Una colección de 3 planes de lecciones de replicación del ADN de biología para la escuela secundaria 2020

La replicación del ADN se refiere al proceso de duplicación de las dobles hebras del ADN antes de la división celular. Es un proceso biológico en el que se producen dos moléculas de ADN idénticas a partir de una molécula de ADN original. La siguiente es una colección de planes de lecciones de replicación de ADN de biología para la escuela secundaria que compilé para ti. Espero que te guste

¡Una colección de planes de lecciones de replicación de ADN de biología para la escuela secundaria 1

1. . Análisis de libros de texto

La replicación del ADN es la base para la transmisión y continuación de la información genética biológica de generación en generación, y también es la base de la variación biológica. Esta sección está organizada para describir primero las especulaciones de los científicos sobre la replicación del ADN y luego presentar evidencia experimental de la replicación semiconservativa del ADN. Sobre esta base, se guiará a los estudiantes para que aprendan el proceso específico de la replicación semiconservativa. Esta sección es una buena lección para el aprendizaje mediante la investigación. Guía a los estudiantes en el razonamiento deductivo sobre el proceso, les ayuda a comprender y, al mismo tiempo, cultiva los métodos generales de investigación científica y pensamiento lógico de los estudiantes. Los estudiantes ya han estudiado "La estructura del ADN" antes de estudiar esta lección. Los profesores deben movilizar completamente la base de conocimientos existente de los estudiantes para comprender el proceso de replicación del ADN. Es un contenido microscópico y complejo que no es fácil de comprender para los estudiantes. Se utilizan diagramas esquemáticos intuitivos o animaciones de vídeo para ayudar a la enseñanza y ayudar a los estudiantes a aprender y dominar.

2. Objetivos docentes

1. Resumir la replicación de las moléculas de ADN.

2. Discuta el significado biológico de la replicación del ADN.

3. Enfoque y dificultades de la enseñanza

1. Enfoque: Las condiciones, procesos y características de la replicación molecular del ADN.

2. Dificultad: Razonamiento y verificación de la replicación medio conservada.

4. Estrategias de enseñanza

Guiar a los estudiantes para que aprendan nuevos conocimientos a través de la indagación planteando situaciones problemáticas.

1. Plantear situaciones problemáticas e introducir temas. A partir del incidente del 11 de septiembre, se guía a los estudiantes a pensar en cómo se replica el ADN en el cuerpo humano basándose en el análisis del principio de funcionamiento de la PCR.

2. Analizar experimentos clásicos y guiar a los estudiantes para que comprendan el proceso de investigación científica. El diseño guía a los estudiantes a plantear dudas sobre los experimentos clásicos de Comberge, Messer-Stehr y otros, permitiéndoles intentar hacer sus propios diseños y sacar conclusiones.

3. Utilice medios intuitivos para ayudar a los estudiantes a comprender el proceso específico de replicación del ADN.

5. Proceso de enseñanza

1. Establecer situaciones problemáticas e introducir temas

El incidente del "11 de septiembre" que conmocionó al mundo se cobró muchas vidas inocentes. , dos edificios se derrumbaron, matando a miles de personas. Los cuerpos recuperados de las ruinas quedaron irreconocibles. ¿Cómo determinar la identidad de las víctimas? La policía utilizó la tecnología PCR para obtener una gran cantidad de series de ADN. Identificación e identificación mediante pruebas de ADN con familiares de personas desaparecidas.

Haga una pregunta: A partir del caso, ¿qué papel juega la tecnología PCR?

El principio de funcionamiento de la PCR es la replicación del ADN, que es un tipo de replicación artificial in vitro. in vivo, el ADN es ¿Cómo copiarlo? Luego procedemos al estudio de este apartado.

2. Exploración preliminar de la replicación del ADN.

Guía a los estudiantes a discutir y analizar los experimentos de Combberg para comprender las condiciones generales de la replicación del ADN.

