章節(jié)：第3章 基因的本質(zhì)
一、教學(xué)目標(biāo)
（一）知識(shí)目標(biāo)
理解DNA復(fù)制的基本概念：明確DNA復(fù)制是遺傳信息傳遞的基礎(chǔ)過程。
掌握DNA復(fù)制的過程：能夠描述DNA復(fù)制的主要步驟，包括解旋、引物合成、鏈的延伸及后期的校對(duì)與修復(fù)。
了解DNA復(fù)制的酶類及其作用：認(rèn)識(shí)主要酶類（如DNA聚合酶、解旋酶等）及其在復(fù)制中的功能。
（二）能力目標(biāo)
提升觀察與分析能力：通過觀察DNA結(jié)構(gòu)模型和實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察與分析能力。
增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施能力：組織學(xué)生進(jìn)行簡單的DNA提取和復(fù)制模擬實(shí)驗(yàn)，提高其實(shí)驗(yàn)操作能力。
培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作與交流能力：在小組討論中，提高學(xué)生的溝通與合作能力。
（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
激發(fā)對(duì)分子生物學(xué)的興趣：讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到DNA復(fù)制在遺傳中的重要性，增強(qiáng)對(duì)生物科學(xué)的好奇心。
樹立科學(xué)探究精神：鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中保持質(zhì)疑與探究的態(tài)度，培養(yǎng)科學(xué)思維。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
（一）教學(xué)重點(diǎn)
DNA復(fù)制的基本步驟：解旋、引物合成、鏈的延伸及校對(duì)。
DNA復(fù)制所需的酶及其作用：了解各類酶的功能和在復(fù)制過程中的重要性。
（二）教學(xué)難點(diǎn)
DNA復(fù)制的半保留復(fù)制機(jī)制：理解半保留復(fù)制的概念及其生物學(xué)意義。
酶的功能與復(fù)制過程的協(xié)調(diào)性：探討各種酶在復(fù)制過程中的相互作用和協(xié)調(diào)。
三、教學(xué)方法
講授法：系統(tǒng)介紹DNA復(fù)制的基本知識(shí)。
討論法：引導(dǎo)學(xué)生討論DNA復(fù)制的機(jī)制及其重要性。
實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)驗(yàn)觀察DNA提取過程及模擬復(fù)制過程，實(shí)踐操作技能。
多媒體教學(xué)法：利用視頻和PPT展示DNA復(fù)制的過程，增強(qiáng)學(xué)生的直觀理解。
四、教學(xué)過程
（一）導(dǎo)入（5分鐘）
引入話題：展示DNA雙螺旋模型的圖片，提問學(xué)生：“DNA在細(xì)胞中的作用是什么？”
概述DNA復(fù)制的重要性：講述DNA復(fù)制在遺傳信息傳遞、細(xì)胞分裂和生物體發(fā)育中的關(guān)鍵作用，激發(fā)學(xué)生的興趣。
（二）DNA的結(jié)構(gòu)（10分鐘）
DNA的基本組成：
核苷酸：由磷酸、脫氧核糖和含氮堿基組成。
雙螺旋結(jié)構(gòu)：通過氫鍵連接的互補(bǔ)堿基（A-T, C-G）形成雙螺旋。
DNA的功能：作為遺傳物質(zhì)，參與遺傳信息的存儲(chǔ)與傳遞。
（三）DNA復(fù)制的基本過程（20分鐘）
復(fù)制的必要性：
細(xì)胞分裂時(shí)需要復(fù)制DNA，以確保每個(gè)子細(xì)胞都能獲得完整的遺傳信息。
復(fù)制步驟：
解旋：DNA解旋酶（Helicase）將雙鏈DNA解開，形成復(fù)制叉。
引物合成：RNA聚合酶合成短的RNA引物，為DNA聚合酶提供起始點(diǎn)。
鏈的延伸：
DNA聚合酶合成新鏈，5'到3'方向延伸。
領(lǐng)先鏈與滯后鏈的合成過程及其差異。
校對(duì)與修復(fù)：
DNA聚合酶具有校對(duì)功能，可以修正錯(cuò)誤。
（四）DNA復(fù)制的酶及其作用（15分鐘）
主要酶類及功能：
解旋酶：負(fù)責(zé)打開DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。
RNA聚合酶：合成RNA引物。
DNA聚合酶：負(fù)責(zé)延伸DNA鏈，并進(jìn)行校對(duì)。
連接酶（Ligase）：負(fù)責(zé)連接滯后鏈的Okazaki片段。
酶的協(xié)調(diào)作用：
不同酶在復(fù)制過程中的協(xié)作關(guān)系。
（五）半保留復(fù)制機(jī)制（15分鐘）
半保留復(fù)制的概念：
每個(gè)新合成的DNA分子都包含一個(gè)舊鏈和一個(gè)新鏈。
