生物教案：第三章第節(jié)DNA的復(fù)制

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3節(jié)DNA的復(fù)制教學(xué)設(shè)計（一)作者:周正彪，江蘇省泰興市第一高級中學(xué)教師，本文系江蘇省教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計大賽獲獎作品?？傮w設(shè)計指導(dǎo)思想本節(jié)課突出對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，精心設(shè)計課堂教學(xué)，將科學(xué)研究的過程（發(fā)現(xiàn)問題-提出假設(shè)—推導(dǎo)結(jié)論—實驗驗證-得出結(jié)論)作為本節(jié)課的教學(xué)主線，以求向?qū)W生介紹科學(xué)研究的一般過程和方法，并讓學(xué)生親身參與探究過程，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)工作的能力和方法。教材分析1．教材中的地位本節(jié)課內(nèi)容是人教版高級中學(xué)課本生物必修2第3章第3節(jié)。DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論。這一課時，在聯(lián)系DNA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。學(xué)好這一課時，有利于學(xué)生對有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識的理解和鞏固,對于學(xué)生深刻認(rèn)識遺傳的本質(zhì)是非常重要的?！癉NA的復(fù)制"又是后面變異部分的基礎(chǔ),學(xué)好這一課時，有利于學(xué)生對基因突變、基因重組、生物進(jìn)化等內(nèi)容的理解和掌握.2．重點難點DNA的復(fù)制方式的發(fā)現(xiàn)雖然是選學(xué)內(nèi)容，但是對學(xué)生學(xué)會科學(xué)地探究,科學(xué)地思考有很大的幫助，有助于學(xué)生分析問題、解決問題能力的提高，所以把它作為探究的重點之一,但在知識層面上不作為重點。DNA復(fù)制過程完成了遺傳信息的傳遞功能；對DNA復(fù)制過程的研究，蘊(yùn)含著科學(xué)研究的過程和方法教育；DNA復(fù)制的過程具有微觀、動態(tài)、連續(xù)、抽象的特點。因此,對DNA復(fù)制的過程的探討既是本課時的教學(xué)重點，也是難點。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)具有了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、有絲分裂、減數(shù)分裂的基本知識，在此基礎(chǔ)上，本課時將要從分子水平來探討生命的本質(zhì)，屬于肉眼看不到的抽象知識。高中學(xué)生的認(rèn)知體系基本形成,認(rèn)知結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展，認(rèn)知能力不斷完善。他們能夠掌握基本的思維方法,特別是抽象邏輯思維、辯證思維、創(chuàng)造思維有了較大的發(fā)展。觀察力、記憶力、想象力有了明顯的提高，認(rèn)知活動的自覺性，認(rèn)知系統(tǒng)的自我評價和自我控制能力也有了相應(yīng)的發(fā)展.由于本課時內(nèi)容具有較高的抽象性，學(xué)生會感到困難，因此在教學(xué)中,我除了引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外,還通過啟發(fā)式教學(xué),設(shè)置大量的問題情境，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)一步培養(yǎng)他們的分析、歸納、概括能力。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1．記住DNA復(fù)制的概念。2．簡述DNA復(fù)制的過程，并分析、歸納出DNA復(fù)制過程的特點。3．知道DNA復(fù)制在遺傳上的意義.能力目標(biāo)1．通過介紹Meselson、stehl的試驗，引導(dǎo)學(xué)生分析、比較、推理、歸納，培養(yǎng)科學(xué)的思維.2．通過引導(dǎo)學(xué)生觀察拉鏈和DNA復(fù)制的比較，鼓勵學(xué)生大膽想象、猜測，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力。