233DNA的復制

1、第3章 基因的本質(zhì)第3節(jié) DNA的復制一、教學目標1.知識方面：概述DNA分子的復制。2.情感態(tài)度與價值觀方面：探討DNA復制的生物學意義。二、教學重點和難點1.教學重點：DNA分子復制的條件、過程和特點。2.教學難點：DNA分子復制的過程。三、教學方法：討論法、演示法、講授法四、教學課時：1五、教學過程教學內(nèi)容教師組織和引導學生活動教學意圖問題探討提示兩個會徽所用的原料應該選自一塊石材；應先制造模型，并按模型制作會徽；應使用電子控制的刻床；刻床應由一名技術熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。（以上可由學生根據(jù)自己的經(jīng)驗推測回答，事實是原料確實選自一塊石材，但由于時間緊迫，兩個會徽是由兩名技術最好的

2、師傅手工雕刻的）。驗證的最簡單的方法是：將兩個印章的圖形蓋在白紙上進行比較（學生也可能提出更科學、更現(xiàn)代化的方法）。閱讀思考討論回答引入新課講述DNA既能作為遺傳物質(zhì)，就必須具有精確的自我復制能力，那它是怎樣進行復制的呢？思考討論引起思考引入新課一、對DNA分子復制的推測引導引導學生閱讀課文P52，沃森和克里克提出的著名的DNA雙螺旋結(jié)構模型后，又發(fā)表了遺傳物質(zhì)自我復制的假說。進而總結(jié)出“半保留復制”的概念。講述在復制過程中，原來雙螺旋的兩條鏈并沒有被破壞，它們分成單獨的鏈，每一條舊鏈作為模板再合成一條新鏈，這樣在新合成的兩個雙螺旋分子中，一條鏈是舊的而另外一條鏈是新的，因此這種復制方式被稱為

3、半保留復制。閱讀思考學新知識二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)講述我們知道，當假說通過實踐檢驗并被證明是正確的后，才能上升為科學理論。隨著科學技術的發(fā)展，放射性同位素示蹤技術被應用到DNA分子復制的研究中。下面我們來探討一下DNA分子半保留復制的實驗證據(jù)。講述大家閱讀課文P53，結(jié)合圖3-12，利用物理、化學知識體會科學家實驗設計的方法、原理、步驟、結(jié)果、結(jié)論及它的巧妙之處。強調(diào)：該實驗證明了DNA的復制是以半保留的方式進行的。看圖思考培養(yǎng)嚴謹重視實的態(tài)度旁蘭思考題1提示本實驗是根據(jù)半保留復制原理和DNA密度的變化來設計的。在本實驗中根據(jù)試管中DNA帶所在的位置就可以區(qū)分親代與子代的DNA了。思考

4、回答拓展思維知識遷移三、DNA復制的過程1.概念：指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA的復制實質(zhì)上是遺傳信息的復制。2.時間：細胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的間期3.場所：細胞核（主要）、線粒體、葉綠體4.條件：模板：兩條母鏈原料：四種脫氧核苷酸、能量（ATP）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等5.過程：解旋提供準確模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對的堿基從氫鍵處斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開，這個過程叫做解旋。解開的兩條單鏈叫母鏈（模板鏈）。合成互補子鏈：以上述解開的每一段母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，在有關酶的

5、作用下，各自合成與母鏈互補的一段子鏈。子、母鏈結(jié)合盤繞形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，隨著解旋過程的進行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時每條子鏈與其對應的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構，從而各自形成一個新的DNA分子，這樣，1DNA分子2個完全相同的DNA分子。6.特點：DNA分子是邊解旋邊復制的；是一種半保留式復制。（即在子代雙鏈中，有一條是親代原有的鏈，另一條（子鏈）則是新合成的。）7.“準確”復制的原因：DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構，能為復制提供模板；堿基具有互補配對的能力，能夠使復制準確無誤。8.結(jié)果：一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子9. 意義：DNA通過復制，使遺傳信息從親代傳

