《DNA的复制》教学设计
一、总体设计指导思想
本节课突出对学生科学素质的培养,精心设计课堂教学,将科学研究的过程(发现问题——提出假设——推导结论——实验验证——得出结论)作为本节课的教学主线,以求向学生介绍科学研究的一般过程和方法,并让学生亲身参与探究过程,从而培养学生科学工作的能力和方法。
二、教材分析
1、教材中的地位
本节课内容是人教版高级中学课本生物必修2第三章第三节。DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。这一课时,在联系DNA结构的基础上,进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时,有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固,对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。“DNA的复制”又是后面变异部分的基础,学好这一课时,有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。
2、重点难点
DNA的复制方式的发现虽然是选学内容,但是对学生的学会科学的探究,科学的思考有很大的帮助,有助于学生分析问题,解决问题能力的提高,所以把它作为探究的重点之一,但在知识层面上不作为重点。
DNA复制过程完成了遗传信息的传递功能;对DNA复制过程的研究,蕴含着科学研究的过程和方法教育;DNA复制的过程具有微观、动态、连续、抽象的特点。因此,对DNA复制的过程的探讨既是本课时的教学重点,也是难点。
三、学情分析
学生已经具有了DNA双螺旋结构、有丝分裂、减数分裂的基本知识,在此基础上,本课时将要从分子水平来探讨生命的本质,属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成,认知结构迅速发展,认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法,特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高,认知活动的自觉性,认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。
由于本课时内容具有较高的抽象性,学生们会感到困难,因此在教学中,我除了引导学生自主、探索、合作学习以外,还通过启发式教学,设置大量的问题情境,来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。
四、教学目标设计
知识目标
1、记住DNA复制的概念
2、简述DNA复制的过程,并分析、归纳出DNA复制过程的特点。
3、知道DNA复制在遗传上的意义
能力目标
1、通过介绍Meselson、stehl的试验,引导学生分析、比较、推理、归纳,培养科学的思维。
2、通过引导学生观察拉链和DNA复制的比较,鼓励学生大胆想象、猜测,培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。
情感目标
通过分组探究活动,培养学生的协作意识和科学态度。
五、教法、学法设计
(一)教法设计
结合教材的特点和学生实际,本课时主要采用启发式教学法,比如:在学习DNA复制的方式式,启发学生去思考复制的方式可能有哪些?如果是这种方式,复制的结果是什么?如果是那种方式,复制的结果是什么?通过什么方式去证明你的假设?再比如:在学习DNA复制的条件时,可以启发学生去思考科学家是怎么知道需要这些条件的?除了课本上介绍的条件外,还可能需要什么条件?科学家是怎么知道的?从而引导学生去探索和发现,使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法,即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论,培养学生的合作、探索的精神,发展学生的思维能力,为学生铺设符合知识规律的思维轨道,强化素质教育。对于DNA复制的过程,学生是没有办法去探究的,但这一部分又比较抽象,我采用化抽象为具体的办法,采用拉链作为模型,让学生对比拉链的拉上、拉开和课本上介绍的DNA复制过程的异同点,从而加深学生对知识得理解和掌握。
(二)学法设计
本课时通过设疑导学,指导学生自主探索DNA复制的方式和复制的条件,发现知识,培养学生发现问题、解决问题、相互协作、自主学习的能力;通过点拨导议,启发学生思考、分析科学家的试验,概括、总结出正确结论,从而培养学生分析、推理、概括、总结的基本学习方法;通过展示小组提出的假设,培养学生的参与意识和创新意识,让学生学会在学习中进行交流的基本方法。充分体现学生的“主体”地位。
六、媒体选择
1、多媒体课件
用PowerPoint制作的演示文稿(内有DNA复制过程的动画)
2、实物展台
展示学生推导的DNA半保留和全保留复制的结果及相应得实验结果示意图
3、拉链四个
七、教学程序设计
(1)流程图
(2)教学过程:
程序教学活动设计
意图
教师活动学生活动
复习旧知
引入新课
(3分钟)展示课件并提问:
1、DNA化学组成的基本单位是什么?
2、DNA分子的空间结构是什么样的?
