DNA分子的复制教学目标设计

教学准备 1.

教学目标 1.概述DNA分子的复制；

2.探讨DNA复制的生物学意义

3.培养学生自学能力，观察能力、分析理解能力

4.激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲

2.

教学重点/难点 教学重点：

DNA复制的条件、过程及特点。

教学难点：

DNA复制的过程，特别是半保留复制。

3.

教学用具 教学课件

4.

标签 教学过程 (一)、引入新课

什么是DNA的复制？

DNA分子的复制是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程. DNA分子是如何复制的?

（二）、对DNA分子复制的推测

最早提出的DNA复制模型有三种：

1、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；

2、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分；

3、分散复制：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的；

沃森和克里克推测是半保留复制模型

如果要设计实验证明哪个观点是正确的，你认为最基本的思路是什么？

把复制的子链和原来的母链做上标记，然后观察它们在新DNA中出现的情况。

探究DNA分子复制方式 关键: 区分亲、子代DNA

实验方法: 同位素示踪法 实验材料: 大肠杆菌

将大肠杆菌放在NH4Cl培养液培养生长

4、对DNA复制方式的探究

假说-演绎法：【作出假设】

DNA复制是一种半保留式的复制，每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。

（三)、DNA半保留复制的实验证据

演绎推理

问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的 子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的? 问题２:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法？

同位素(具放射性)标记的方法

问题３:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素? 可用C、H、O、N、P等元素

问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？

问题５: 要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？

通过离心使其发生分层(15N质量大于14N) 问题６:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？

1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料，

运用同位素示踪技术

想一想: 怎样把不同的DNA分开呢？

密度梯度离心技术

3种预期结果 实验结果分析 结论：

实际实验结果：

DNA复制方式: 半保留复制

思维拓展

1) 复制n次后DNA个数: 2n(n=复制次数) 2) 含母链的DNA数量比例

无论DNA复制多少次,含有母链的DNA分子只有两条

例：将 15N标记的DNA分子放在 14N 的培养基上培养，

经过3次复制，在所形成的子代 DNA中，含15N的DNA占总数的比例和含15N的脱氧核苷酸链占总数的比例各为（ ）和（ ）

A．1/16

B．l／8

C．1／4

D．1／2 1、DNA分子复制发生在什么时间? 有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期

总结：

(四）、DNA分子复制的过程

1.概念：是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程

2.时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期（真核生物）

3.场所：细胞核(主要) 4. 过程：

（1）解旋

（2）合成互补子链

（3）螺旋化

什么叫解旋？解旋的目的是什么？

在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子的两条脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条链解开的过程。

目的：为复制提供准确的模板，解开的两条单链叫母链。

解旋酶的作用位点？碱基对之间的氢键

5、DNA分子复制时需要哪些条件？

①模板：亲代DNA的两条母链； ②原料：4种脱氧核苷酸：

③能量：ATP; ④酶 ：DNA解旋酶，DNA聚合酶等。

6.DNA分子复制的特点: 边解旋边复制 半保留复制方式

7.DNA准确复制的原因? ①DNA分子具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；

②碱基遵循互补配对原则，使复制准确无误。

DNA的复制是否一定准确无误？

8.DNA分子的复制实质(意义)？

DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传递给了子代，从而保持了遗传信息的连续性，保证了物种的相对稳定性。

总结：

规律1：亲代DNA复制n代后，DNA分子数为2n，含亲代母链的DNA分子数为2，不含亲代母链的DNA分子数为2n-2 变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：1/2n 含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：2/ 2n 规律2：亲代DNA分子经 n 次复制，所需某种游离的脱氧核苷酸数=a (2 n－1) 规律3：碱基总数＝失去H2O数＋2 例如：一个DNA分子片段，经水分解消耗88个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？90

课堂小结

本节课我们学习了DNA的化学组成，DNA的立体结构和DNA的特性。组成DNA的碱基共有A、T、G、C四种，构成DNA的基本单位也有4种。每个DNA分子由二条多脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构，两条链上的碱基按照碱基互补配对原则，即A—T、G—C，通过氢键连接成碱基对。DNA分子具有稳定性、多样性和特异性。多样性产生的原因主要是碱基对的排列顺序千变万化，4种脱氧核苷酸排列的特定顺序，包括特定的遗传信息。每个DNA分子能够贮存大量的遗传信息。

板书 第3节 DNA分子的复制

一、对DNA分子复制的推测

二、DNA半保留复制的实验证据

三、DNA分子复制的过程 1、概念：

2、场所：

3、时期：

4、条件：

5、过程： 6、特点： 7、准确复制原因

8、意义