情感目標(biāo)通過分組探究活動,培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識和科學(xué)態(tài)度。教法、學(xué)法設(shè)計(一）教法設(shè)計結(jié)合教材的特點和學(xué)生實際，本課時主要采用啟發(fā)式教學(xué)法，比如:在學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的方式時，啟發(fā)學(xué)生去思考復(fù)制的方式可能有哪些，復(fù)制的結(jié)果是什么？通過什么方式去證明你的假設(shè)？再比如:在學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的條件時，可以啟發(fā)學(xué)生去思考科學(xué)家是怎么知道需要這些條件的.除了課本上介紹的條件外，還可能需要什么條件？科學(xué)家是怎么知道的？從而引導(dǎo)學(xué)生去探索和發(fā)現(xiàn),使學(xué)生在教學(xué)活動中初步學(xué)會科學(xué)研究的一般方法，即發(fā)現(xiàn)問題—提出假說—試驗驗證—得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生合作、探索的精神，發(fā)展學(xué)生的思維能力，為學(xué)生鋪設(shè)符合知識規(guī)律的思維軌道,強(qiáng)化素質(zhì)教育.對于DNA復(fù)制的過程，學(xué)生是沒有辦法去探究的，但這一部分又比較抽象,可采用化抽象為具體的辦法,采用拉鏈作為模型,讓學(xué)生對比拉鏈的拉上、拉開和課本上介紹的DNA復(fù)制過程的異同點，從而加深學(xué)生對知識的理解和掌握.(二)學(xué)法設(shè)計本課時通過設(shè)疑導(dǎo)學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生自主探索DNA復(fù)制的方式和復(fù)制的條件，發(fā)現(xiàn)知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、相互協(xié)作、自主學(xué)習(xí)的能力;通過點撥導(dǎo)議，啟發(fā)學(xué)生思考、分析科學(xué)家的試驗，概括、總結(jié)出正確結(jié)論，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、概括、總結(jié)的基本學(xué)習(xí)方法;通過展示小組提出的假設(shè),培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生學(xué)會在學(xué)習(xí)中進(jìn)行交流的基本方法，充分體現(xiàn)學(xué)生的“主體"地位。媒體選擇1．多媒體課件用PowerPoint制作演示文稿(內(nèi)有DNA復(fù)制過程的動畫）。2．實物展臺展示學(xué)生推導(dǎo)的DNA半保留和全保留復(fù)制的結(jié)果及相應(yīng)的實驗結(jié)果示意圖。3．拉鏈四個教學(xué)程序設(shè)計（1)流程圖（2）教學(xué)過程程序教學(xué)活動設(shè)計意圖教師活動學(xué)生活動復(fù)習(xí)舊知引入新課(3分鐘）展示課件并提問:1。DNA化學(xué)組成的基本單位是什么？2。DNA分子的空間結(jié)構(gòu)是什么樣的？總結(jié)學(xué)生的回答之后,引出DNA復(fù)制的課題。思考回答：1.DNA化學(xué)組成的基本單位是脫氧核苷酸，每個脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮的堿基組成.2.兩條鏈盤旋成的雙螺旋結(jié)構(gòu).學(xué)生已有的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的知識是學(xué)習(xí)DNA復(fù)制的基礎(chǔ)，由此引出新課題。引導(dǎo)回憶發(fā)現(xiàn)問題(3～5分鐘）有關(guān)DNA復(fù)制,我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過哪些知識？你們覺得還有哪些疑問？(以此設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生回憶已有知識，發(fā)現(xiàn)新的問題.)思考回答1.DNA復(fù)制發(fā)生在有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂前的間期.2.由于DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，因此DNA復(fù)制的場所主要是細(xì)胞核.