资源简介

第 3 节 DNA的复制
一、教材分析
本节内容为人教版生物学必修 2《遗传与进化》第 3 章“基因的本质”的第 3 节“DNA
的复制”。
教材的本节内容包括“对 DNA 复制的推测”、“DNA 半保留复制的实验证据”、“DNA 复制的过程”三部分，这三部分的内容遵循科学史，符合科学研究的逻辑过程。教材的编排是以此为线索，首先使用沃森和克里克的论文节选引发学生思考和推测 DNA 复制的方式，然后通过经典实验验证学生自己的推测，从而完成运用假说-演绎法探究 DNA 半保留复制机制的思维锻炼过程，教材用黑体字作出总结：“DNA 复制是以半保留的方式进行的。”接着结合直观的示意图介绍 DNA 复制的本质过程，总结出：“DNA 独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。”教材内容层层递进，着重在科学探究中运用假说-演绎的科学思维方法。
二、学情分析
通过前面的学习，学生已经掌握遗传物质的本质、所在位置及其双螺旋的结构等。能够概述亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 DNA 分子上，理解 DNA 分子的是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补的反向平行长链形成双螺旋结构。
三、教学目标
运用假说-演绎法探究 DNA 的复制方式，概述 DNA 通过半保留复制方式进行复制。
通过对DNA 半保留复制方式学习，理解DNA 的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
概述 DNA 复制的条件、过程和特点。
四、教学重点
运用假说-演绎法探究 DNA 的复制方式
概述 DNA 复制的条件、过程和特点。
五、教学难点
运用假说-演绎法探究 DNA 的复制方式
概述 DNA 复制的过程
六、教学流程
（一）复习导入（DNA 的功能）
问题一：DNA 作为遗传物质可能有哪些功能？（能够复制、表达出生物性状）
展示噬菌体侵染大肠杆菌的过程示意图，对学生提问，引发学生思考，激发兴趣。
（二）对 DNA 复制的推测（DNA 复制的条件）
问题二：如果在体外用化学方法复制或合成 DNA，请你推测需要在反应体系中提供什么成分呢？
在体系中考虑加入 4 种游离脱氧核苷酸作为原料、能量物质和有关 DNA 合成的酶
其实早在 1956 年，科学家科恩伯格进行了类似的思考，并设计实验进行研究。但结果并没有得到新的 DNA 分子，直到他再加入了微量的某物质后，才成功获得新的 DNA 分子，那就是——微量的 DNA。实验结果显示：不仅产生新的 DNA，并检测其产物 DNA 的碱基组
成同模板 DNA 组成极为相似。
【小结】新合成的 DNA 的特异性是由加入微量的模板 DNA 所决定的，并非头重新合成。
（DNA 复制的条件，并明确什么是 DNA 的复制。）
（三）DNA 半保留复制的实验证据（DNA 复制的方式）
问题三：DNA 是如何按模板准确地复制呢？
1.提出问题。利用教材中的“问题探讨”引出复制的假说
思考：碱基互补配对原则暗示 DNA 的复制机制可能是怎样的？
2.作出假设。思考：依据结构模型，可以提出什么假说？展示 DNA 两种复制模式示意图。这需要实验证据来证明哪种假说是正确的。
3.设计实验。讲述两种假说最主要的区别——在子代 DNA 分子中，来自模板 DNA 的母链与新合成的 DNA 子链的结合方式不同。
（1）如果要通过实验区分 DNA 复制方式的两种假说，那么实验区分的关键是什么？
（2）如何区分来自模板 DNA 的母链与新合成的 DNA 子链？
（3）如何测定子代 DNA 带有同位素标记的情况？
4.演绎推理。按照 DNA 复制方式的两种假说进行演绎推理，将预测的实验结果。
5.实验验证。展示美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔在 1958 年进行大肠杆菌的 DNA 复制实验结果， 并与预测结果进行比较。
【小结】DNA 复制方式是半保留复制
（四）DNA 复制的过程
分步展示 DNA 复制示意图，讲述 DNA 复制的过程。
第一步，解旋。由该示意图可以看到，DNA 复制时，首先是在细胞提供的能量驱动下，解旋酶使碱基间的氢键断开，将 DNA 双螺旋的两条链打开，形成一个复制叉
第二步，合成子链。DNA 聚合酶等以解开的一条母链为模板，所暴露出来的碱基，各自与一个游离的 4 种脱氧核苷酸原料，按照碱基互补原则进行配对，各自与母链互补成一条子链，边解旋边延伸，新的子链就形成了。
第三步，形成子代 DNA 分子。每条新链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，这样，一个 DNA 分子就产生两个完全相同的新的 DNA 分子。
问题四：DNA 复制需要哪些基本条件？DNA 复制的特点如何？
【小结】展示 DNA 复制过程的示意图，列表概述复制条件及其特点
（五）DNA 复制的意义
问题五：如何保证 DNA 复制的准确性？
（1）DNA 独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过碱基互补配对原则，保证了复制能够精确地进行。问题六：DNA 为什么要准确地自我复制？
【小结】引导学生理解 DNA 复制的生物学意义。
DNA 通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续
性。

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