Información 1: En 1956, el bioquímico estadounidense Kornberg añadió en un tubo de ensayo la ADN polimerasa extraída de E. coli a un sistema sintético artificial con cuatro tipos de abundantes desoxinucleótidos.

Resultado: Los cuatro desoxirribonucleótidos no pueden sintetizar las moléculas de ADN en el tubo de ensayo.

Pregunta: En la información 1, ¿por qué se agregan ADN polimerasa y cuatro tipos de desoxirribonucleótidos?

Información 2: Combberg agregó una pequeña cantidad de moléculas de ADN y ATP al tubo de ensayo anterior. se cultivan en condiciones de temperatura apropiadas y, después de un período de tiempo, se mide el contenido de ADN.

Resultado: La cantidad de ADN en el tubo de ensayo aumentó.

Pregunta: 1. ¿Cuál es el papel de agregar ATP?

Plan de lección 2 sobre replicación del ADN de biología para la escuela secundaria

1. Propósito de la enseñanza

(1) Objetivos de conocimiento

(1) Comprender el significado de la replicación del ADN.

(2) Domina el proceso de replicación del ADN.

(3) Resuma el significado biológico de la replicación del ADN.

(2) Objetivos de capacidad

(1) A través del estudio de la replicación del ADN, los estudiantes pueden dominar el uso de principios básicos de emparejamiento complementario para analizar problemas.

(2) Cultivar la capacidad de los estudiantes para observar, analizar, razonar y resumir.

(3) Metas emocionales

(1) Que los estudiantes comprendan la importancia de la cooperación con otros en la investigación científica y el importante papel del progreso tecnológico en la exploración de la verdad.

(2) Permita que los estudiantes comprendan que no importa qué tipo de hipótesis, solo se puede promover a una teoría científica después de que se haya probado en la práctica y se haya demostrado que es correcta.

2. Enfoque y dificultad de la enseñanza

(1) Enfoque de la enseñanza: condiciones, procesos y características de la replicación del ADN

(2) Dificultad de la enseñanza: Proceso de replicación del ADN

Aproveche al máximo las funciones únicas de las computadoras multimedia y recopile conocimientos importantes y difíciles, como el proceso de replicación del ADN, en software educativo multimedia. Transforme estos conocimientos importantes y difíciles de entender en movimiento, la abstracción en imágenes y en conocimientos fáciles de absorber.

3. Tipos de clases y principales métodos de enseñanza

Nueva enseñanza método de observación, método de análisis, método de conversación y método de discusión

Horario de clases:

1 hora de clase.

5. Proceso de enseñanza:

(1) Introducción de nuevas lecciones:

[Conferencia] Primero, eche un vistazo a esta imagen (presentación de diapositivas)

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[Pregunta] ¿Sabes qué tipo de imagen es esta?

[Respuesta] El emblema de los Juegos Olímpicos de Beijing 2008 es "Beijing con el sello chino danzante". ".

[Pregunta] Entonces quiero hacer una pregunta (presentación de diapositivas): ¿Cómo copiar este emblema en dos sellos idénticos?

[Respuesta] Primero, elige un trozo del mismo material en bruto. Material, solicite al mejor maestro de grabado que realice el grabado y otros planos.

[Conferencia] El contenido de nuestro estudio de hoy está relacionado con la replicación. Echemos un vistazo al tema, Sección 3 Replicación de moléculas de ADN.

[Escribir en la pizarra] Sección 3 Replicación. del ADN

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(2) Enseñar nuevas lecciones

[Enseñanza] A través del estudio del ADN en las dos últimas lecciones, los estudiantes ya saben que el ADN es el principal componente genético. Material y estructura molecular del ADN. Primero repasemos la estructura molecular del ADN.

[Presentación de diapositivas] 1. Las moléculas de ADN tienen una estructura espacial especial, es decir, tienen una estructura regular ().

2. El principio del emparejamiento de bases complementarias: A y (); G y () Las bases de las dos hebras están conectadas a través de ().

