人教版高中生物必修一《分子與細胞》DNA的復制 教案 教學設計

3.3DNA的復制教學設計

一、教材分析和設計思路

《DNA的復制》是人教版高中生物學教材《遺傳與進化》中第3章第3節(jié)

內容。本節(jié)是“DNA分子的結構”內容的延續(xù)和拓展，也是對孟德爾遺傳定律和

減數(shù)分裂中相關知識的深化和延伸，同時為學習中心法則、基因突變、基因工程

等知識奠定基礎。本節(jié)課包括對DNA分子復制的推測、DNA半保留復制的實驗

證據和DNA分子復制的過程。

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

復制和全保留復制。組織學生通過假說演繹法分析探索DNA分子復制方式的實

驗的整體思路和實驗方法，并探究分析實驗的預期結果，然后教師播放視頻展示

實驗過程及結果，由學生觀察比較實驗結果與預期結果的是否一致，進而得出結

論。組織學生分組合作通過模型建構模擬DNA的復制過程，并歸納總結DNA

復制的時間、場所、條件、特點和在遺傳學中的意義等內容。

二、教學目標

1.運用假說-演繹法探究DNA的復制方式，概述DNA通過半保留方式進行復制。

2.概述DNA復制的條件、過程和特點。

3.通過對DNA半保留方復制方式的學習，理解DNA的準確復制是遺傳信息穩(wěn)定

傳遞的基礎。

三、、教學重難點

1.教學重點

（1）運用假說-演繹法探究DNA的復制方式。

（2）DNA復制的條件、過程和特點。

2.教學難點

（1）運用假說-演繹法探究DNA的復制方式。

（2）DNA復制的過程分析和相關計算。

1

四、教學過程

【導入】：通過對新冠疫情問題的關注的相關視頻，引入課堂。并結合假說演繹

法，對DNA復制進行問題探討：沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結構的那篇

著名短文的結尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，

暗示著遺傳物質進行復制的一種可能的機制?！?/p>

1.堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？

2.這句話中為什么要用“可能”二字？這反映科學研究具有什么特點？

【一、對DNA復制的推測】

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

生閱讀課本后填空）

DNA分子復制時，DNA分子的雙螺旋,互補的堿基之間的氫鍵,

分別作為復制的模板，游離的根據

原則，通過形成，結合到作為模板的單鏈上。由于新合成的每個DNA分

子中，都保留了原來的DNA分子中的一條鏈，因此，這種復制方式稱o

有人持不同的觀點，提出了全保留復制的假說：

全保留復制：是指DNA復制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是—

新合成的。

【連接】：半保留復制還是全保留復制呢？需要通過實驗驗證。

【二、DNA半保留復制的實驗證據】

1.實驗者：美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾

2.實驗材料：大腸桿菌（繁殖快，20min一代）

3.實驗方法：同位素標記技術

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

對原子質量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大；

②利用離心技術可以在試管中區(qū)分含有不同氮元素的DNA；

2

大曬SS含牛兒a

證明DNA半保留復制的實驗醴養(yǎng)樹生弋

如果DNA復制

是半保禺復制

重帶

UNH4CI的

實驗結果表明：DNA的復培翔中

中帶

細碘分裂1次

1/2輕帶

1/2中帶

實驗

【三、DNA復制的過程】

1.概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA-DNA。

2、場所：真核生物主要在細胞核（線粒體、葉綠體）

原核生物主要在擬核

3、時間：細胞分裂前的間期（有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂前的間期）

4.復制的過程

①解旋——在能量驅動下，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，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一條子鏈

③復旋——隨著解旋進行，子鏈不斷延伸，每條新子鏈與其對應的模板鏈盤

繞成雙螺旋結構

5、DNA復制的條件

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復制的特點：

3

邊解旋邊復制（從過程上看）

半保留復制（從結果上看）

7、DNA復制的結果

形成兩個完全相同的DNA分子

【限時訓練】DNA分子復制的計算

1.親代DNA分子經n次復制后

①子代DNA分子數(shù)：2n個

②含親代母鏈的DNA分子數(shù)：2個

③不含親代母鏈的DNA分子數(shù)：2n-2個

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，則經過n次復制后共需要

消耗該脫氧核甘酸個數(shù)為：m（2n-l）

第n次復制需要消耗該脫氧核甘酸個數(shù)為：m2「

8、DNA復制的意義

DNA通過復制，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能準確復制的原因

①DNA獨特的雙螺旋結構，能為復制提供精確的模板。

②堿基通過互補配對，保證了復制能夠準確地進行。

【課堂小結】

4

課堂小結(-):DNA復制方式的探究歷程

1、DNA的是如何復制的？發(fā)現(xiàn)問國\

_____________________________「半保留復制

2、推測可能的復制方式播出線說假

L全保留復制說

3、推理、探究兒種復制模式下得到子代

演繹推理［

DNA的可能情況，預測可能實驗結果演

繹

4、證明DNA半保留復制的實驗雌甑法

將出結論,

5、結論：DNA復制是半保留復制

課堂小結(二)DNA的復制過程

★時間：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