DNA分子的复制ppt配套教案板书设计

第3章 基因的本质

第3节 DNA的复制

一、教学目标

1.知识方面：概述DNA分子的复制。

2.情感态度与价值观方面：探讨DNA复制的生物学意义。

二、教学重点和难点

1.教学重点：DNA分子复制的条件、过程和特点。

2.教学难点：DNA分子复制的过程。

三、教学方法：讨论法、演示法、讲授法

四、教学课时：1 五、教学过程

教学内教师组织和引导

容

问题探〖提示〗两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造讨

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）。

〖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？

学生活动

教学意图

阅读思考引入新讨论回答

课

一、对DNA分子复制的推测

二、DNA半保留复制的实验证据

〖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。

〖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。

思考讨论

引起思考引入新课

阅读思考

学新知识

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。

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。

已知某一DNA分子用N标记（0代）将含有该标记DNA分14子的细胞（或细菌）转移到只含N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：

世DNA分子的结构特点

脱氧核苷酸链的数代

量变换规律

分不同DNA分子占全部DNA单链不同脱氧子分子之比

总数

核苷酸链总占全部链数

之比

15思考回答

拓展思维知识迁移

通过设学生思问，学考下列问题：

生回答，进①什么一步让叫解学生理旋？解解和巩旋的目固DNA的是什复制的么？

全过②什么程。

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？

DNA分子连续复制演绎的计算规律

学生填表

培养学生的总结能力

只含N分子

15含1415NN杂种分子

1 1/2 1/4 n2/2

0 1 2 3 n 1 2 4 8 n2

1

只含14N分子

1/2 3/4 1－n2/2

含15N的链

2 4 8 16 n＋12

1 1/2 1/4 1/8 n1/2

含14N的链

1/2 3/4 7/8 1－n1/2

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。

练习一二

作业

【典型例题】例1.如果将大肠杆菌的 DNA分子用

标记，然后将大肠杆菌移入

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

子总量的多少？其原因是多少？

标记的DNA分子约占大肠杆菌DNA分

【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

（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。

标记的为

（即

）；第三代应为

例2.将大肠杆菌置于含

肠杆菌作为亲代，转移到只含

们的 DNA中含

的链与

的培养基中培养一段时间，然后把 DNA被

完全标记的大的普通培养基培养，使其繁殖两代形成 4个新个体，则它的链的比是（

）

A．3：1

B．2：1

C．1：1

D．7：l

【解析】本题考查“大肠杆菌只有一个DNA分子”以及对“DNA分子具有双链结构”和“DNA半保留复制”的理解。

标记的DNA有两条含

的链，当利用含

的氮源来繁的链殖合成新DNA时，根据半保留复制的特点，新形成的 2个 DNA分子上应各有一条含

和一条含

的链，没有了

的来源，不论以后复制多少次，含

的链永远只是两条，而增加的新链都是含

的链。而题中形成了4个新个体，则只有4个DNA分子——8条单链，只有两条含

，其余六条含

，

链：

链=6：2=3：1。

【答案】A。【评点】DNA复制，是将两条链之间的氢链打开，形成两条单链，然后以单链为模板，按照碱基互补配对原则，再各形成一条新链。在什么培养基上复制，新链即含什么培养基上的物质，再次复制仍如此，但是原DNA（亲代DNA）中的两条链上的物质永远不变。