高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》第三章 基因的本质第3节 DNA的复制教学设计

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：

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。