第3节《 DNA的复制》word教案 新人教版高中生物必修2

第3章   基因的本质
第3节   DNA的复制
一、教学目标
1.知识方面：概述DNA分子的复制。
2.情感态度与价值观方面：探讨DNA复制的生物学意义。
二、教学重点和难点
1.教学重点：DNA分子复制的条件、过程和特点。
2.教学难点：DNA分子复制的过程。
三、教学方法：讨论法、演示法、讲授法
四、教学课时：1
五、教学过程
教学内容 教师组织和引导 学生活动 教学意图
问题探讨 〖提示〗两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造模型，并按模型制作会徽；应使用电子控制的刻床；刻床应由一名技术熟练的师傅操作，或完全数控等。（以上可由学生根据自己的经验推测回答，事实是原料确实选自一块石材，但由于时间紧迫，两个会徽是由两名技术最好的师傅手工雕刻的）。验证的最简单的方法是：将两个印章的图形盖在白纸上进行比较（学生也可能提出更科学、更现代化的方法）。 阅读思考讨论回答 引入新课
 〖讲述〗DNA既能作为遗传物质，就必须具有精确的自我复制能力，那它是怎样进行复制的呢？ 思考讨论 引起思考引入新课
一、对DNA分子复制的推测
 〖引导〗引导学生阅读课文P52，沃森和克里克提出的著名的DNA双螺旋结构模型后，又发表了遗传物质自我复制的假说。进而总结出“半保留复制”的概念。
〖讲述〗在复制过程中，原来双螺旋的两条链并没有被破坏，它们分成单独的链，每一条旧链作为模板再合成一条新链，这样在新合成的两个双螺旋分子中，一条链是旧的而另外一条链是新的，因此这种复制方式被称为半保留复制。 阅读思考 学新知识
二、DNA半保留复制的实验证据 〖讲述〗我们知道，当假说通过实践检验并被证明是正确的后，才能上升为科学理论。随着科学技术的发展，放射性同位素示踪技术被应用到DNA分子复制的研究中。下面我们来探讨一下DNA分子半保留复制的实验证据。
〖讲述〗大家阅读课文P53，结合图3-12，利用物理、化学知识体会科学家实验设计的方法、原理、步骤、结果、结论及它的巧妙之处。
强调：该实验证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的。 看图思考 培养严谨重视实的态度
旁兰思考题1 〖提示〗本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。 思考回答 拓展思维知识迁移
三、DNA复制的过程 1.概念：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
2.时间：细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期
3.场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
4.条件：⑴模板：两条母链
⑵原料：四种脱氧核苷酸、能量（ATP）
⑶酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等
　5.过程：
　　①解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。
　　②合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。
　　③子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1DNA分子→2个完全相同的DNA分子。
6.特点：①DNA分子是边解旋边复制的；②是一种半保留式复制。（即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。）　
7.“准确”复制的原因：
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；
②碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。
8.结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
9. 意义：DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。 学生思考下列问题：
①什么叫解旋？解旋的目的是什么？
②什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？
③简述“子链”形成的过程。
DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同？为什么？ 通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固DNA复制的全过程。
DNA分子连续复制演绎的计算规律 已知某一DNA分子用15N标记（0代）将含有该标记DNA分子的细胞（或细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：
世代 DNA分子的结构特点 脱氧核苷酸链的数量变换规律
 分子总数 不同DNA分子占全部DNA分子之比 单链总数 不同脱氧核苷酸链占全部链之比
  只含15N分子 含14N15N杂种分子 只含14N分子  含15N的链 含14N的链
0 1 1   2 1 
1 2  1  4 1/2 1/2
2 4  1/2 1/2 8 1/4 3/4
3 8  1/4 3/4 16 1/8 7/8
n 2n  2/2n 1－2/2n 2n＋1 1/2n 1－1/2n
 学生填表 培养学生的总结能力
小结 1．通过学习必须掌握DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。
　　2．目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面
　　（l）DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。
　　（2）把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与DNA有关。  
作业 练习一二  

【典型例题】例1.如果将大肠杆菌的 DNA分子用  标记，然后将大肠杆菌移入  培养基上连续培养。从分析得知，第一代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同，其原因是__________。若连续培养三代，此时，含  标记的DNA分子约占大肠杆菌DNA分子总量的多少？其原因是多少？
　　【解析】  解题时，可用下图表示双链DNA分子复制过程：从图解可知，第二代大肠杆菌的DNA分子是以亲代的DNA分子中两条母链分别为模板，根据碱基互补配对原则复制而成的。第二代大肠杆菌的DNA分子总量中，含  标记的为  （即  ）；第三代应为  （即  ）。 

　　【答案】  以亲代DNA为模板，根据碱基互补配对原则复制而成；25％；因 DNA分子的复制方式为半保留复制。
　　例2.将大肠杆菌置于含  的培养基中培养一段时间，然后把 DNA被  完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含  的普通培养基培养，使其繁殖两代形成 4个新个体，则它们的 DNA中含  的链与  的链的比是（     ）

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