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必修2遗传与进化《第3节DNA的复制》最新教案优质课下载
导入
一、探究DNA复制的方式
(一)提出问题,做出假说
(二)演绎推理,模型模拟
(三)设计实验,介绍原理
(四)预期结果,演绎重现
(五)实验检验,分析结果
(六)多重证据,结论得出
课堂小结创设情境:我们必修二的学习就是沿着探索基因的科学史展开的,孟德尔通过豌豆的杂交试验发现了遗传因子的传递规律,摩尔根通过果蝇的杂交试验证明了遗传因子在哪里?艾弗里、赫尔希、蔡斯等证明了遗传物质是DNA. DNA作为遗传物质必须满足哪些条件呢?(稳定的空间结构,能够指导蛋白质的合成,能够传递给后代)如果传递给后代必须有什么前提?一定要能够复制! 1953年4月25日英国《自然》杂志发表了沃森和克里克“DNA双螺旋结构模型”,DNA的空间结构有什么特点呢?在这篇文章的结尾处他们还提出了DNA分子复制的可能机制。那么DNA分子如何自我复制呢? 我们本节课就沿着科学家的足迹来探究这个问题。
资料:1953年沃森和克里克又发表了第2篇论文,提出了DNA复制的假说。文中有这样一段话:“我们的DNA模型实际上是一对模板,每一模板与另一个互补。我们设想:在复制前氢键断开,两条链松开、分离,然后每条链作为形成自己新链的模板,最后我们从原先仅有的一对链得到了两对链,而且准确地复制了碱基序列。”
教师展示半保留复制模型。同时,还有别的科学家提出质疑,他们提出了全保留复制和弥散复制(即亲代的双链被切成双链片段,复制完成后,“新旧”DNA同时存在于同一条链中,这种复制机制被认为可以避免双链DNA解旋的问题。)2个假说。教师接着对全保留复制、弥散复制模型进行简介、展示(图1)。讲述这三种方式的区别。
任务1: 你能根据三种“假说”将DNA复制2次后的结果用模型展示出来吗?
组织小组成员相互交流、讨论,尝试模拟出“DNA第2次复制时的模型”,再选3位学生上黑板展示出本小组交流、讨论的结果(一个小组的学生对应一种复制模型),其他组学生评价、补充、完善(图2)。
过渡:研究人员对“DNA如何复制”提出了三种假说,那么哪一种假说正确?只能用实验来证明。寻找证据,小组讨论实验设计的思路。
预设问题:
①DNA分子是肉眼看不见的,那么通过哪种方法可以直观区别母链或子链?( 1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用稳定性同位素标记法(如15 N )进行区别。)。
②同位素标记会使由不同链组成的DNA分子在密度上有一些差异,如何将组成不同的DNA分子区分开?学生讨论后,提出用“密度梯度离心”的方法。
资料1:分离不同密度物质----密度梯度离心法
1.将CsCl溶液配置成待测分子的密度范围内。6 mol/L的氯化艳溶液密度约1.7 g/mL,与DNA密度最接近。
2.将待测分子与配好的CsCl均匀溶液混匀注入离心管中,离心。
3.离心过程中,铯盐在离心力场内沉降,自动形成一个连续的稳定的密度梯度,同密度的DNA 在离心液中进入与自身密度梯度最接近的区域,形成不同的区带,从而将微小差异的DNA很明显的区分开。
4.用紫外光源照射离心管,透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置,显示离心管内不同密度的DNA带。
学生明确实验思路、实验方法后,教师安排学生描述实验步骤:
将亲代大肠杆菌置于含有15NH4 Cl的培养液中培养若干代,使其DNA都被标记成15NH4 Cl。
②将亲代大肠杆菌转至含有14NH4 Cl的培养液中培养1代并提取其DNA进行离心,观察离心管呈现的条带位置、宽度;