生物學(xué)意義：
確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞，減少突變率。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：
介紹Meseisn-Stahl實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證DNA復(fù)制的半保留性質(zhì)。
（六）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（30分鐘）
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察DNA提取過程及其結(jié)構(gòu)特征。
實(shí)驗(yàn)材料：香蕉、洗衣粉、鹽、酒精、離心管等。
實(shí)驗(yàn)步驟：
取香蕉，切碎并加入洗衣粉和鹽，攪拌均勻。
過濾混合液，收集濾液。
慢慢加入冰冷酒精，觀察DNA沉淀。
記錄觀察結(jié)果，并進(jìn)行小組討論。
（七）小組討論（10分鐘）
討論問題：
DNA提取的過程中，哪些因素影響了DNA的提取效率？
在復(fù)制過程中，哪一步最容易出錯(cuò)？如何修正？
展示與評(píng)價(jià)：各小組派代表分享討論結(jié)果，教師進(jìn)行總結(jié)與點(diǎn)評(píng)。
（八）課堂總結(jié)（5分鐘）
回顧內(nèi)容：回顧DNA復(fù)制的基本步驟、酶的作用及半保留復(fù)制的概念。
強(qiáng)調(diào)DNA復(fù)制的重要性：確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞，為細(xì)胞分裂和生物發(fā)育奠定基礎(chǔ)。
（九）課堂練習(xí)（5分鐘）
選擇題：
DNA復(fù)制過程中，解旋酶的主要功能是（ ）。
A. 合成DNA鏈
B. 打開DNA雙螺旋
C. 校對(duì)DNA序列
D. 連接DNA片段
答案：B，打開DNA雙螺旋。
填空題：
DNA的復(fù)制是（ ）復(fù)制，每個(gè)新DNA分子都由一條舊鏈和一條新鏈組成。
答案：半保留。
簡答題：
請(qǐng)描述DNA復(fù)制的基本步驟。
答案：1. 解旋，2. 引物合成，3. 鏈的延伸，4. 校對(duì)與修復(fù)。
（十）布置作業(yè)（5分鐘）
課后練習(xí)：完成教材后的習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。
研究任務(wù)：查閱資料，了解DNA復(fù)制相關(guān)的遺傳疾病，撰寫短文介紹其病因及影響。
五、教學(xué)評(píng)估
課堂提問：通過提問了解學(xué)生對(duì)DNA復(fù)制過程、酶及其功能的掌握情況。
實(shí)驗(yàn)觀察記錄評(píng)估：檢查學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的觀察記錄，評(píng)估實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?br>作業(yè)評(píng)估：批改課后作業(yè)與短文，評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用能力。
六、教學(xué)延伸
組織分子生物學(xué)主題活動(dòng)：如DNA模型制作比賽，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力。
引導(dǎo)關(guān)注分子生物學(xué)研究前沿：通過分享最新的DNA研究成果，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究興趣。
重點(diǎn)內(nèi)容
DNA復(fù)制的重要性：確保遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。
復(fù)制的基本步驟：解旋、引物合成、鏈的延伸及校對(duì)。
主要酶類及其功能：解旋酶、RNA聚合酶、DNA聚合酶等。
半保留復(fù)制機(jī)制：確保每個(gè)新合成的DNA分子都包含一個(gè)舊鏈和一個(gè)新鏈。
通過這樣的系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅能掌握DNA復(fù)制的基本知識(shí)，還能在實(shí)踐中提高科學(xué)探究能力，為后續(xù)生物學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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第3節(jié) DNA的復(fù)制

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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