总结学生的回答之后,引出DNA复制的课题。
思考回答:
1、DNA化学组成的基本单位是脱氧核苷酸,每个脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基组成。
2、两条链盘旋成的双螺旋结构。学生已有的DNA双螺旋结构的知识是学习DNA复制的基础,由此引出新课题。
引导回忆
发现问题
(3-5分钟)有关DNA复制,我们已经学习过哪些知识?你们觉得还有哪些疑问?
(以此设问引导学生回忆已有知识,发现新的问题。)
思考回答
1、DNA复制发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期
2、由于DNA主要存在与细胞核内,因此DNA复制的场所主要是细胞核。
发现问题
关于DNA怎样复制?需要哪些条件?复制的结果怎样?有什么特点?等等是还没有解决的问题。发现问题是科学研究的第一步。问题使学生产生了强烈的求知解疑心理,教师此时抓住这一有利时机,提出紧扣主题的具有挑战性、探索性的问题,使学生主动去探索。
D
N
A
复制方式探讨
(约10分钟)
分组讨论模拟探索
沃森和克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道:“在提出碱基特异性配对的看法后,我们立即又提出了遗传进行复制的一种可能机理。”
你能从DNA分子的双螺旋结构,设想出DNA复制的方式可能有哪几种吗?
假如用15N标记母链,用14N标记子链,请同学们根据假设分组讨论复制一代和两代的结果是什么?用图形表示结果。
教师投影展示部分小组的讨论情况。
学生分组分析讨论,提出DNA复制的两种假设:全保留复制和半保留复制。
学生根据假设讨论演绎并画图表示两种复制的结果
小组间相互补充作出评价培养学生的参与意识和培养学生的合作、探索的精神。并进一步复习假说-演绎法。
1958年Meselson和Stehl用含有15N的培养基培养大肠杆菌,经过多次细胞分裂,细菌细胞的DNA充分地被15N标记上。然后把这些细胞移入正常的含同位素14N的培养基中,然后,在不同时刻(复制不同代数后)收集细菌样本,从中提取DNA,再将提出的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。
密度大的DNA在试管的上方还是下方,密度小的呢?中等的呢?请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的DNA条带所在的位置。并画出示意图。请同学们思考用密度梯度离心之后试管中的DNA条带所在的位置。并画出示意图。
巡视学生的活动,记录学生出现的问题。
教师投影展示部分小组的讨论情况。
教师展示科学家的实际实验结果。
并总结出科学发现的一般过程。
在老师的启发引导下,学生们根据刚才演绎得结果,推导出这样的可能实验现象:如果是全保留复制,则离心后DNA条带应该只有两条;如果是半保留复制,则离心后DNA条带应该有三条,并画出条带的位置。本模拟探索试验的设计和运用,旨在激发学生探索和协作的兴趣,培养学生的动手能力和思维能力。
D
N
A
复制的条件和过程探讨
(约20分钟)请同学们思考DNA复制至少需要什么条件?
科学家是怎么知道这些条件的呢?学生讨论后回答:
模板:两条链分别作为模板
原料:四种脱氧核苷酸
能量:由ATP提供
酶:解旋酶、聚合酶等
科学家通过推导和实验知道的。学生可能说不全,老师引导学生补充完整。
介绍试验
请同学们想一想,下面这个事实说明了什么?
1958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸和适量的Mg2+的人工体系中,并没有发生DNA的合成,当加入少量的RNA作引子和ATP作为能源物质,经保温孵育后,测定其中DNA的含量。发现其中的DNA的含量增加了。
让学生根据实验结果得出结论:复制除需要四个基本条件外,还需要其他条件,如RNA引物等。
旨在提醒学生不能把书读死。而应该始终保持怀疑和探究的心态。
模拟
探讨请同学们自学课本上有关DNA复制过程的内容,总结DNA复制大体上分为几个步骤。
教师通过拉链来模拟DNA复制过程。提出问题:
拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么?
复制代数和DNA数目之间,及与含母链的DNA数目之间有什么关系?
