资源简介

(共32张PPT)
第三章 基因的本质
第二节 DNA的复制
2
1
3
4
说教材
说学情
说教学策略
说教学过程
5
说板书设计
01
说教材
教材分析
《DNA的复制》是人教版必修二第三章第三节的内容，是遗传学的基本理论，也是本章的重点和难点之一，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明通过复制传递遗传信息的过程。同时为学生学习基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解打下坚实基础。
说教材
课程标准
说教材
大概念 概念3 遗传信息控制生物的性状，并代代相传。
3.1 亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA
分子上。
重要概念
次位概念
3.1.3 概述DNA分子通过半保留方式进行复制
教学目标
生命观念：1、通过学习，掌握DNA复制的过程。
2、能够说出DNA复制的生物学意义
科学思维：通过演绎推理DNA半保留复制实验，培养学生观察、分析、推理和总结概括的能力。
科学探究：通过探究DNA的复制方式，培养学生的探究能力。
社会责任：认识到不论哪种假说只有在通过实验证明后，才能上升为科学理论以及认同技术的进步在探索遗传物质中的重要作用。
说教材
教学重点和难点
教学重点：
DNA复制的过程。
教学难点：
通过假说-演绎法探究DNA复制的方式。
说教材
02
说学情
学情分析
说学情
在知识上学生已经掌握了DNA结构，有丝分裂和减数分裂等相关知识。
在能力上学生已经具备一定的分析归纳能力，逻辑推理能力。但本节内容比较抽象，仍需教师引导。
03
说教学策略
教法
由于本节内容比较抽象，我准备采取设置情境教学，充分利用多媒体的功能，把DNA复制过程编制成动态过程，使难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的掌握。
说教学策略
学法
说教学策略
学生是学习的主体，教学过程中要注重引导式学习，体现出学生的主体地位，培养学生的学习能力和合作意识。学生应通过观察、分析、讨论与教师讲授相结合来学习本课内容。
04
说教学过程
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。”
in the following communications. We were not aware of the details of the results presented there when we devised our structure, which rests mainly though not entirely on published experimental data and stereo-chemical arguments.
It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the gengtic material.
Full details of the structure, including the con-ditions assumed in building it , together with a set of co-ordinates for the atoms, will be published elsewhere.
《核酸的分子结构》论文节选
讨论
1.碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，暗示DNA的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。
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？
科学研究需要大胆的想象，但得出结论必须建立在确凿的证据之上。
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
DNA的复制方式
(1)半保留复制
(2)全保留复制
设计实验
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
思考1：这两种假说从结果上来看有什么区别？
思考2：如果要设计实验验证假说，那么需要重点观察什么？
思考3：如何区分模板DNA母链和新合成的DNA子链呢？
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
用什么方法能在实验中直观区分母链和子链？
同位素标记法。
该实验用什么元素做标记？为什么？
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
1.实验方法
15N和14N是N元素的两种稳定的同位素(无放射性)，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。
脱氧核苷酸
磷酸
P
C H O
N
√
含N碱基
五碳糖
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
2.实验材料：
3.实验方法：
4.实验过程和结果：
大肠杆菌
同位素标记技术,密度梯度离心技术
梅塞尔森、斯塔尔
1.实验人：
分裂一次
提取DNA
离心
15N/ 15N-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
繁殖若干代
上
中
下
上
中
下
提取DNA
离心
上
中
下
哪个位置？
哪个位置？
15NH4CI
提取DNA
离心
14NH4Cl
14NH4Cl
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
上
中
下
(1)半保留复制
(2)全保留复制
亲代
第一代
第二代
中带
轻带
重带
提出问题
作出假设
演绎推理
实验验证
得出结论
设计实验
证明DNA半保留复制的实验
思考 讨论
分裂一次
再分裂一次
亲 代
子一代
子二代
15N/14N
14N/14N
15N/14N
15N/15N
DNA的复制是以半保留方式进行的
一个被15N标记的DNA转移到14N的培养基中培养，复制了n次：
二、DNA复制的相关计算
①子代DNA共2n个
含15N的DNA分子： 个
只含15N的DNA分子： 个
含14N的DNA分子： 个
只含14N的DNA分子： 个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
含15N的脱氧核苷酸链： 条
含14N的脱氧核苷酸链： 条
2
0
2n
(2n－2)
2
(2n＋1－2)
不消耗
亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸数为m个，则：
m（2n-1）
m·2n-1
③消耗的脱氧核苷酸数
①复制n次，共需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数？
个
②复制第n次时，共需要消耗游离的该种脱氧核苷酸数？
个
m·(2n-1)-m·(2n-1-1)
二、DNA复制的相关计算
过程
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
随着染色体的复制而完成的
减数分裂前的间期
(1)概念：
(2)发生时期：
(3)场所：
真核生物
细胞质：线粒体、叶绿体
细胞核(主要)
原核生物
拟核
（质粒）
细胞质
病毒：
宿主细胞
DNA复制的概念、时期、场所
01
有丝分裂间期
在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。
C
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G
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A
3'
5'
ATP
解旋酶
思考1：解旋酶破坏了什么化学键？
氢键
(1)解旋
DNA复制的过程
02
C
C
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T
T
（2）合成互补子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的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。
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A
DNA聚合酶
5'
3'
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T
T
5'
3'
ATP
ATP
子链从5' 端向 3' 端延伸
（2）合成互补子链：随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。
1、DNA聚合酶的作用？
2、延伸方向？
需要引物（通常是一段RNA序列），使DNA聚合酶能够从引物的3’端开始连接脱氧核苷酸
单体脱氧核苷酸连接到子链
形成磷酸二酯键
DNA聚合酶等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。
C
C
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T
思考2：DNA聚合酶连接的是？
单个核苷酸之间的
磷酸二酯键
思考3：从子链看，DNA聚合酶的催化方向是 （复制方向？）
子链的5’-端到3’-端。
(2)合成子链
5'
3'
ATP
5'
3'
ATP
DNA聚合酶
DNA复制的过程
02
DNA聚合酶等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。
(2)合成子链
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T
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3'
思考4：图中子链的延伸紧跟解旋酶，说明DNA还有什么特点？
边解旋边复制
DNA复制的过程
02
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
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5'
3'
(3) 形成子代DNA分子
DNA复制的过程
02
半保留复制
思考5：DNA复制的结果是什么？
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
思考6：两条子链都是连续复制吗？
一条子链连续复制，
一条子链不连续复制
拉链等实物材料模型
拉链模型.mp4
说板书设计
一、DNA分子复制方式探究
二、DNA的复制相关计算
1、DNA数目计算
2、脱氧核苷酸链计算
3、消耗脱氧核苷酸数目计算
三、DNA的复制
1、时间和场所：
2、过程： ①解旋 ②合成互补子链 ③ 形成新DNA分子。
5、意义：
感谢聆听！

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