基于回溯推理的“dna的复制”课堂教学

《基于回溯推理的“dna的复制”课堂教学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于回溯推理的“DNA的复制”课堂教学　　摘要叙述教师在“DNA的复制”一节教学中有意识地运用回溯推理法，贴近学生实际，引起他们的共鸣，唤起他们的参与意识，取得良好的教学效果。　　关键词回溯推理DNA复制课堂教学　　中图分类号G633.91文献标志码B　　“DNA的复制”一节在教材中占有十分重要的地位，同时由于其过程较微观、抽象，学生往往较难理解。在实际教学中，笔者借助回溯推理的方法，通过由果溯因的推理，在让学生体味科学思维方法的同时，加深对课本知识的理解。　　1课堂实录　　师（屏幕上出现2个完全一样的DNA双螺旋结构模式图）：屏幕上这两个DNA分子，它们看起来很像，但如

2、果我告诉大家，它们是两个不同的DNA分子，那么你认为它们的不同表现在哪里？　　生：碱基排列顺序可能不同。　　师：很好。我们已经知道，在细胞有丝分裂间期，必须完成DNA分子的复制，复制的结果是什么？　　生：形成2个完全一样的DNA分子。　　师：（课件显示复制结果）对。那么，完全一样的关键是什么？　　生：碱基排列顺序完全相同。　　师：现在问题来了：DNA分子为双螺旋结构，且碱基位于螺旋的内侧，你认为在复制过程中怎样才能读出碱基的排列顺序？　　学生表现出茫然的神情。　　师：（启发）比如有一条名牌拉链，它的链牙很有特色，但现在它正处于闭合状态，我们该如何研究它？　　（学生热烈讨论

3、，教师适时引导）　　生1：DNA要准确复制，应该先把双链解开。　　生2：在此之前，螺旋应该先解开。　　师：解开以后的两条链一样吗？（生：不一样，它们是互补关系）那么，把螺旋和双链解开后，DNA要如何复制？是否如磨钥匙一般，由每一条链为模板“磨”出另一条完全一样的链？　　生：不大可能。“磨”出两条一模一样的链，它们无法组成双链。复制形成的应该是互补链比较合理。　　师：怎么保证新形成的链与原来的链互补？　　生：碱基互补配对原则。　　师：好，根据刚才几位同学的推断，DNA复制过程大致是这样的：①解开螺旋;②解开双链;③以解开的每一条链为模板，按照碱基互补配对原则形成互补链，对吗

4、？　　生：对。　　师：大家的设想看起来很合理。那么，要完成这些过程，需要细胞提供什么条件？如果提供相应的条件，DNA能不能在体外完成复制呢？其实，早在1956年，美国生物化学家康贝格已经首次在试管中人工合成DNA。[课件显示：实验一：把大肠杆菌提取液加入到具有4种丰富的脱氧核苷酸的人工合成体系中。结果未发生DNA的合成。实验二：再加入少量DNA做引子以及ATP后，再放在适宜的温度和pH条件下培养一段时间，测定其中的DNA含量。结果，DNA数量增加了，且这些DNA的（A+T）/（C+G）的比值与所加入的DNA相同。]　　师：请根据以上实验结果推测DNA复制需要哪些条件，并说

5、明理由。　　生1：DNA复制需要模板。因为加入少量DNA做引子后才有DNA数量的增加，这些“引子”应该就是模板。　　生2：DNA复制应该需要酶的催化，因为需要适宜的温度和pH条件。奇怪，怎么没有加入酶？　　师：你的推断非常正确，DNA复制确实需要酶的催化，酶就存在于大肠杆菌提取液中，它叫做DNA聚合酶。同学们也可以想一想这种酶的作用是什么。　　生3：DNA复制是一个耗能的过程。理由是需要ATP。　　生4：四种脱氧核苷酸应该是复制的原料。　　生5：新形成的DNA结构应该与原来的DNA相同，因为它们的（A+T）/（C+G）的比值与相同。　　师：通过刚才几位同学的推理，我们对D

6、NA的复制过程已经有了初步的概念了。下面我们一起总结一下DNA复制所需的条件（边总结边板书）：①模板：以解开的每条单链分别作模板;②原料：四种脱氧核苷酸;③能量：由ATP提供;④酶：DNA聚合酶。　　师：还有几个小问题需要进一步完善：①DNA的复制是以解开的每一条链为模板形成互补链，根据上节课我们所学的DNA两条链的关系以及两条链上碱基的连接方式，作为原料的脱氧核苷酸是怎么连接形成新链的？新合成的DNA怎么才能保证与原来一样？黑板上有DNA一条链的片段，我们请一位同学把复制结果补充完整。　　学生板画（略）。　　师：②DNA复制时首先要把两条螺旋的双链解开，包括使碱基之间的

7、氢键断裂，这一过程称之为解旋。这一过程在体外一般可以通过加热实现。想一想，在细胞中如何解旋？　　生：应该要有酶的催化。　　师：对。这种酶叫解旋酶。所以DNA复制过程所需的酶可不止DNA聚合酶一种，还要有解旋酶等（补充板书）。　　师：③某DNA分子长36mm，已知DNA复制速度约为4μm/min，也就是说完成该DNA的复制约需要9000min，再加上解旋的时间，应该远高于这个数值，但实际复制过程却仅用了40min。试推断DNA复制过程快的原因。　　师生共同总结：①边解旋边复制;②多起点分段复制。　　师：④根据本节课的分析，我们知