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文档简介
3.3DNA的复制教学设计
一、教材分析和设计思路
《DNA的复制》是人教版高中生物学教材《遗传与进化》中第3章第3节
内容。本节是“DNA分子的结构”内容的延续和拓展,也是对孟德尔遗传定律和
减数分裂中相关知识的深化和延伸,同时为学习中心法则、基因突变、基因工程
等知识奠定基础。本节课包括对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的实验
证据和DNA分子复制的过程。
本节课首先通过创设情境引出对DNA分子的复制方式的两种推测:半保留
复制和全保留复制。组织学生通过假说演绎法分析探索DNA分子复制方式的实
验的整体思路和实验方法,并探究分析实验的预期结果,然后教师播放视频展示
实验过程及结果,由学生观察比较实验结果与预期结果的是否一致,进而得出结
论。组织学生分组合作通过模型建构模拟DNA的复制过程,并归纳总结DNA
复制的时间、场所、条件、特点和在遗传学中的意义等内容。
二、教学目标
1.运用假说-演绎法探究DNA的复制方式,概述DNA通过半保留方式进行复制。
2.概述DNA复制的条件、过程和特点。
3.通过对DNA半保留方复制方式的学习,理解DNA的准确复制是遗传信息稳定
传递的基础。
三、、教学重难点
1.教学重点
(1)运用假说-演绎法探究DNA的复制方式。
(2)DNA复制的条件、过程和特点。
2.教学难点
(1)运用假说-演绎法探究DNA的复制方式。
(2)DNA复制的过程分析和相关计算。
1
四、教学过程
【导入】:通过对新冠疫情问题的关注的相关视频,引入课堂。并结合假说演绎
法,对DNA复制进行问题探讨:沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇
著名短文的结尾处写道:“值得注意的是,我们提出的这种碱基特异性配对方式,
暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。”
1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的?
2.这句话中为什么要用“可能”二字?这反映科学研究具有什么特点?
【一、对DNA复制的推测】
沃森和克里克紧接着发表第二篇论文,提出了遗传物质自我复制的假说:(学
生阅读课本后填空)
DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋,互补的碱基之间的氢键,
分别作为复制的模板,游离的根据
原则,通过形成,结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分
子中,都保留了原来的DNA分子中的一条链,因此,这种复制方式称o
有人持不同的观点,提出了全保留复制的假说:
全保留复制:是指DNA复制以DNA双链为模板,子代DNA的双链都是—
新合成的。
【连接】:半保留复制还是全保留复制呢?需要通过实验验证。
【二、DNA半保留复制的实验证据】
1.实验者:美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔
2.实验材料:大肠杆菌(繁殖快,20min一代)
3.实验方法:同位素标记技术
4.背景知识:①15N和14N是氮元素的两种稳定同位素,这两种同位素的相
对原子质量不同,含15N的DNA比含14N的DNA密度大;
②利用离心技术可以在试管中区分含有不同氮元素的DNA;
2
大晒SS含牛儿a
证明DNA半保留复制的实验醴养树生弋
如果DNA复制
是半保禺复制
重带
UNH4CI的
实验结果表明:DNA的复培翔中
中带
细碘分裂1次
1/2轻带
1/2中带
实验
【三、DNA复制的过程】
1.概念:以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA-DNA。
2、场所:真核生物主要在细胞核(线粒体、叶绿体)
原核生物主要在拟核
3、时间:细胞分裂前的间期(有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期)
4.复制的过程
①解旋——在能量驱动下,解旋酶将DNA双螺旋解开
②合成子链——DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板,以游离的4种脱
氧核甘酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链
③复旋——随着解旋进行,子链不断延伸,每条新子链与其对应的模板链盘
绕成双螺旋结构
5、DNA复制的条件
①模板:亲代DNA的两条链
②原料:4种游离的脱氧核甘酸
③能量:ATP
④酶:解旋酶、DNA聚合酶等
6、DNA复制的特点:
3
边解旋边复制(从过程上看)
半保留复制(从结果上看)
7、DNA复制的结果
形成两个完全相同的DNA分子
【限时训练】DNA分子复制的计算
1.亲代DNA分子经n次复制后
①子代DNA分子数:2n个
②含亲代母链的DNA分子数:2个
③不含亲代母链的DNA分子数:2n-2个
④母链和子链的条数分别是:2条;2n+1-2条
2.消耗的脱氧核甘酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核甘酸m个,则经过n次复制后共需要
消耗该脱氧核甘酸个数为:m(2n-l)
第n次复制需要消耗该脱氧核甘酸个数为:m2「
8、DNA复制的意义
DNA通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,从而保持了遗传信息的连
续性。
9、DNA能准确复制的原因
①DNA独特的双螺旋结构,能为复制提供精确的模板。
②碱基通过互补配对,保证了复制能够准确地进行。
【课堂小结】
4
课堂小结(-):DNA复制方式的探究历程
1、DNA的是如何复制的?发现问国\
_____________________________「半保留复制
2、推测可能的复制方式播出线说假
L全保留复制说
3、推理、探究儿种复制模式下得到子代
演绎推理[
DNA的可能情况,预测可能实验结果演
绎
4、证明DNA半保留复制的实验雌甑法
将出结论,
5、结论:DNA复制是半保留复制
课堂小结(二)DNA的复制过程
★时间:有丝分裂分裂间期、减数第一次分裂前的间期
「解旋,模板:亲代DNA提供
条件:.原料:游离的脱氧核甘酸
★过程:《合成能量:ATP
子链
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