發(fā)現(xiàn)問題:關(guān)于DNA怎樣復(fù)制，需要哪些條件，復(fù)制的結(jié)果怎樣，有什么特點,等等是還沒有解決的問題.發(fā)現(xiàn)問題是科學(xué)研究的第一步。問題使學(xué)生產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知解疑心理，教師此時抓住這一有利時機(jī)，提出緊扣主題的具有挑戰(zhàn)性、探索性的問題，使學(xué)生主動去探索.DNA復(fù)制方式探討(約10分鐘）分組討論模擬探索沃森和克里克在發(fā)表DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道：“在提出堿基特異性配對的看法后，我們立即又提出了遺傳進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理。”你能從DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，設(shè)想出DNA復(fù)制的方式可能有哪幾種嗎?假如用15N標(biāo)記母鏈,用14N標(biāo)記子鏈，請同學(xué)們根據(jù)假設(shè)分組討論復(fù)制一代和兩代的結(jié)果是什么？用圖形表示結(jié)果。教師投影展示部分小組的討論情況。學(xué)生分組分析討論，提出DNA復(fù)制的兩種假設(shè)：全保留復(fù)制和半保留復(fù)制。學(xué)生根據(jù)假設(shè)討論演繹并畫圖表示兩種復(fù)制的結(jié)果。小組間相互補(bǔ)充作出評價。培養(yǎng)學(xué)生的參與意識和培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神。并進(jìn)一步復(fù)習(xí)假說—演繹法。1958年Meselson和Stehl用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，經(jīng)過多次細(xì)胞分裂,細(xì)菌細(xì)胞的DNA充分地被15N標(biāo)記上。然后把這些細(xì)胞移入正常的含同位素14N的培養(yǎng)基中,然后，在不同時間(復(fù)制不同代數(shù)后)收集細(xì)菌樣本，從中提取DNA，再將提出的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。密度大的DNA在試管的上方還是下方，密度小的呢？中等的呢？請同學(xué)們思考用密度梯度離心之后試管中的DNA條帶所在的位置，并畫出示意圖.巡視學(xué)生的活動,記錄學(xué)生出現(xiàn)的問題。教師投影展示部分小組的討論情況。教師展示科學(xué)家的實際實驗結(jié)果，并總結(jié)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程.在老師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們根據(jù)剛才演繹的結(jié)果，推導(dǎo)出可能的實驗現(xiàn)象:如果是全保留復(fù)制,則離心后DNA條帶應(yīng)該只有兩條；如果是半保留復(fù)制，則離心后DNA條帶應(yīng)該有三條，并畫出條帶的位置。本模擬探索實驗的設(shè)計和運(yùn)用，旨在激發(fā)學(xué)生探索和協(xié)作的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和思維能力。DNA復(fù)制的條件和過程探討(約20分鐘)請同學(xué)們思考DNA復(fù)制至少需要什么條件?科學(xué)家是怎么知道這些條件的呢？學(xué)生討論后回答：模板：兩條鏈分別作為模板.原料：四種脫氧核苷酸。能量:由ATP提供。酶：解旋酶、聚合酶等?？茖W(xué)家通過推導(dǎo)和實驗知道的。學(xué)生可能說不全，老師引導(dǎo)學(xué)生補(bǔ)充完整。介紹實驗請同學(xué)們想一想，下面這個事實說明了什么？1958年美國生化學(xué)家Kornberg在試管中用脫氧核苷酸合成DNA.他將大腸桿菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四種豐富的脫氧核苷酸和適量的Mg2＋的人工體系中，并沒有發(fā)生DNA的合成,當(dāng)加入少量的RNA作引子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后,測定其中DNA的含量.發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加了.讓學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果得出結(jié)論：復(fù)制除需要四個基本條件外,還需要其他條件，如RNA引物等.