DNA复制过程是否就是完全像拉链的开合?学生自学并总结,如不完整可由其他同学补充。
解链——合成子链——螺旋
学生分组讨论拉链中的各个部件各代表复制过程中的什么,由学生代表发言。培养学生联想理解的意识,在学习过程中化抽象为具体,提高学习效率。
培养学生分析比较的意识,进一步加深对DNA复制的理解。
观看动画组织学生观看DNA复制的动画课件。学生随着动画的演示,一起念出过程:解链——合成子链——螺旋
反复播放DNA复制的动画,使学生完成由感性到理性的知识过渡。
DNA复制的意义DNA复制有什么意义?传递遗传信息
课堂小结利用多媒体课件引导学生概括总结学生总结本节课知识要点巩固基础知识
课堂测评
基础知识测评学生练习检验知识目标达标情况
八、课堂测评
1、一个噬菌体侵染细菌后,形成了200个子代噬菌体,子代DNA中含最初DNA链的DNA占
A.1%B.2%C.25%D.50%
2、下列关于DNA复制的说法,其中不正确的是():
A.DNA复制过程中需要酶的催化B.DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C.DNA分子是边解旋边复制的D.DNA复制过程中两条母链均可作模板
3、含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后,分别得到Gl、G2代细胞。再从G0、Gl、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,请回答下列问题:
⑴G0、Gl、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:G0________,Gl________,G2_________。
⑵G2代在①、②、③3条带中DNA数的比例是______________。
⑶图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是:条带①________,条带②__________。
⑷上述实验结果证明了DNA的复制方式是____________________________________。
九、课后作业
1、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的():
A.分裂前期 B.分裂中期
C.分裂后期 D.分裂间期
2、假设某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子质量为,a若将其长期培养在含15N的培养基中便得到含15N的DNA,相对分子质量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养在14N的培养基中,子二代DNA的相对分子质量平均为()
A.(a+b)/2B.(3a+b)/2C.(a+3b)/2D.(a+b)/2
3、某双链DNA分子带有15N同位素标记,在试管中以该DNA为模板进行复制实验,连续复制4代之后,试管中带有14N同位素标记的DNA占总量的
A.12.5%B.25%C.50%D.100%
4、利用多媒体课件,引导学生概括、总结本节课的知识要点,巩固基础知识,培养学生概括、总结的基本学习方法。
DNA复制
时间
场所
条件
原则
结果
特点
5、研究性学习
请同学们在课后两周的时间内,以小组为单位撰写小论文,题目:《“DNA复制”的研究史》。两周后进行交流,并评选优秀小论文。
(设计此作业的目的是培养学生查阅资料,收集信息,小组协作进行研究性学习的能力。)
十、板书设计
第三节DNA的复制
一、复制的方式:半保留复制
二、复制的条件:模板、酶、原料、能量等
三、复制的过程
解旋——合成子链——螺旋
四、复制的意义:传递遗传信息
学习导航
1.学习目标
(1)概述DNA分子的复制方式:半保留复制。
(2)说出DNA半保留复制的实验证据:利用同位素示踪技术证明DNA的复制是半保留复制。
(3)概述DNA复制的模板、原料、条件、过程和复制的时间。
①DNA复制的模板:以解开的DNA的两条单链分别作为模板。
②DNA复制的原料:四种脱氧核苷酸是DNA复制的原料。
③DNA复制的条件:DNA复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。
④DNA复制的过程:边解旋边复制。
⑤DNA分子复制的时间:有丝分裂的间期和减数分裂第一次分裂的间期。
(4)阐明DNA复制的意义:将遗传信息从亲代传给了子代,从而保证了遗传信息的连续性。
2.学习建议
本节的学习重点是DNA分子的复制过程。在掌握DNA分子结构的基础上,认真分析DNA半保留复制的实验,进一步掌握DNA分子的半保留复制方式,明确DNA复制的条件是模板、原料、能量和酶。
结合DNA双螺旋结构模式图,掌握DNA边解旋边复制的过程,即亲代的DNA在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,形成两条单链,解旋酶的主要作用是断开碱基对之间的氢键。以解开的两条母链作模板,按照碱基互补配对的原则,以周围环境中的脱氧核苷酸为原料,各自合成与母链互补的一条子链。合成的每个DNA分子中由一条母链和一条子链构成,这种复制方式称为半保留复制。
