肠杆菌分裂一次，提取其DNA，预测实验结果如何？分裂二次实验结果又如何？

先鼓励学生大胆预测，然后出示实验结果

分解问题④：根据实验结果推测子一代细胞（第二代）DNA分子的双链组成有什么特点？（文字表述并配以图解说明）

分解问题⑤：根据实验结果推测子一代细胞（第二代）DNA分子的双链组成有什么特点？（文字表述并配以图解说明）

分解问题⑥：根据推测的DNA分子的双链组成的情况，猜想DNA分子的特点是什么？

学生们分析讨论得出子代DNA的双链中，一条来自亲代（15N），一条是新合成的（14N）的结论。

师生共同总结：DNA的复制是以亲代DNA分子的每一条链为模板合成两个子代DNA，形成的子代DNA中含有一条母链和一条子链。DNA分子的这种复制方式称为半保留复制。

针对假设，引导学生开展探究性活动。

由于该实验较复杂，一般学生设计较困难，所以分解成若干个小问题，引导学生步步深入，逐步接近事实的真相。学生主动参与探究，亲自揭开复制的神秘的面纱，从而激发学生探索和协作的兴趣，培养学生的思维能力。

引导学生推测子代DNA分子的双链组成特点，通过文字表述培养学生文字表达能力，通过图解有利于学生认识和理解DNA半保留复制的特点。

动态感知DNA复制的过程

引入：DNA的复制的具体过程并不那么简单，它是一个需要许多酶和大分子参与的十分精细的调控过程。

播放DNA复制过程视频。（请学生尝试复述DNA的复制过程）

师生共同总结DNA复制的主要过程：

1．解旋：利用细胞提供的能量，在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断开（像拉开拉链一样），碱基暴露出来，形成了两条“模板链”（母链）。

2．合成子链：每一条母链按照碱基互补配对原则，吸引含有互补碱基的核苷酸，最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间在DNA聚合酶的催化下形成磷酸二酯键，产生一条子链。（结合DNA的结构帮助学生理解磷酸二酯键）

3．螺旋化：子链不断延伸并与对应母链盘绕成双螺旋结构，形成各含一条母链和一条子链的2个DNA分子。

利用课件的优越性，反复播放DNA复制的动画，使学生完成由感性到理性的知识过渡达到突出重点、突破难点的目的。

请学生尝试复述DNA的复制过程，了解学生认识上的不足之处，同时培养学生的表达能力。

归纳总结

设问4：DNA复制过程中需要什么条件？为什么需要这些条件？

分解问题①：DNA复制过程中需要什么条件？

学生概括总结复制过程，不难得出复制的模板（DNA的每一条链）、原料（脱氧核苷酸）、能量（ATP）、酶（各种酶）。

分解问题②：为什么需要这些条件？

DNA的每一条链作为模板，使DNA精确复制成为可能；合成新的DNA过程中需要脱氧核苷酸作为原料；DNA在解开双螺旋和合成新的脱氧核苷酸链的过程需要消耗能量和各种酶（例如：解旋酶、DNA聚合酶等）。

分解问题③：当DNA复制时，先是解开双螺旋，但是在生物体内最短的DNA也大约有4000个碱基对，当DNA把所有的碱基对先解开，然后再进行复制，你认为会有什么弊端或会发生什么意外？

讨论得出边解旋边复制的特点具有既省时又精确的优点。

设问5：如何保证DNA复制结果的精确性？

学生讨论总结：DNA独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板，通过碱基互补配对原则保证复制的精确进行。

本程序使学生的分析、概括、总结能力得到了进一步的培养，加深了学生对DNA复制过程的理解。

通过讨论认识到边解旋边复制的优点。

进一步深入理解复制的过程与特点，为阐明DNA复制的意义打下基础。

认识DNA复制的意义：

DNA复制是遗传信息从亲代向子代传递的基础。生殖细胞在形成过程中也要进行DNA的复制，使亲代的遗传信息传递给子代，从而保持了前后代遗传信息的连续性。

DNA通过复制，从而实现遗传信息的传递这一功能。

课后小结

利用表格引导学生概括总结

利用多媒体课件，引导学生概括、总结本节课的知识要点，巩固基础知识，培养学生概括、总结的基本学习方法。