郑淑芳

1 教材分析和教学思路

“DNA分子的复制”是苏教版高中生物《必修2·遗传与进化》第四章“遗传的分子基础”的重要内容之一，主要包括对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的证据和DNA复制的过程三部分内容。本课时有助于学生进一步理解和巩固有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识，是学习生物变异内容的基础。

对DNA分子复制的推测，教师可以向学生提供一段DNA片段，让学生大胆推测DNA复制方式，不仅能引起学生积极思维，还能营造积极活跃的课堂氛围。DNA半保留复制的实验证据是培养学生科学方法和探究能力的好载体，教师在考虑学生已有知识和课程标准要求的基础上，提供相应教学支架，以假说—演绎的科学方法、学生自主探究为主线贯穿实验教学，这不仅能提升学生的能力，也能让学生领悟实验设计的巧妙及科学家的智慧，渗透情感、态度与价值观教育。DNA复制的过程微观、抽象、复杂，教师可以利用视频动画辅助教学，激发学生兴趣，吸引其注意力，鼓励学生自己总结DNA复制过程及所需条件，突出学生主体地位。

2 教学目标

2.1 知识目标

概述DNA分子复制条件、过程和特点。

2.2 能力目标

通过推测DNA的复制方式，能进行科学思维；运用假说—演绎法探究DNA复制的方式；通过观看DNA复制视频，归纳DNA复制的条件、过程。

2.3 情感、态度与价值观目标

探讨DNA复制的生物学意义；形成科学研究的成功需要严谨的科学态度和方法的价值观念。

3 教学重难点

重点：DNA复制的条件、过程和特点。

难点：对DNA复制方式的推理和验证。

4 教学过程

4.1 激活旧知，导入新课

教师请学生回顾DNA的结构特点，从“结构与功能相适应”这一观念出发，让学生思考：DNA作为遗传物质需要具备什么功能？由此，引出了“DNA的复制”。

4.2 假说演绎，探究方式

教师引导学生运用假说—演绎法开展“DNA的复制”探究活动。

（1） 提出问题：DNA是如何复制的？

（2） 做出假说：教师提供一段DNA片段，请学生大胆猜想该片段在生物体内是如何复制的，让学生到黑板上绘制出复制过程及形成的子一代DNA分子。

笔者的教学预设是学生能在黑板上绘制出全保留复制和半保留复制这两种方式，但可能学生课前预习了本节内容，结果他们只在黑板上只绘制了半保留复制过程及结果：母链DNA分开，根据碱基互补配对原则复制形成两条子链DNA，母链和子链不再分开，直接成为子代DNA分子。为了不干扰后续的探究任务，笔者告诉学生科学家提出的全保留复制的猜想：母链DNA分开，根据碱基互补配对原则复制形成两条子链DNA，随后两条母链重新结合恢复原状，新合成的两条子链也彼此结合，形成一条新的双链DNA分子。

（3） 搭建支架，演绎推理：要验证子代DNA分子到底由哪两条链组成，那就要能区分DNA分子的两条链。教师引导学生思考可以区别、标识母链和子链的方法。由于在本章第一节中，学生学习了用放射性同位素标记法来证明DNA是遗传物质的实验，通过类比，学生就明确研究方法——同位素标记法。随后教师为学生提供相关的知识链接，构建认知支架：

知识链接：

1957年，美国科学家米西尔森和斯塔尔用同位素15N标记DNA，15N会导致DNA分子密度显著增加，使15N—DNA、14N—DNA以及15N14N—DNA的密度不同，通过CsCl密度梯度离心技术将上述不同的DNA分子分离开来。

以60 000 rpm的离心速度离心2 d，使离心管内的CsCl溶液形成自上而下逐渐变大的密度梯度。离心后，不同密度的DNA分子就停留在与其密度相同的CsCl溶液处。

如果亲代DNA是用15N标记，放在14N的环境中进行培养，则亲代DNA复制得到的子一代DNA的两条链分别含有哪种N元素？子一代DNA在CsCl溶液中停留的位置？子二代呢？教师引导学习小组讨论、预测两种复制方式情况下的实验结果，描绘子一代、子二代DNA分子在CsCl溶液中的位置。

（4） 实验验证：通过多媒体展示米西尔森和斯塔尔的实验过程及得到的真实密度梯度离心结果：亲代DNA全在重带（15N15N），子一代DNA全在中带（15N14N），子二代DNA分布在中带（15N14N）和轻带（14N14N）。这一真实的结果与半保留复制推理得到的结果完全吻合，得出结论：DNA的复制方式是半保留复制。

4.3 观看视频，归纳总结

为了让学生更加直观地认识DNA复制过程，并尝试自己归纳出这一过程，教师事先准备了2个DNA复制的视频。第一个视频比较简单、通俗，观看后，学生很容易用自己的语言简洁地归纳出DNA复制的解旋、复制及盘旋缠绕3个步骤，以及DNA复制所需的模板、酶、原料、能量等条件。教师只需给予适当的引导和补充，比如：参与DNA复制的酶是解旋酶和DNA聚合酶。由学生自己构建新知，无疑增加了学生学习的自信心。

为了让学生意识到生命现象及规律的复杂性，教师播放第二个视频，这个视频更加科学地展示了DNA复制的复杂过程，涉及到复制泡的形成、前导链、滞后链、冈崎片段等。高中阶段的生物学习是比较基础的，生命现象的本质需要学生不断去探索，借此让学生讨论DNA复制的生物学意义，激发学生对生物科学的热爱。

5 教学小结

新课程要求转变学生学习方式——变被动接受式学习为主动探究性学习，培养学生的创新精神和实践能力，全面提高学生的科学素养。本节课的设计突出了学生的主体地位，学生积极参与到科学探究、知识建构过程，课堂气氛活跃。教师同时将科学的经典实验和学生的探究过程相结合，引导学生以研究者的身份经历一个提出问题—作出假说—演绎推理—实验验证的科学研究历程，将探索知识、学习科学研究方法和培养能力有机地融为一体。