旨在提醒學(xué)生應(yīng)該始終保持懷疑和探究的心態(tài)。模擬探討請同學(xué)們自學(xué)課本上有關(guān)DNA復(fù)制過程的內(nèi)容，總結(jié)DNA復(fù)制大體上分為幾個步驟。教師通過拉鏈來模擬DNA復(fù)制過程.提出問題:拉鏈中的各個部件各代表復(fù)制過程中的什么？復(fù)制代數(shù)和DNA數(shù)目之間，及與含母鏈的DNA數(shù)目之間有什么關(guān)系?DNA復(fù)制過程是否就是完全像拉鏈的開合？學(xué)生自學(xué)并總結(jié)，如不完整可由其他同學(xué)補(bǔ)充。解鏈-合成子鏈—螺旋學(xué)生分組討論拉鏈中的各個部件各代表復(fù)制過程中的什么，由學(xué)生代表發(fā)言。培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想理解的意識，在學(xué)習(xí)過程中化抽象為具體，提高學(xué)習(xí)效率。培養(yǎng)學(xué)生分析比較的意識,進(jìn)一步加深對DNA復(fù)制的理解.觀看動畫組織學(xué)生觀看DNA復(fù)制的動畫課件。學(xué)生隨著動畫的演示，一起念出過程：解鏈—合成子鏈—螺旋反復(fù)播放DNA復(fù)制的動畫，使學(xué)生完成由感性到理性的知識過渡。DNA復(fù)制的意義DNA復(fù)制有什么意義？傳遞遺傳信息—課堂小結(jié)利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的知識要點鞏固基礎(chǔ)知識課堂測評基礎(chǔ)知識測評學(xué)生練習(xí)檢驗知識目標(biāo)達(dá)標(biāo)情況eq\o(\s\up7（)，\s\do5(板書設(shè)計)）第3節(jié)DNA的復(fù)制一、復(fù)制的方式：半保留復(fù)制二、復(fù)制的條件：模板、酶、原料、能量等三、復(fù)制的過程解旋—合成子鏈—螺旋四、復(fù)制的意義：傳遞遺傳信息教學(xué)設(shè)計（二）eq\o（\s\up7（),\s\do5(整體設(shè)計））教材分析本節(jié)包括對DNA分子復(fù)制的推測,DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)(選學(xué))和DNA分子復(fù)制的過程三部分內(nèi)容。以北京奧運(yùn)會會徽“中國印·舞動的北京”為題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入對復(fù)制問題的討論.對學(xué)生十分熟悉的北京奧運(yùn)會會徽畫面進(jìn)行的討論，不僅可以引起學(xué)生的興趣，還可以讓抽象的內(nèi)容形象化，發(fā)展學(xué)生的想象力。在講述DNA分子復(fù)制的過程之前講述DNA分子復(fù)制的推測，不僅可以使學(xué)生了解沃森和克里克在制作DNA模型時,就已經(jīng)推測出了DNA分子的自我復(fù)制的機(jī)制這一事實，更重要的是使學(xué)生理解結(jié)構(gòu)與功能的內(nèi)在聯(lián)系，即DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，決定了DNA分子半保留復(fù)制的方式.在此基礎(chǔ)上講述DNA分子復(fù)制的過程，學(xué)生比較容易理解和接受。這樣安排內(nèi)容，實際上再次體現(xiàn)了假說—演繹法的應(yīng)用.講述DNA分子復(fù)制的推測后，講述DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)，主要出于以下考慮：一是使學(xué)生理解對DNA分子半保留復(fù)制機(jī)制的揭示必須來源于實證;二是使學(xué)生了解DNA分子半保留復(fù)制實驗的設(shè)計思路和方法。三維目標(biāo)1．通過探究實驗,檢驗沃森和克里克對DNA分子復(fù)制的推測。2．運(yùn)用多媒體課件，使DNA復(fù)制過程形象直觀。3．培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，在自學(xué)中去領(lǐng)悟知識，去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。4．培養(yǎng)觀察能力、分析和理解能力及創(chuàng)造性思維的能力,通過探索求知、分析圖解、討論交流激發(fā)學(xué)生獨立思考、主動獲取新知識的能力.5．通過DNA復(fù)制的學(xué)習(xí)，探索生物界豐富多彩的奧秘,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、愛科學(xué)的求知欲.