[Respuesta] Doble hélice; T; G; Enlace de hidrógeno

[Conferencia] Como principal material genético, las moléculas de ADN no sólo pueden almacenar una gran cantidad de información genética, sino también transmitir información genética. La transmisión de información genética se completa mediante la replicación de las moléculas de ADN. Entonces, ¿cómo se replica el ADN? ¿Existe alguna conexión entre su replicación y su estructura molecular de doble hélice?

En primer lugar, tenemos que considerar cómo se replica el ADN. Es decir, especulaciones sobre la replicación de las moléculas de ADN (presentación de diapositivas)

[Escribir en la pizarra] 1. Especulaciones sobre el replicación de moléculas de ADN

[Conferencia] Antes de estudiar, me gustaría pedirles a todos que lean el párrafo de la página 52 del libro sobre la especulación sobre la replicación de moléculas de ADN. Este párrafo habla principalmente de Watson y. La famosa propuesta de Crick Después del modelo de estructura de doble hélice del ADN, publicó la hipótesis de la autorreplicación del material genético y propuso el concepto de "replicación semiconservativa".

[Pregunta] Después de leer hace un momento, ¿quién puede explicar qué es la replicación semiconservativa?

[Respuesta] Cuando una molécula de ADN se replica, la doble hélice de la molécula de ADN se replicará. Se desenrollan y complementan entre sí. Los enlaces de hidrógeno entre las bases se rompen y las dos hebras individuales unidas sirven como plantillas para la replicación. El ácido desoxirribonucleico libre se une a la hebra única como plantilla formando enlaces de hidrógeno según el principio de emparejamiento complementario. . Debido a que cada molécula de ADN recién sintetizada retiene una hebra de la molécula de ADN original, este método de replicación se denomina replicación semiconservativa.

[Conferencia] De hecho, la "replicación semiconservativa" es solo una hipótesis sobre el método de replicación del ADN propuesto por Watson y Crick. Todavía existen muchas hipótesis diferentes sobre el mecanismo de replicación del ADN. Otra hipótesis común sobre la replicación del ADN es la "replicación de conservación total". Durante la replicación, las dos hebras originales de ADN se copiarán por separado para formar dos hebras hijas. Luego, las dos hebras originales se combinarán y restaurarán a su estado original. Las hebras hijas recién sintetizadas se combinarán entre sí para formar una nueva molécula de ADN bicatenario. (Presentación de diapositivas)

Ahora que conocemos las dos hipótesis sobre la forma en que se replica el ADN, ¿cómo se replica exactamente el ADN? ¿Qué base deberíamos utilizar como base para el análisis y el juicio? Mi compañero de clase se lo acaba de explicar. us ¿Qué es la copia de semiconservación? También les expuse el concepto de copia de preservación total.

[Pregunta] ¿Cuál es la diferencia entre el ADN de la progenie recién sintetizado de estos dos métodos de replicación?

[Respuesta] En cada molécula de ADN recién sintetizada mediante replicación semiconservativa, habrá Se conserva una hebra de la molécula de ADN original, mientras que la copia con preservación total produce dos hebras recién sintetizadas de cada molécula de ADN recién sintetizada.

[Conferencia] En base a esto, sólo necesitamos distinguir el ADN de padres e hijos para saber claramente si el método de replicación del ADN es semiconservador o totalmente conservador. En 1958, los científicos utilizaron E. coli como material experimental y utilizaron tecnología de rastreo de isótopos para diseñar un experimento para probar el método de replicación del ADN. Echemos un vistazo a cómo se realizó este experimento. (Presentación de diapositivas)

[Conferencia] Los científicos primero cultivan E. coli en un medio de cultivo NH4Cl que contiene una etiqueta 15N, la dejan multiplicarse durante varias generaciones, extraen el ADN de E. coli en ese momento y luego transfieren E. coli para cultivar en medio de cultivo ordinario 14N, extraer el ADN de E. coli cuando las células se dividen una vez, extraer el ADN nuevamente cuando las células se dividen dos veces y, finalmente, centrifugar el ADN extraído en estos tres períodos diferentes y registrar los resultados después de la centrifugación. La ubicación del ADN en el tubo de ensayo.

