资源简介

3.3 DNA的复制的教案
【教材分析】
DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。
【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】
1、基于科学史资料提供的实验证据，运用假说-演绎法探究 DNA的复制方式（科学思维）
2、通过分析 DNA分子复制的视频和图像，掌握 DNA复制的条件、过程、特点和意义。（生命观念）
3、通过对 DNA半保留复制方式的学习，理解 DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。（生命观念）
4、认同科学技术在人类生产生活中的重要作用。（生命观念）
【教学重难点】
（1）教学重点：DNA复制的条件、过程及特点。
（2）教学难点：DNA复制的过程，特别是半保留复制。
【新课导入】
【导入】：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
【连接】：无论细胞有丝分裂还是减数分裂，都要经历一个较长的细胞分裂间期。细胞在分裂间期主要有什么变化？
DNA分子是怎样进行复制的呢
【新课讲解】
对DNA复制的推测
最早提出的DNA复制模型有两种：
1．半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的
我们把这种形成的DNA分子一半是新的，一半是旧的，这种复制方式称为半保留复制。因为每个新形成的DNA分子都保留了亲代的一条链。
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
这种新复制出来的DNA分子直接形成，完全没有旧的部分的复制方式称为全保留复制。
沃森和克里克发现DNA分子双螺旋结构后，对DNA分子的复制进行了大胆推测，提出了自己的假说——半保留复制。
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；
【补充拓展】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.消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后共需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m（ 2n－1）
第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m ·2n－1
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种脱氧核苷酸为原料，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种游离的脱氧核苷酸
③能量：ATP
④酶：解旋酶、DNA聚合酶等
DNA复制的特点:
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
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。
【板书】
3.3 DNA复制
1．DNA复制发生时间：细胞分裂间期
2．DNA复制条件：A 模板： 亲代DNA
B 原料：游离的四种脱氧核苷酸
C．能量：ATP
D．酶：解旋酶，聚合酶
3．DNA复制过程：边解旋边复制
4．DNA复制特点：非连续性半保留复制
5．DNA复制结果：1个DNA合成两个相同的DNA分子
6．DNA复制的生物学意义：
什么叫DNA的复制？

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