內(nèi)容提要教學(xué)重點和難點1．DNA的復(fù)制過程。2．DNA復(fù)制的特點。課時安排1課時。課前準(zhǔn)備1．北京奧運(yùn)會會徽“中國印·舞動的北京”圖片。2．梅賽爾和斯特爾實驗過程圖片.3．DNA分子復(fù)制過程的圖片和動畫。eq\o(\s\up7（）,\s\do5(教學(xué)過程）)導(dǎo)入新課1．節(jié)題圖導(dǎo)入思考:要將這枚會徽復(fù)制成兩個完全一樣的印章，一個送交國際奧委會，一個留在中國。如何才能做得一模一樣？做成后怎樣驗證相似程度？學(xué)生討論回答.點撥：兩個會徽所用的原料應(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。驗證的最簡單的方法是：將兩個印章的圖形蓋在白紙上進(jìn)行比較。過渡：沃森和克里克提出的雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA是如何復(fù)制的呢？2．情境導(dǎo)入(展示“案件偵破中的PCR技術(shù)”資料）某公司附近發(fā)生一起殺人分尸案，經(jīng)現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)了兩塊非常小的尸塊，此外并未留下任何痕跡。這兩塊尸塊到底是不是同一人的，被害人是男性還是女性？技術(shù)人員提取了尸塊的血及肌肉組織,并送到刑偵支隊利用PCR技術(shù)獲得大量DNA序列，進(jìn)行DNA性別鑒定后認(rèn)定這兩塊尸塊屬于同一體，均是女性尸塊。這一鑒定為兇案的告破開啟了大門。8天后，兇犯楊某被抓獲歸案。從案例中可知PCR技術(shù)起到了非常關(guān)鍵的作用，PCR工作的原理是DNA復(fù)制，是一種體外人工復(fù)制，那么在生物體內(nèi)，DNA是怎樣進(jìn)行復(fù)制的呢？推進(jìn)新課DNA作為遺傳物質(zhì)必須要保持前后代的連續(xù)性，DNA通過自我復(fù)制保持前后代的連續(xù)性。從數(shù)目上分析，DNA復(fù)制的結(jié)果是一個DNA變成了兩個DNA。［合作探究］現(xiàn)在有四根電線(兩紅、兩藍(lán)），每根電線表示一條脫氧核苷酸鏈.請你模擬一下你想象中的DNA的復(fù)制過程。并且要保證復(fù)制后的兩個DNA與原來的DNA相同。學(xué)生小組討論回答.總結(jié)：大家討論后主要形成兩種假設(shè)：假設(shè)1:原來DNA由兩根紅色的電線構(gòu)成（滿足堿基互補(bǔ)配對)，當(dāng)DNA復(fù)制時，兩根紅色的電線解開雙螺旋，然后根據(jù)堿基互補(bǔ)配對的原則（A與T配對、C與G配對)，分別配對形成新的脫氧核苷酸互補(bǔ)鏈(新形成的鏈用藍(lán)色電線表示)，最后構(gòu)成兩個DNA，每個DNA中一條紅色鏈一條藍(lán)色鏈,即每個DNA中含有一條舊的鏈和一條新的鏈。因為在此過程中遵循堿基互補(bǔ)配對原則，這兩個DNA與原來的DNA應(yīng)該相同。假設(shè)2:原來DNA是由兩根紅色的電線構(gòu)成(滿足堿基互補(bǔ)配對)，當(dāng)DNA復(fù)制時，兩根紅色的電線解開雙螺旋，然后根據(jù)堿基互補(bǔ)配對的原則(A與T配對、C與G配對)，分別配對形成新的脫氧核苷酸互補(bǔ)鏈(新形成的鏈用藍(lán)色電線表示),然后兩條新形成的脫氧核苷酸鏈分別從配對狀態(tài)脫落，組成新的DNA（兩條藍(lán)色鏈），原來的兩條脫氧核苷酸鏈也重新配對，重新形成雙鏈DNA（兩條紅色鏈），最后構(gòu)成兩個DNA。因為在此過程中遵循堿基互補(bǔ)配對原則，這兩個DNA與原來的DNA應(yīng)該相同。過渡:沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)后,對DNA分子的復(fù)制進(jìn)行了大膽推測，提出了自己的假說。他們假說的內(nèi)容是什么？假說是跟假設(shè)1還是假設(shè)2一致的呢？學(xué)習(xí)目標(biāo)一：沃森和克里克對DNA分子復(fù)制的推測閱讀“對DNA分子復(fù)制的推測”，回答問題。思考：沃森和克里克假說的內(nèi)容是怎樣的？學(xué)生回答。點撥：DNA分子復(fù)制時，DNA分子的雙螺旋解開,互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸依據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模版的單鏈上.由于新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈,因此這種復(fù)制方式為半保留復(fù)制。過渡：DNA復(fù)制是微觀的，很難觀察。