人教版高中生物必修一《分子与细胞》DNA的复制 教案 教学设计

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