[Pregunta] Utilizando conocimientos de física y química, ¿puedes pensar por qué los científicos utilizan dos medios de cultivo diferentes etiquetados 15N y 14N para cultivar E. coli?

[Respuesta] E. coli El elemento N se utiliza para la replicación en el medio de cultivo, de modo que 15N y 14N están marcados en la cadena. Debido a las diferentes densidades de los dos, el coeficiente de sedimentación es diferente durante la centrifugación del ADN, lo que hace que las bandas de ADN se distribuyan. diferentes posiciones en el tubo de ensayo, que pueden determinar cómo se replica el ADN.

[Conferencia] Echemos un vistazo a la distribución de las bandas de ADN en los tubos de ensayo después de la centrifugación. Compare la distribución de las bandas en los tres tubos de ensayo. El ADN extraído por primera vez se distribuye cerca. el fondo del tubo de ensayo después de la posición de centrifugación, el segundo ADN extraído se distribuye en el medio del tubo de ensayo después de la centrifugación, mientras que el tercer ADN extraído tiene dos bandas de ADN después de la centrifugación, una se distribuye en la posición más alejada del fondo del tubo de ensayo. el tubo de ensayo y el otro está ubicado en el medio del tubo de ensayo.

[Pregunta] Explique por qué estas tres bandas de ADN están distribuidas en diferentes posiciones en el tubo de ensayo. ¿Podemos juzgar el método de replicación del ADN a partir de la distribución de las bandas de ADN?

[Respuesta] Si copia con retención total, solo habrá dos bandas en la parte superior e inferior del tubo de ensayo, y no habrá una banda en el medio.

[Conferencia] Veamos el proceso de replicación semiconservativo del ADN de E. coli. Primero, el ADN se replica en un medio de cultivo marcado con 15N. Lo que se sintetiza es ADN bicatenario marcado con 15N, representado por 15N15N. Tiene la densidad más alta, por lo que la banda de ADN después de la centrifugación está más cerca del fondo del tubo de ensayo; luego se transfirió a medio de cultivo 14N, se copió una vez de manera semiconservadora, y se sintetizó una progenie de ADN bicatenario con una sola hebra marcada por 15N, representada por 15N14N. La densidad estaba en el medio y la posición. También estaba en el medio Cuando se volvió a copiar, dos cadenas de ADN recién sintetizadas no estaban marcadas con 15N. El ADN bicatenario de la progenie marcada, representado por 14N14N, tiene la densidad más pequeña y es el más alejado del fondo del tubo de ensayo.

De hecho, este experimento demostró que la replicación del ADN se produce de forma semiconservativa.

[Escribe en la pizarra] 2. Experimento para demostrar la replicación semiconservativa del ADN

[Conferencia] Ahora que sabes que el ADN se replica de manera semiconservativa, aprendamos cómo se replican las moléculas de ADN. Antes de estudiar el proceso, lee el contenido de la página 54 del libro para responder a estas preguntas:

[Pizarra] 3. El proceso de replicación del ADN

[Presentación de diapositivas] ¿Cuál es el concepto de replicación del ADN?

[Respuesta] Se refiere al proceso de síntesis del ADN descendiente utilizando el ADN parental como plantilla.

[Pregunta] ¿Cuál es la esencia de la replicación del ADN?

Completar tres planes de lecciones sobre replicación del ADN en biología de secundaria

1. Objetivos de la enseñanza

(1) Objetivos del conocimiento

1. Delinear la replicación de las moléculas de ADN.

2. Discuta el significado biológico de la replicación del ADN.

(2) Objetivos de capacidad

Al guiar a los estudiantes para que observen la comparación entre las cremalleras y la replicación del ADN, anímelos a imaginar y adivinar con audacia, y cultive a los estudiantes para que exploren de forma independiente y aprendan de manera cooperativa. Analizar problemas y resolver problemas.