DNA分子復(fù)制的結(jié)果到底是哪種情況,我們難以確定。下面我們通過實驗來驗證。學(xué)習(xí)目標(biāo)二：DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)[合作探究]思考：用什么辦法來區(qū)分親代和子代的DNA分子呢？學(xué)生討論后回答。點撥：運(yùn)用同位素示蹤技術(shù).［知識拓展]同位素示蹤技術(shù)所利用的放射性核素(或穩(wěn)定性核素）及它們的化合物,與自然界存在的相應(yīng)普通元素及其化合物之間的化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)是相同的，只是具有不同的核物理性質(zhì)。因此，可以用同位素作為一種標(biāo)記,制成含有同位素的標(biāo)記化合物(如標(biāo)記食物、藥物和代謝物質(zhì)等）代替相應(yīng)的非標(biāo)記化合物。利用放射性同位素不斷地放出特征射線的核物理性質(zhì)，就可以用核探測器隨時追蹤它在體內(nèi)或體外的位置、數(shù)量及其轉(zhuǎn)變等，穩(wěn)定性同位素雖然不釋放射線，但可以利用它與普通相應(yīng)同位素的質(zhì)量之差，通過質(zhì)譜儀，氣相層析儀,核磁共振等質(zhì)量分析儀器來測定.[合作探究］給出實驗材料:含14N的DNA的大腸桿菌若干、含15N的DNA的大腸桿菌若干、含14N脫氧核苷酸的培養(yǎng)基若干、含15N脫氧核苷酸的培養(yǎng)基若干、提取DNA的各種試劑和器材、離心機(jī)、離心管.請同學(xué)分組設(shè)計實驗.學(xué)生討論后給出合理方案：實驗分為兩組，將含14N的DNA的大腸桿菌和含15N的DNA的大腸桿菌分別培養(yǎng)在含15N脫氧核苷酸的培養(yǎng)基和14N脫氧核苷酸的培養(yǎng)基上，分別培養(yǎng)一段時間.實驗結(jié)束，分別從培養(yǎng)基中提取DNA，用離心機(jī)進(jìn)行離心，觀察各個離心管中是否發(fā)生DNA分層現(xiàn)象。思考:1。是否還需設(shè)計對照組?2．預(yù)測的實驗結(jié)果是怎樣的？學(xué)生分組討論后回答。點撥：1。在剛才實驗的基礎(chǔ)上再增加一個對照組。對照組又分為兩小組：將含14N的DNA的大腸桿菌和含15N的DNA的大腸桿菌分別培養(yǎng)在含14N脫氧核苷酸的培養(yǎng)基和含15N脫氧核苷酸的培養(yǎng)基上，分別培養(yǎng)一段時間.實驗結(jié)束，分別從培養(yǎng)基中提取DNA，用離心機(jī)進(jìn)行離心，觀察各個離心管中DNA的位置.2．如離心管中沒有出現(xiàn)分層現(xiàn)象，且實驗組DNA在離心管中的位置正好處在對照組的中間位置，則說明符合假設(shè)1;假如離心管中出現(xiàn)分層現(xiàn)象，且實驗組DNA在離心管中的位置一半位于對照組1的位置，一半位于對照組2的位置,則說明符合假設(shè)2。假設(shè)1假設(shè)2在1958年，梅賽爾和斯特爾也是如此設(shè)計并進(jìn)行實驗的：他們先將大腸桿菌放入含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代,使所有細(xì)菌的DNA都標(biāo)記上15N，然后將這些細(xì)菌轉(zhuǎn)移到只含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng).隨后，分別取完成一次細(xì)胞分裂的細(xì)菌（細(xì)胞數(shù)增加一倍)和完成兩次細(xì)胞分裂的細(xì)菌,并將細(xì)菌中的DNA分離出來，做密度梯度離心和分析。觀察實驗結(jié)果很明顯證明了我們的假設(shè)1是正確的。DNA的復(fù)制是以親代DNA分子的每一條鏈為模板合成兩個子代DNA，形成的子代DNA中含有一條母鏈和一條子鏈。這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。過渡：DNA復(fù)制具體的過程是怎樣的?復(fù)制的過程需要什么條件？學(xué)習(xí)目標(biāo)三：DNA分子復(fù)制的過程DNA復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂間期和減數(shù)第一次分裂間期，其場所主要在細(xì)胞核內(nèi),隨著染色體的復(fù)制而完成的。(動畫演示DNA分子的復(fù)制過程）邊演示邊分步講解復(fù)制過程：（1）解旋：完整的DNA分子復(fù)制開始后，在DNA解旋酶的作用下，氫鍵斷裂，兩條主鏈逐步分開，這個過程叫做解旋。