233DNA的復(fù)制

1、第3章 基因的本質(zhì)第3節(jié) DNA的復(fù)制一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)方面：概述DNA分子的復(fù)制。2.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)方面：探討DNA復(fù)制的生物學(xué)意義。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的條件、過(guò)程和特點(diǎn)。2.教學(xué)難點(diǎn)：DNA分子復(fù)制的過(guò)程。三、教學(xué)方法：討論法、演示法、講授法四、教學(xué)課時(shí)：1五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖問(wèn)題探討提示兩個(gè)會(huì)徽所用的原料應(yīng)該選自一塊石材；應(yīng)先制造模型，并按模型制作會(huì)徽；應(yīng)使用電子控制的刻床；刻床應(yīng)由一名技術(shù)熟練的師傅操作，或完全數(shù)控等。（以上可由學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)推測(cè)回答，事實(shí)是原料確實(shí)選自一塊石材，但由于時(shí)間緊迫，兩個(gè)會(huì)徽是由兩名技術(shù)最好的

2、師傅手工雕刻的）。驗(yàn)證的最簡(jiǎn)單的方法是：將兩個(gè)印章的圖形蓋在白紙上進(jìn)行比較（學(xué)生也可能提出更科學(xué)、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(fù)制能力，那它是怎樣進(jìn)行復(fù)制的呢？思考討論引起思考引入新課一、對(duì)DNA分子復(fù)制的推測(cè)引導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)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(gòu)模型后，又發(fā)表了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說(shuō)。進(jìn)而總結(jié)出“半保留復(fù)制”的概念。講述在復(fù)制過(guò)程中，原來(lái)雙螺旋的兩條鏈并沒(méi)有被破壞，它們分成單獨(dú)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(gè)雙螺旋分子中，一條鏈?zhǔn)桥f的而另外一條鏈?zhǔn)切碌模虼诉@種復(fù)制方式被稱(chēng)為

3、半保留復(fù)制。閱讀思考學(xué)新知識(shí)二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)講述我們知道，當(dāng)假說(shuō)通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)并被證明是正確的后，才能上升為科學(xué)理論。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，放射性同位素示蹤技術(shù)被應(yīng)用到DNA分子復(fù)制的研究中。下面我們來(lái)探討一下DNA分子半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。講述大家閱讀課文P53，結(jié)合圖3-12，利用物理、化學(xué)知識(shí)體會(huì)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法、原理、步驟、結(jié)果、結(jié)論及它的巧妙之處。強(qiáng)調(diào)：該實(shí)驗(yàn)證明了DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的。看圖思考培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)重視實(shí)的態(tài)度旁蘭思考題1提示本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)半保留復(fù)制原理和DNA密度的變化來(lái)設(shè)計(jì)的。在本實(shí)驗(yàn)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(shí)遷移三、DNA復(fù)制的過(guò)程1.概念：指以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程。DNA的復(fù)制實(shí)質(zhì)上是遺傳信息的復(fù)制。2.時(shí)間：細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂的間期3.場(chǎng)所：細(xì)胞核（主要）、線(xiàn)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(guò)程：解旋提供準(zhǔn)確模板：在A(yíng)TP供能、解旋酶的作用下，DNA分子兩條多脫氧核苷酸鏈配對(duì)的堿基從氫鍵處斷裂，兩條螺旋的雙鏈解開(kāi)，這個(gè)過(guò)程叫做解旋。解開(kāi)的兩條單鏈叫母鏈（模板鏈）。合成互補(bǔ)子鏈：以上述解開(kāi)的每一段母鏈為模板，以周?chē)h(huán)境中游離的4種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，在有關(guān)酶的

5、作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。子、母鏈結(jié)合盤(pán)繞形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，隨著解旋過(guò)程的進(jìn)行，新合成的子鏈不斷地延伸，同時(shí)每條子鏈與其對(duì)應(yīng)的母鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而各自形成一個(gè)新的DNA分子，這樣，1DNA分子2個(gè)完全相同的DNA分子。6.特點(diǎn)：DNA分子是邊解旋邊復(fù)制的；是一種半保留式復(fù)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(zhǔn)確”復(fù)制的原因：DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供模板；堿基具有互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤。8.結(jié)果：一個(gè)DNA分子形成兩個(gè)完全相同的DNA分子9. 意義：DNA通過(guò)復(fù)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(duì)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(xué)生思考下列問(wèn)題：什么叫解旋？解旋的目的是什么？什么叫“子鏈”？復(fù)制一次能形成幾條子鏈？簡(jiǎn)述“子鏈”形成的過(guò)程。DNA復(fù)制后兩個(gè)子代DNA分子和親代DNA分子是否完全相同？為什么？通過(guò)設(shè)問(wèn)，學(xué)生回答，進(jìn)一步讓學(xué)生理解和鞏固DNA復(fù)制的全過(guò)程。DNA分子連續(xù)復(fù)制演繹的計(jì)算規(guī)律已知某一DNA分子用15N標(biāo)記（0代）將含有該標(biāo)記DNA分子的細(xì)胞（或細(xì)菌）轉(zhuǎn)移到只含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)（進(jìn)行DNA復(fù)制）若干代后，其DNA分子數(shù)、脫氧核苷酸鏈數(shù)及相關(guān)比例如下表：世代DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(xué)生填表培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)能力小結(jié)1通過(guò)學(xué)習(xí)必須掌握DNA的復(fù)制過(guò)程、復(fù)制的必需條件及DNA復(fù)制在生物學(xué)上的重要意義。為學(xué)習(xí)生物的遺傳和生物的變異奠定基礎(chǔ)。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(chǎng)留下的毛發(fā)、血等進(jìn)行分析作為破案的證據(jù)，與DNA有關(guān)。作業(yè)練習(xí)一二【典

8、型例題】例1.如果將大腸桿菌的 DNA分子用 標(biāo)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(chǔ)存的遺傳信息與親代大腸桿菌DNA儲(chǔ)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(shí)，含 標(biāo)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(shí)，可用下圖表示雙鏈DNA分子復(fù)制過(guò)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(bǔ)配對(duì)原則復(fù)制而成的。第二代大腸桿菌的DNA分子總量中，含 標(biāo)記的為 （即 ）；第三代應(yīng)為 （即 ）?！敬鸢浮?#160; 以親代DNA為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原

9、則復(fù)制而成；25；因 DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制。例2.將大腸桿菌置于含 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間，然后把 DNA被 完全標(biāo)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(gè)新個(gè)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(gè)DNA分子”以及對(duì)“DNA分子具有雙鏈結(jié)構(gòu)”和“DNA半保留復(fù)制”的理解。 標(biāo)記的DNA有兩條含 的鏈，當(dāng)利用含 的氮源來(lái)繁殖合成新DNA時(shí)，根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)，新形成的 2個(gè) DNA分子上應(yīng)各有一條含 的鏈和一條含 的鏈，沒(méi)有了 的來(lái)源，不論以后復(fù)制多少次，含 的鏈永遠(yuǎn)只是兩條，而增加的新鏈都是含 的鏈。而題中形成了4個(gè)新個(gè)體，則只有4個(gè)DNA分子8條單鏈，只有兩條