人教版高中生物必修一《分子與細(xì)胞》DNA的復(fù)制 教案 教學(xué)設(shè)計(jì)

3.3DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析和設(shè)計(jì)思路

《DNA的復(fù)制》是人教版高中生物學(xué)教材《遺傳與進(jìn)化》中第3章第3節(jié)

內(nèi)容。本節(jié)是“DNA分子的結(jié)構(gòu)”內(nèi)容的延續(xù)和拓展，也是對(duì)孟德爾遺傳定律和

減數(shù)分裂中相關(guān)知識(shí)的深化和延伸，同時(shí)為學(xué)習(xí)中心法則、基因突變、基因工程

等知識(shí)奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課包括對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)

證據(jù)和DNA分子復(fù)制的過程。

本節(jié)課首先通過創(chuàng)設(shè)情境引出對(duì)DNA分子的復(fù)制方式的兩種推測(cè)：半保留

復(fù)制和全保留復(fù)制。組織學(xué)生通過假說演繹法分析探索DNA分子復(fù)制方式的實(shí)

驗(yàn)的整體思路和實(shí)驗(yàn)方法，并探究分析實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果，然后教師播放視頻展示

實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果，由學(xué)生觀察比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果的是否一致，進(jìn)而得出結(jié)

論。組織學(xué)生分組合作通過模型建構(gòu)模擬DNA的復(fù)制過程，并歸納總結(jié)DNA

復(fù)制的時(shí)間、場(chǎng)所、條件、特點(diǎn)和在遺傳學(xué)中的意義等內(nèi)容。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.運(yùn)用假說-演繹法探究DNA的復(fù)制方式，概述DNA通過半保留方式進(jìn)行復(fù)制。

2.概述DNA復(fù)制的條件、過程和特點(diǎn)。

3.通過對(duì)DNA半保留方復(fù)制方式的學(xué)習(xí)，理解DNA的準(zhǔn)確復(fù)制是遺傳信息穩(wěn)定

傳遞的基礎(chǔ)。

三、、教學(xué)重難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）運(yùn)用假說-演繹法探究DNA的復(fù)制方式。

（2）DNA復(fù)制的條件、過程和特點(diǎn)。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）運(yùn)用假說-演繹法探究DNA的復(fù)制方式。

（2）DNA復(fù)制的過程分析和相關(guān)計(jì)算。

1

四、教學(xué)過程

【導(dǎo)入】：通過對(duì)新冠疫情問題的關(guān)注的相關(guān)視頻，引入課堂。并結(jié)合假說演繹

法，對(duì)DNA復(fù)制進(jìn)行問題探討：沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇

著名短文的結(jié)尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對(duì)方式，

暗示著遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能的機(jī)制?！?/p>

1.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？

2.這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學(xué)研究具有什么特點(diǎn)？

【一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)】

沃森和克里克緊接著發(fā)表第二篇論文，提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說：（學(xué)

生閱讀課本后填空）

DNA分子復(fù)制時(shí)，DNA分子的雙螺旋,互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵,

分別作為復(fù)制的模板，游離的根據(jù)

原則，通過形成，結(jié)合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個(gè)DNA分

子中，都保留了原來的DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式稱o

有人持不同的觀點(diǎn)，提出了全保留復(fù)制的假說：

全保留復(fù)制：是指DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是—

新合成的。

【連接】：半保留復(fù)制還是全保留復(fù)制呢？需要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

【二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)】

1.實(shí)驗(yàn)者：美國生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾

2.實(shí)驗(yàn)材料：大腸桿菌（繁殖快，20min一代）

3.實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記技術(shù)

4.背景知識(shí)：①15N和14N是氮元素的兩種穩(wěn)定同位素，這兩種同位素的相

對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大；

②利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同氮元素的DNA；

2

大曬SS含牛兒a

證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)醴養(yǎng)樹生弋

如果DNA復(fù)制

是半保禺復(fù)制

重帶

UNH4CI的

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：DNA的復(fù)培翔中

中帶

細(xì)碘分裂1次

1/2輕帶

1/2中帶

實(shí)驗(yàn)

【三、DNA復(fù)制的過程】

1.概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA-DNA。

2、場(chǎng)所：真核生物主要在細(xì)胞核（線粒體、葉綠體）

原核生物主要在擬核

3、時(shí)間：細(xì)胞分裂前的間期（有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期）

4.復(fù)制的過程

①解旋——在能量驅(qū)動(dòng)下，解旋酶將DNA雙螺旋解開

②合成子鏈——DNA聚合酶以解開的每一條母鏈為模板，以游離的4種脫

氧核甘酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈

③復(fù)旋——隨著解旋進(jìn)行，子鏈不斷延伸，每條新子鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤

繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)

5、DNA復(fù)制的條件

①模板：親代DNA的兩條鏈

②原料：4種游離的脫氧核甘酸

③能量：ATP

④酶：解旋酶、DNA聚合酶等

6、DNA復(fù)制的特點(diǎn)：

3

邊解旋邊復(fù)制（從過程上看）

半保留復(fù)制（從結(jié)果上看）

7、DNA復(fù)制的結(jié)果

形成兩個(gè)完全相同的DNA分子

【限時(shí)訓(xùn)練】DNA分子復(fù)制的計(jì)算

1.親代DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后

①子代DNA分子數(shù)：2n個(gè)

②含親代母鏈的DNA分子數(shù)：2個(gè)

③不含親代母鏈的DNA分子數(shù)：2n-2個(gè)

④母鏈和子鏈的條數(shù)分別是：2條；2n+1-2條

2.消耗的脫氧核甘酸數(shù)

若一親代DNA分子含有某種脫氧核甘酸m個(gè)，則經(jīng)過n次復(fù)制后共需要

消耗該脫氧核甘酸個(gè)數(shù)為：m（2n-l）

第n次復(fù)制需要消耗該脫氧核甘酸個(gè)數(shù)為：m2「

8、DNA復(fù)制的意義

DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連

續(xù)性。

9、DNA能準(zhǔn)確復(fù)制的原因

①DNA獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板。

②堿基通過互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。

【課堂小結(jié)】

4

課堂小結(jié)(-):DNA復(fù)制方式的探究歷程

1、DNA的是如何復(fù)制的？發(fā)現(xiàn)問國\

_____________________________「半保留復(fù)制

2、推測(cè)可能的復(fù)制方式播出線說假

L全保留復(fù)制說

3、推理、探究兒種復(fù)制模式下得到子代

演繹推理［

DNA的可能情況，預(yù)測(cè)可能實(shí)驗(yàn)結(jié)果演

繹

4、證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)雌甑法

將出結(jié)論,

5、結(jié)論：DNA復(fù)制是半保留復(fù)制

課堂小結(jié)(二)DNA的復(fù)制過程

★時(shí)間：有絲分裂分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期

「解旋，模板：親代DNA提供

條件:.原料：游離的脫氧核甘酸

★過程：《合成能量：ATP

子鏈