(3) Metas emocionales

Cultivar el sentido de colaboración y la actitud científica de los estudiantes a través de actividades de investigación en grupo

2. Enfoques y dificultades de la enseñanza

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1. Enfoque docente

Las condiciones, procesos y características de la replicación molecular del ADN.

2. Dificultades didácticas

El proceso de replicación de la molécula de ADN.

3. Métodos de enseñanza

Investigación colaborativa, discusión, demostración y métodos de enseñanza

Presentaciones de material didáctico multimedia realizadas con PowerPoint (que contiene la animación del proceso de replicación del ADN); stand de exposición física

Muestra los resultados de la replicación de semiconservación y plena conservación del ADN deducidos por los estudiantes y los resultados experimentales correspondientes

4. Diseño del programa docente

(1) Presentar nuevas lecciones de la discusión de preguntas

Estudiantes: lean, piensen, discutan y respondan

Consejos: Las materias primas utilizadas para los dos emblemas deben seleccionarse de una piedra; el modelo debe hacerse primero y presionarse de acuerdo con el modelo. Para hacer el emblema, se debe utilizar una máquina de grabado controlada electrónicamente, la máquina de grabado debe ser operada por un maestro capacitado, o completamente CNC, etc. (Los estudiantes pueden responder lo anterior basándose en su propia experiencia. El hecho es que la materia prima se selecciona de un trozo de piedra, pero debido a limitaciones de tiempo, los dos emblemas fueron tallados a mano por dos maestros con las mejores habilidades. ). El método de verificación más sencillo es comparar los dos gráficos del sello en papel blanco (los estudiantes también pueden proponer un método más científico y moderno).

Maestro Dado que el ADN se puede utilizar como material genético, debe tener la capacidad de replicarse con precisión. Entonces, ¿cómo se replica?

(2) Enseñar nuevas lecciones

1. Especulación sobre la replicación de las moléculas de ADN

Guíe a los estudiantes a leer el texto P52 Después del famoso modelo de estructura de doble hélice del ADN propuesto por Watson y Crick, también publicaron la autorreplicación del material genético. hipótesis. Luego se resume el concepto de "replicación semiconservante".

Cuenta que durante el proceso de replicación, las dos hebras originales de la doble hélice no se destruyen, sino que se dividen en hebras separadas. En esta se utiliza como plantilla una nueva hebra. De esta manera, las dos hebras recién sintetizadas están en una doble hélice, una hebra es vieja y la otra es nueva, por lo que este tipo de replicación se llama replicación semiconservativa.

2. Evidencia experimental de replicación semiconservadora del ADN

Díganos que sabemos que una hipótesis puede convertirse en una teoría científica sólo después de haber sido probada en la práctica y demostrado ser válida. correcto. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la tecnología de rastreo de isótopos radiactivos se ha aplicado al estudio de la replicación molecular del ADN. Analicemos la evidencia experimental de la replicación semiconservadora de moléculas de ADN.

Dígales a todos que lean el texto P53, combinado con la Figura 3-12, y utilicen conocimientos de física y química para comprender los métodos, principios, pasos, resultados, conclusiones e ingenio del diseño experimental de los científicos.

Énfasis: Este experimento demuestra que la replicación del ADN se produce de forma semiconservativa.

3. El proceso de replicación del ADN

Los estudiantes piensan:

①¿Qué es el desenrollado? ¿Cuál es el propósito del desenrollado?

②¿Para qué? Qué es una "subcadena"? ¿Cuántas subcadenas se pueden formar copiando a la vez?

③Describa brevemente el proceso de formación de una "subcadena".

Después de la replicación del ADN, ¿las dos moléculas de ADN de la progenie son exactamente iguales a las moléculas de ADN originales?

¿Por qué los profesores y los estudiantes concluyeron conjuntamente el siguiente conocimiento: