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1、第3章 基因的本质第3节 DNA的复制一、教学目标1.知识方面：概述DNA分子的复制。2.情感态度与价值观方面：探讨DNA复制的生物学意义。二、教学重点和难点1.教学重点：DNA分子复制的条件、过程和特点。2.教学难点：DNA分子复制的过程。三、教学方法：讨论法、演示法、讲授法四、教学课时：1五、教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图问题探讨提示两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造模型，并按模型制作会徽；应使用电子控制的刻床；刻床应由一名技术熟练的师傅操作，或完全数控等。（以上可由学生根据自己的经验推测回答，事实是原料确实选自一块石材，但由于时间紧迫，两个会徽是由两名技术最好的
2、师傅手工雕刻的）。验证的最简单的方法是：将两个印章的图形盖在白纸上进行比较（学生也可能提出更科学、更现代化的方法）。阅读思考讨论回答引入新课讲述DNA既能作为遗传物质，就必须具有精确的自我复制能力，那它是怎样进行复制的呢？思考讨论引起思考引入新课一、对DNA分子复制的推测引导引导学生阅读课文P52，沃森和克里克提出的著名的DNA双螺旋结构模型后，又发表了遗传物质自我复制的假说。进而总结出“半保留复制”的概念。讲述在复制过程中，原来双螺旋的两条链并没有被破坏，它们分成单独的链，每一条旧链作为模板再合成一条新链，这样在新合成的两个双螺旋分子中，一条链是旧的而另外一条链是新的，因此这种复制方式被称为
3、半保留复制。阅读思考学新知识二、DNA半保留复制的实验证据讲述我们知道，当假说通过实践检验并被证明是正确的后，才能上升为科学理论。随着科学技术的发展，放射性同位素示踪技术被应用到DNA分子复制的研究中。下面我们来探讨一下DNA分子半保留复制的实验证据。讲述大家阅读课文P53，结合图3-12，利用物理、化学知识体会科学家实验设计的方法、原理、步骤、结果、结论及它的巧妙之处。强调：该实验证明了DNA的复制是以半保留的方式进行的。看图思考培养严谨重视实的态度旁兰思考题1提示本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。思考
4、回答拓展思维知识迁移三、DNA复制的过程1.概念：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。2.时间：细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期3.场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体4.条件：模板：两条母链原料：四种脱氧核苷酸、能量（ATP）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等5.过程：解旋提供准确模板：在ATP供能、解旋酶的作用下，DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。解开的两条单链叫母链（模板链）。合成互补子链：以上述解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的
5、作用下，各自合成与母链互补的一段子链。子、母链结合盘绕形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各自形成一个新的DNA分子，这样，1DNA分子2个完全相同的DNA分子。6.特点：DNA分子是边解旋边复制的；是一种半保留式复制。（即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条（子链）则是新合成的。）7.“准确”复制的原因：DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。8.结果：一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子9. 意义：DNA通过复制，使遗传信息从亲代传
6、给了子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。学生思考下列问题：什么叫解旋？解旋的目的是什么？什么叫“子链”？复制一次能形成几条子链？简述“子链”形成的过程。DNA复制后两个子代DNA分子和亲代DNA分子是否完全相同？为什么？通过设问，学生回答，进一步让学生理解和巩固DNA复制的全过程。DNA分子连续复制演绎的计算规律已知某一DNA分子用15N标记（0代）将含有该标记DNA分子的细胞（或细菌）转移到只含14N的培养基中培养（进行DNA复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如下表：世代DNA分子的结构特点脱氧核苷酸链的数量变换规律分子总数不同DN
7、A分子占全部DNA分子之比单链总数不同脱氧核苷酸链占全部链之比只含15N分子含14N15N杂种分子只含14N分子含15N的链含14N的链0112112141/21/2241/21/281/43/4381/43/4161/87/8n2n2/2n12/2n2n11/2n11/2n学生填表培养学生的总结能力小结1通过学习必须掌握DNA的复制过程、复制的必需条件及DNA复制在生物学上的重要意义。为学习生物的遗传和生物的变异奠定基础。2目前DNA分子广泛用于刑事案件侦破等方面（l）DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。（2）把案犯在现场留下的毛发、血等进行分析作为破案的证据，与DNA有关。作业练习一二【典
8、型例题】例1.如果将大肠杆菌的 DNA分子用 标记，然后将大肠杆菌移入 培养基上连续培养。从分析得知，第一代大肠杆菌DNA储存的遗传信息与亲代大肠杆菌DNA储存的遗传信息完全相同，其原因是_。若连续培养三代，此时，含 标记的DNA分子约占大肠杆菌DNA分子总量的多少？其原因是多少？【解析】 解题时，可用下图表示双链DNA分子复制过程：从图解可知，第二代大肠杆菌的DNA分子是以亲代的DNA分子中两条母链分别为模板，根据碱基互补配对原则复制而成的。第二代大肠杆菌的DNA分子总量中，含 标记的为 （即 ）；第三代应为 （即 ）。【答案】 以亲代DNA为模板，根据碱基互补配对原
9、则复制而成；25；因 DNA分子的复制方式为半保留复制。例2.将大肠杆菌置于含 的培养基中培养一段时间，然后把 DNA被 完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含 的普通培养基培养，使其繁殖两代形成 4个新个体，则它们的 DNA中含 的链与 的链的比是（ ）A3：1 B2：1 C1：1 D7：l【解析】本题考查“大肠杆菌只有一个DNA分子”以及对“DNA分子具有双链结构”和“DNA半保留复制”的理解。 标记的DNA有两条含 的链，当利用含 的氮源来繁殖合成新DNA时，根据半保留复制的特点，新形成的 2个 DNA分子上应各有一条含 的链和一条含 的链，没有了 的来源，不论以后复制多少次，含 的链永远只是两条，而增加的新链都是含 的链。而题中形成了4个新个体，则只有4个DNA分子8条单链，只有两条含 ，其余六条含 ， 链： 链=6：2=3：1。【答案】A。【评点】DNA复制，是将两条链之间的氢链打开，形成两条单链，然后以单链为模板，按照碱基互补配对原则，再各形成一条新链。在什么培养基上复制，新链即含什么培养基上的物质，再次复制仍如此，但是原DNA（亲代DNA）中的两条链上的物质永远不变。