6、給了子代，從而保證了物種的相對穩(wěn)定性，保持了遺傳信息的連續(xù)性，使種族得以延續(xù)。學生思考下列問題：什么叫解旋？解旋的目的是什么？什么叫“子鏈”？復制一次能形成幾條子鏈？簡述“子鏈”形成的過程。DNA復制后兩個子代DNA分子和親代DNA分子是否完全相同？為什么？通過設問，學生回答，進一步讓學生理解和鞏固DNA復制的全過程。DNA分子連續(xù)復制演繹的計算規(guī)律已知某一DNA分子用15N標記（0代）將含有該標記DNA分子的細胞（或細菌）轉(zhuǎn)移到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（進行DNA復制）若干代后，其DNA分子數(shù)、脫氧核苷酸鏈數(shù)及相關比例如下表：世代DNA分子的結(jié)構特點脫氧核苷酸鏈的數(shù)量變換規(guī)律分子總數(shù)不同DN

7、A分子占全部DNA分子之比單鏈總數(shù)不同脫氧核苷酸鏈占全部鏈之比只含15N分子含14N15N雜種分子只含14N分子含15N的鏈含14N的鏈0112112141/21/2241/21/281/43/4381/43/4161/87/8n2n2/2n12/2n2n11/2n11/2n學生填表培養(yǎng)學生的總結(jié)能力小結(jié)1通過學習必須掌握DNA的復制過程、復制的必需條件及DNA復制在生物學上的重要意義。為學習生物的遺傳和生物的變異奠定基礎。2目前DNA分子廣泛用于刑事案件偵破等方面（l）DNA分子是親子鑒定的主要證據(jù)之一。（2）把案犯在現(xiàn)場留下的毛發(fā)、血等進行分析作為破案的證據(jù)，與DNA有關。作業(yè)練習一二【典

8、型例題】例1.如果將大腸桿菌的 DNA分子用 標記，然后將大腸桿菌移入 培養(yǎng)基上連續(xù)培養(yǎng)。從分析得知，第一代大腸桿菌DNA儲存的遺傳信息與親代大腸桿菌DNA儲存的遺傳信息完全相同，其原因是_。若連續(xù)培養(yǎng)三代，此時，含 標記的DNA分子約占大腸桿菌DNA分子總量的多少？其原因是多少？【解析】  解題時，可用下圖表示雙鏈DNA分子復制過程：從圖解可知，第二代大腸桿菌的DNA分子是以親代的DNA分子中兩條母鏈分別為模板，根據(jù)堿基互補配對原則復制而成的。第二代大腸桿菌的DNA分子總量中，含 標記的為 （即 ）；第三代應為 （即 ）。【答案】  以親代DNA為模板，根據(jù)堿基互補配對原

9、則復制而成；25；因 DNA分子的復制方式為半保留復制。例2.將大腸桿菌置于含 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間，然后把 DNA被 完全標記的大腸桿菌作為親代，轉(zhuǎn)移到只含 的普通培養(yǎng)基培養(yǎng)，使其繁殖兩代形成 4個新個體，則它們的 DNA中含 的鏈與 的鏈的比是（     ）A3：1    B2：1    C1：1    D7：l【解析】本題考查“大腸桿菌只有一個DNA分子”以及對“DNA分子具有雙鏈結(jié)構”和“DNA半保留復制”的理解。 標記的DNA有兩條含 的鏈，當利用含 的氮源來繁殖合成新DNA時，根據(jù)半保留復制的特點，新形成的 2個 DNA分子上應各有一條含 的鏈和一條含 的鏈，沒有了 的來源，不論以后復制多少次，含 的鏈永遠只是兩條，而增加的新鏈都是含 的鏈。而題中形成了4個新個體，則只有4個DNA分子8條單鏈，只有兩條