(2）在解旋的同時,以解開的每一段母鏈為模板，以周圍環(huán)境中游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補(bǔ)配對原則，在有關(guān)酶的作用下，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈。（3）隨著解旋過程的進(jìn)行,新合成的子鏈也不斷地延伸，并且在DNA聚合酶的催化下,每條子鏈與其母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu),從而各自形成一個新的DNA分子。總結(jié)DNA復(fù)制：DNA復(fù)制時間分裂間期場所主要在細(xì)胞核條件模板、酶、能量、原料原則堿基互補(bǔ)配對原則結(jié)果一個DNA形成了兩個DNA分子特點邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制思考:1。一般情況下，為什么DNA復(fù)制能準(zhǔn)確無誤地完成？2．DNA復(fù)制有什么意義?學(xué)生討論回答。點撥：1.DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供精確的模板；通過堿基互補(bǔ)配對原則保證了復(fù)制準(zhǔn)確無誤。2．使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。［鞏固提高]1．具有100個堿基對的一個DNA分子區(qū)段,內(nèi)含40個胸腺嘧啶，如果連續(xù)復(fù)制兩次，則需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸數(shù)目是(）A．60B．80C．120答案:D詳解：根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，可以計算出親代DNA分子中胞嘧啶(C）的數(shù)量為（200－40－40)/2＝60（個）；親代DNA分子經(jīng)過連續(xù)兩次復(fù)制，會形成4個子代DNA分子,由于DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，在形成的4個子代DNA分子中,有兩個保留了親代DNA各一條母鏈,所以連續(xù)復(fù)制兩次，需提供相當(dāng)于凈合成3個與親代一樣的DNA所需的原料，故需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸的數(shù)目為60×3＝180（個）。2．某DNA分子共有a個堿基，其中含胞嘧啶m個。則該DNA分子復(fù)制3次，需要游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為（)A．7(a－m)B．8（a－m）C．7(a/2－m）D．8(2a－m)答案:C詳解：C為m個,則T＝a/2－m，復(fù)制3次，所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為（a/2－m）（23－1）.3．關(guān)于DNA分子復(fù)制的敘述，錯誤的是()A．復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞分裂間期B．邊解旋邊復(fù)制C．復(fù)制需要氨基酸和酶D．復(fù)制遵循堿基互補(bǔ)配對原則答案:C詳解：本題主要考查對DNA分子復(fù)制的理解及DNA分子的復(fù)制與染色體復(fù)制的差別.在四個選項中，C是錯誤的，因為DNA分子的復(fù)制需要的原料是脫氧核苷酸，而不是氨基酸，在染色體復(fù)制時，合成有關(guān)蛋白質(zhì)才需要氨基酸。課堂小結(jié)沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)后，對DNA分子的復(fù)制進(jìn)行了推測：半保留復(fù)制。梅賽爾和斯特爾實驗驗證了DNA分子的半保留復(fù)制。DNA的復(fù)制是以親代DNA分子的每一條鏈為模板合成兩個子代DNA，形成的子代DNA中含有一條母鏈和一條子鏈。DNA的復(fù)制是邊解旋邊復(fù)制的，需要模板、酶、能量、原料.eq\o（\s\up7（)，\s\do5(板書設(shè)計)）第3節(jié)DNA分子的復(fù)制1．對DNA分子復(fù)制的推測2．DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)3．DNA分子復(fù)制的過程(1)概念(2）時間：有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期(3)場所：主要在細(xì)胞核（4）條件:模板、酶、原料、能量等（5)過程：邊解旋、邊復(fù)制→堿基配對，形成子鏈→子鏈與母鏈結(jié)合，構(gòu)成新的DNA分子（6）特點：半保留復(fù)制（7)意義：傳遞遺傳信息教