DAN的复制

DNA的复制

课 堂 教 学 方 案

标题：第三章第节DNA的复制 学时分配：1学时 教学目的

（1）知识目标

1、 记住DNA复制的概念

2、 简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。 3、 知道DNA复制在遗传上的意义

（2）能力目标：培养学生自学能力，观察能力、分析理解能力 （3）方法目标：引导学生分析、比较、推理、归纳知识的学习方法

（4）德育目标：激发学生学科学、用科学、爱科学的求知力，培养学生的协作意识和科学态度。 探讨DNA复制的生物学意义。体会证明半保留复制的实验的巧妙之处。

授课类型：理论课 教学方法与手段：讲授

教学重点、难点：DNA分子复制的条件、过程、特点及意义 教学过程： 一、导入：

我们已知道DNA是主要的遗传物质，DNA携带有大量的遗传信息。DNA既能作为遗传物质，就必须具有精确的自我复制能力，这些遗传信息是怎样传递到下一代的，它是怎样进行复制的呢？ 思考讨论 引起思考引入新课 （遗传信息的传递是通过DNA分子的复制完成的。） (引题) 今天我们就一起来探讨学习。 二、新课

1、对DNA分子复制的推测 上一节我们学习了DNA是规则的双螺旋结构，一条DNA有两条链，大家用蓝色笔画出DNA的两条链。

问题：如果这个DNA复制一次会得到几个DNA？这两个DNA共有四条链。这样就新产生了两条链，新产生的这两条，请大家用红笔来表示。那么新形成的DNA有几种组合情况。

科学家根据DNA分子的结构特点，作出了三种假设：

假设：①完全保留复制：一个DNA是全新的，另一个和亲代一模一样，我们 把这个方式叫全保留复制。

②半保留复制；每个DNA分子中有一半是原来亲代的，这种我们给它取个名字叫半保留复制

③弥散复制：打乱重分。

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。 DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对的原则，形成新的一条链。由于新和成的每个DAN分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此这种复制方式称作半保留复制。

科学家根据三种假设，分别推测出这三种可能复制方式的产物。最后，通过实验最后确定了DNA的

复制方式为：半保留复制

（教学意图是阅读思考 学新知识 ） 2、DNA半保留复制的实验证据

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。

1科学家以含N15标记的NH4CL的培养液培养大肠杆菌，在细菌生长过程中，N15进入含氮碱基，经过多次分裂后分裂，细菌的DNA充分的被N15标记上，

2再将大肠杆菌移到含有N14的培养液中，经过一次分裂后，提取DNA离心，记录试管中DNA的位置

3细胞分裂两次后，再将提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中的DNA的位置。 实验结果：

启发引导下，学生们分析试验，得出子代DNA的双链中，一条来自亲代（N15），一条是新合成的（N14）的结论，总结出DNA复制的特点是半保留复制。通过这个实验使学生掌握科学研究的思想，领悟科学探究的魅力，也掌握一种生物学实验常用的方法－放射性同位素标记法 。

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。 （教学意图是培养学生看图思考 培养严谨重视实的态度。） 3.半保留复制的条件 质疑：“巧妇难为无米之炊”，DNA的复制需要哪些条件呢？

1958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中，并没有发生DNA 的合成，当加入少量的DNA作引子和ATP作为能源物质，经保温孵育后，测定其中DNA的含量。发现其中的DNA的含量增加了，并且新合成的DNA性质完全决定于加入的作为引物的DNA。

在老师的启发引导下，学生分析、推理，得出结论，即DNA可以进行复制，复制时必需具备四个基本条件——原料、模板、能量、酶。 4．DAN分子复制的过程

向学生展示DNA复制过程的动画：（图3--13） 分步讲解：

（1）解旋：完整的DNA分子复制开始后，在DNA解旋酶的作用下，氢键断裂，两条主链逐步分开，这个过程叫做解旋。

（2）在解旋的同时，以解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的四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）随着解旋过程的进行，新合成的子链也不断地延伸，并且在DNA聚合酶的催化下，每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构，从而各形成一个新的DNA分子。 过程就可以概括为解旋—碱基根据互补配对原则形成子链—新的DNA分子。 三、知识的总结 1. 概念

半保留复制：DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制 2.条件：

模板：DNA的两条链

原料：脱氧核苷酸（四种） 能量：ATP

酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等

3.过程：概括为解旋—合成子链—子链与母链结合—新的DNA分子。 5.特点：半保留复制，边解旋边复制

意义：DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了遗传信息的连续性

四、课堂练习

例 如果将大肠杆菌的 DNA分子用N15 标记，然后将大肠杆菌移入 N14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

）第三代应为

（即

）

标记的为 （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。

通过以上练习使学生进一巩固本节课的重点与难点知识。 五、教学反思

这节课主要内容包括复制所需要的条件、复制过程及特点。本课不仅与DNA的结构有密切关系，也与有丝分裂、减数分裂等知识有联系。内容具有较深的抽象性，学生们会感到困难。为了上好这节课，我从指导思想、教学方法、学法及教学目标等各方面做了充分的准备。

通过前面的学习，学生对DNA的结构已经有了感性的认识，而领会DNA分子独特的双螺旋结构和碱基互补配对与复制密切相关。所以我在这节课一开始先和学生一起复习回顾DNA的基本结构和主要特点由此引出DNA复制的内容。

让学生主动参与探究活动，培养学生的参与意识和创新意识，培养学生自主学习，合作交流的能力。另外，通过形象、直观的多媒体教学手段，使知识更易于被学生接受，既培养了学生的兴趣，又培养了学生观察问题、分析问题、解决问题的能力。进一步培养他们分析、归纳、识进行分析、讨论与评价,有利于培养学生结合教材的特点和学生实际。

课堂小结 利用多媒体课件引导学生概括总结 学生总结本节课知识要点 巩固基础知识 课堂测评

基础知识测评 学生练习 检验知识目标达标情况 八、课堂测评

1、一个噬菌体侵染细菌后，形成了200个子代噬菌体，子代DNA中含最初DNA链的DNA占

A. 1% B. 2% C. 25% D. 50%

2、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ ）：

A．DNA复制过程中需要酶的催化 B．DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供 C．DNA分子是边解旋边复制的 D．DNA复制过程中两条母链均可作模板

3、含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到Gl、G2代细胞。再从G0、Gl、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，请回答下列问题：

⑴ G0、Gl、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0________，Gl________，G2_________。 ⑵ G2代在①、②、③3条带中DNA数的比例是______________。

⑶ 图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：条带①________，条带②__________。 ⑷ 上述实验结果证明了DNA的复制方式是____________________________________。

九、课后作业

1、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ）： Ａ．分裂前期 Ｂ．分裂中期 Ｃ．分裂后期 Ｄ．分裂间期

2、假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为，a若将其长期培养在含15N的培养基中便得到含15N的DNA，相对分子质量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养在14N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为（ ） A．(a+b)/2 B．(3a+b)/2 C．(a+3b)/2 D．(a+b)/2

3、某双链DNA分子带有15N同位素标记，在试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续复制4代之后，试管中带有14N同位素标记的DNA占总量的

A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 100%

4、利用多媒体课件，引导学生概括、总结本节课的知识要点，巩固基础知识，培养学生概括、总结的基本学习方法。 十、板书设计

第三节 DNA的复制

一、复制的方式：半保留复制

二、复制的条件：模板、酶、原料、能量等 三、复制的过程

解旋——合成子链——螺旋 四、复制的意义：传递遗传信息

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