自我测评
一、选择题
1.现有一待测核酸样品,经检测后,对碱基个数统计和计算得到下列结果:
(A+T)/(G+C)=1,(A+G)/(T+C)=1。根据此结果,该样品( )。
A.无法被确定是脱氧核糖核酸还是核糖核酸
B.可被确定为双链DNA
C.无法被确定是单链DNA还是双链DNA
D.可被确定为单链DNA
2.DNA分子在细胞的什么时期自我复制?( )
A.有丝分裂前期或减数第一次分裂前期
B.有丝分裂中期或减数第一次分裂中期
C.有丝分裂后期或减数第一次分裂后期
D.有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期
3.DNA复制需要( )。
A.能量B.酶和模板C.脱氧核苷酸D.包括上述三项
4.具有100个碱基对的1个DNA分子区段,内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制两次,则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸( )。
A.60个B.80个C.120个D.180个
5.下列有关DNA分子复制的叙述中,错误的是( )。
A.复制发生在细胞分裂间期B.边解旋边复制
C.复制需要氨基酸和酶D.复制遵循碱基互补配对原则
6.某DNA分子有2000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链上碱基A∶G∶T∶C=1∶2∶3∶4,若该分子复制一次,则需要腺嘌呤脱氧核酸的数量是( )。
A.200个B.300个C.400个D.800个
7.DNA分子的半保留复制方式使( )。
A.分子结构具有相对稳定性
B.能精确进行自我复制,保证代与代之间的连续性
C.能够精确地指导蛋白质合成
D.产生可遗传变异的机会
8.生物体内各组织的细胞所含的遗传物质均相同,根本原因是( )。
A.全部细胞均来源于同一个细胞B.体细胞分裂时同源染色体分离
C.DNA复制和染色单体分离 D.染色体加倍
9.某DNA分子的一条单链中(A+G)/(T+C)=0.4,上述比例在其互补单链中和整个DNA分子中分别是( )。
A.0.4和0.4B.0.4和0.6C.0.6和1.0D.2.5和1.0
10.一个双链DNA分子为第一代,经过3次自我复制,在第四代DNA分子中,有几条第一代脱氧核苷酸的长链?()
A.2B.4C.8D.16
11.下列有关双链DNA的叙述中,错误的是( )。
A.若一条链上A和T的数目相等,则另一条链上的A和T数目也相等
B.若一条链上A的数目大于T,则另一条链上A的数目小于T
C.若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链也是A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4
D.若一条链上的A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,则另一条链为A∶T∶G∶C=2∶1∶4∶3
12.下列有关DNA复制过程的叙述中,正确的顺序是( )。
①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间氢键合成
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对
⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A.①③④②⑤B.③①⑤④②
C.①④②⑤③D.③①④②⑤
二、非选择题
13.康贝格(Kornberg)曾以噬菌体为引子,用四种脱氧核苷酸为原料,加入适量ATP和DNA聚合酶,在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体DNA,这种半人工合成的DNA也能够在寄主(细菌)体内繁殖。请据此回答下面的问题。
(1)该实验说明的问题是 。
(2)加入ATP的目的是 ,说明该过程是。
(3)加入DNA聚合酶的目的是。
(4)若DNA是在细菌细胞内合成,则其场所是 ;若在真菌细胞内合成,其场所可能是
;若在高等植物叶肉细胞内合成,其场所又可能是 。
14.在试管中合成DNA的实验过程是:先把含高能磷酸基团的化合物和四种脱氧核苷酸放入一支试管中,还要加入从某种生物体内提取的DNA聚合酶等酶系,最后放入一点带15N标记的DNA分子。根据下述实验结果,回答问题。
(1)生化分析得知,新合成的DNA分子中,A=T、G=C,这个事实说明DNA的合成遵循:
。
(2)新合成的DNA分子中,(A+T)/(G+C)的比率与15N标记DNA的一样,这说明新DNA分子是
。
(3)生化分析可知,新合成的DNA分子中,带有15N标记的DNA约占总量的50%,这个事实说明:
。
