高中生物第3节 DNA的复制教案设计

第三章 基因的本质 3.3 DNA的复制B

学情分析

学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识，在此基础上，本课时将要从分子水平来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成，认知结构迅速发展，认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高，认知活动的自觉性，认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。

由于本课时内容具有较高的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，我除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。

教学目标

一、知识与技能

1．叙述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．说出DNA复制在遗传上的意义。

二、过程与方法

1．引导学生分析、比较、推理、归纳，培养学生科学的思维。

2．通过引导学生观察DNA复制，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习的能力。

三、情感、态度与价值观

通过分组合作探究活动，培养学生的协作意识。

教学重点与难点

教学重点：DNA分子复制的条件、过程和特点。

教学难点：DNA分子复制的过程。

教学方法

讨论法、演示法、讲授法。

课时安排

1课时。

教学过程

一、导入新课

以“问题探讨”（P52）引入，学生讨论后回答。

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）。

DNA作为遗传物质，必须具有精确的自我复制能力，它是怎样进行复制的呢？

二、新课教学

（一）对DNA分子复制的推测

教师引导学生阅读课文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。

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。

（二）DNA半保留复制的实验证据

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。

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。

旁栏思考题（P53）

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。

（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：（1）模板：两条母链。（2）原料：四种脱氧核苷酸。（3）能量（ATP）。（4）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，1个DNA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。

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：

三、课堂作业

1．根据碱基互补配对原则，在A≠G时，双链DNA分子中，下列四个式子中正确的是（    ）

2．某生物细胞DNA分子的碱基中，腺嘌呤的数量占22%，那么，胞嘧啶的数量占（    ）

A．11%         B．22%         C．28%          D．44%

3．下列关于DNA复制过程的正确顺序是（     ）

①互补碱基对之间氢键断裂；②互补碱基对之间形成氢键；③DNA分子在解旋酶的作用下解旋；④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对；⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构。

A．①③④②⑤     B．①④②⑤③     

C．①③⑤④②     D．③①④②⑤