15.含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第1、2次细胞分裂后,分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA,经密度梯度离心后得到结果如下图。由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置,如右图所示。请回答:
(1)G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的:
G0 ;G1 ;G2。
(2)G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是 。
(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是:条带①,条带②。
(4)上述实验结果证明DNA的复制方式是。DNA的自我复制能使生物的保持相对稳定。
参考答案
一、选择题
1.C 2.D 3.D 4.D 5.C 6.A 7.B 8.C 9.D 10.A 11.C 12.D
二、非选择题
13.(1)在一定条件下,DNA具有自我复制的功能
(2)为DNA复制提供能量一个耗能过程
(3)促进DNA新链的合成
(4)原核细胞的核区 细胞核、线粒体 细胞核、线粒体、叶绿体
14.(1)碱基互补配对原则(2)以标记DNA为模板复制出来的
(3)DNA复制是半保留复制
15.(1)A B D(2)0∶1∶1(3)31P 31P和32P
(4)半保留复制遗传物质(信息)
第3节DNA的复制
一、教学目标
1.概述DNA分子的复制。
2.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。
板书教学过程
(三)DNA分子的复制
1.复制的概念
所谓复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA
的过程,1DNA→2DNA
2.DNA复制的过程
①解旋:
解旋酶、ATP、打开氢键,形成单链、以单链为模板。
②合成:
与合成有关的酶类、ATP、脱氧核苷酸、互补配对、合成一条新的子链。
③复旋:
与复旋有关的酶类、ATP、母和子螺旋为一个新DNA分子。
3.DNA复制的条件
①酶 ②ATP③原料④原则⑤地点⑥场所⑦模板
4.DNA分子复制的意义
①速度快、效率高
②复制精确、遗传信息稳定、具有连续性第二课时
引言:同学们已经知道了DNA作为遗传物质与严谨的双链螺旋结构有关,还与其功能有关。而复制是DNA的重要功能,那么,何谓复制?复制的过程如何?有何意义呢?在学习之前:
提问:对真核生物而言,DNA主要存在于细胞的什么部位?
(回答:DNA主要存在于细胞核内。)
提问:DNA结构怎样?
(答:双链螺旋结构
极性反向平行
碱基互补配对
排列顺序无穷。)
提问:细胞周期中的间期细胞有何主要变化?
(答:DNA分子的复制,有关蛋白质分子的合成。)
提问:何谓复制?
(答:略)
补充:这里说的复制不是指其他物品的复制,是指DNA分子的复制,就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。则1DNA→2DNA。那么,怎样由1DNA→2DNA呢?这就是:
2.DNA复制的过程
(出示DNA复制过程的图解教学挂图,让学生结合图解得出“解旋、合成、复旋”的结论。)
教师补充:DNA分子复制包括:①解旋:在DNA解旋酶的作用下,能量ATP的参与,把双链螺旋的DNA打开氢键,解开成为两条单链,且以单链为模板。
②合成:在DNA合成酶的作用下,以母链为模板,ATP为能量,脱氧核苷酸为原料,按碱基互补配对原则合成为一条新的子链。
③复旋:在DNA复旋酶的作用下,以ATP为能量,一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子。即:
1DNA→2DNA单链(母)→2母+2子→(母十子)+(母十子)→2DNA
由上述过程可以知道,在以母链为模板合成新的子链的过程中,新合成的子链上脱氧核苷酸的排列顺序与另一条每链上脱氧核苷酸的排列顺序完全相同,故母链与子链螺旋化形成的新DNA分子中碱基对的排列顺序也完全相同;新形成的每个DNA分子中的双链有一条是未自上代DNA的母链,所以叫半保留复制。科学家已经用35P或14N同位素示踪得以证实。(结合DNA分子的复制过程让同学们展开讨论。)
提问:DNA分子复制时需何条件?
(回答:略。)
补充:DNA分子复制:①发生在细胞周期的间期;②主要在细胞核内进行;③ATP作能量;④A、T、G、C四种大量的脱氧核苷酸为原料;⑤严格遵循碱基互补配对原则;⑥需酶系统参与(解旋酶,合成酶、复旋酶);⑦DNA具作模板的能力;⑧伴随有RNA的转录。
提问:DNA分子复制对DNA作为遗传物质有何意义?
(回答:略。)
补充:在DNA分子复制时:①边解旋、边合成、边复旋,多个起始点同时进行,节省时间、效率高。②新DNA分子双链为“一母一子”;因此复制更为精确,致使遗传信息更加稳定。稳定的遗传信息从亲代传递给子代,从而使生物的前后代保持了一定的连续性。但是,这并不意味着复制时毫无差错,否则,自然界便没有了变异,生物界就不会向前发展。(为以后学习“变异”打下伏笔)
提问:一个DNA分子复制几代后的情况如何?
(回答:略。)
补充:因DNA复制采用半保留的方式,所以一个DNA分子经几代复制后的所有DNA中,只有两个DNA分子含有原DNA链。但所有DNA与原DNA所带的信息(脱氧核苷酸的排列顺序)完全相同。(变异除外)
总结:通过两课时的学习,同学们知道了DNA分子的结构特点和DNA分手的复制过程,明白了DNA分子结构的多样性、特异性及DNA分子半保留复制的特点。希望同学们课后熟悉教材,真正理解DNA是主要的遗传物质。
作业:课后复习题。
1.知识目标(1)概述DNA分子的复制过程(2)了解梯度离心的原理2.能力目标通过复制过程的实验的分析,学习分析实验的方法3.情感态度与价值观分析经典实验,让学生领悟科学探究的魅力教学重点
DNA复制的条件、过程和特点教学难点
DNA分子的复制过程教具准备
DNA复制过程的分步Flash动画课时安排
1课时教学过程
(一)引言:
一份重要的文件要留下完全相同的副本,最好的办法就是将它复印一次,作为遗传物质的DNA,在传递遗传信息的时候,是如何由一份变成两份遗传给后代的呢?在DNA双螺旋结构公布后几星期,沃森和克里克就提出了DNA复制的假说,揭开了这个奥秘。
(二)教学过程:
探究DNA分子的复制
现在以你上节课探究活动中制作完善的DNA双螺旋结构模型为依据,结合DNA分子的结构特点,探究DNA分子的复制过程。
材料器具
制作好的DNA双螺旋结构模型、分别代表脱氧核糖、磷酸、四种碱基的材料;代替氢键的连接物;代替氢键的连接物;代替磷酸二酯键的连接物等。
DNA的复制过程
阅读课本71页到72页的内容看图3-1-12,银幕上也出现动态的DNA分子复制过程图解,待学生看懂图后,回答如下问题:
1。复制的概念、时间、场所
2,什么叫解旋?解旋的目的是什么?
3。什么叫“子链”?复制一次能形成几条子链?
4。简述“子链”形成的过程。
(1)复制的概念
在细胞有丝分裂和减数第一次分裂的间期,以母细胞DNA分子为模板,合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制。
(2)“准确”复制的原理
①DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板;
②碱基具有互补配对的能力,能够使复制准确无误。
(3)DNA复制的过程
复制的过程大致可归纳为如下三点:
①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)。
②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,在有关酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。
③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。
(4)DNA复制的特点
讲述:(边看图边总结)
①DNA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。
②DNA复制严格遵守碱基互补配对原则准确复制。从而保证了子代和亲代具有相同的遗传性状。
问: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。
(5)DNA复制的必需条件
讲述:
DNA复制时必需条件是亲代DNA的两条母链提供准确模板、四种脱氧核苷酸为原料、能量(ATP)和一系列的酶,缺少其中任何一种,DNA复制都无法进行。
(6)DNA复制的生物学意义
DNA通过复制,使遗传信息从亲代传给了子代,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。
(三)小结:
1.通过学习DNA的结构和复制,必须掌握DNA的化学组成、立体结构、碱基互补配对原则以及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。
(四)课堂练习:
1.有三个核酸分子,共有5种碱基、8种核苷酸、4条多核苷酸链,这三个核酸分子可能是(B)
A.2个DNA、一个RNAB.一个DNA、两个RNA
C.三个DNAD.三个RNA
2.双链DNA分子中,一条链上的A占30%,则双链中C+T占(A)
A.50%B.20%C.30%D.15%
3.某同学制作DNA双螺旋模型时中含腺嘌呤5个,腺嘌呤与鸟嘌呤之比为1:3,则该DNA片段模型中含有脱氧核糖的数目为(D)
A.10B.20C.30D.40
4.在DNA水解酶的作用下,初步水解DNA分子可以获得(B)
A.4种核苷酸B.4种脱氧核苷酸
C.磷酸、核糖和四种碱基D.磷酸、脱氧核糖和四种碱基
5.某生物精原细胞的染色体上有2n个基因,DNA含量为6.4C(单位)。则该生物肝细胞的染色体上含有的基因数和DNA含量为(B)
A.n和3.2CB.2n和6.4CC.2n和3.2CD.4n和12.8C
文章来源:http://m.jab88.com/j/54258.html
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