2 DNA的复制解析

《DNA的复制》教学设计一、教材分析和设计思路“DNA的复制”是人教版高中生物学教材《遗传与进化》第3章第3节的内容。

本节内容包括对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的实验证据(选学)和DNA分子复制的过程3部分内容。

DNA分子复制的推测，旨在使学生了解沃森和克里克在制作DNA模型后，推测了DNA分子的自我复制的机制这一事实，更重要的是使学生理解结构与功能的内在联系。

DNA半保留复制的实验证据很好地揭示生物学研究必须源于实证，并体现了假说—演绎法的科学研究方法，但由于证明DNA半保留复制实验的难度较大，教材将这部分内容安排为选学。

按就近发展区原则，可增加一个密度梯度离心的模拟实验作为铺垫，再引出半保留复制和全保留复制方式，然后引导学生设计实验，演绎推理实验结果，最终理解DNA半保留复制的实验验证。

二、教学目标1.运用假说--演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。

2.概述DNA复制的条件、过程和特点。

3.通过对DNA半保留方复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。

三、教学重难点1.教学重点（1）运用假说--演绎法探究DNA的复制方式。

（2）DNA复制的条件、过程和特点。

2.教学难点（1）运用假说--演绎法探究DNA的复制方式。

（2）DNA复制的过程分析和相关计算。

四、教学过程教学环节主要教学活动设计意图引入新课结合假说演绎法，对DNA复制进行问题探讨：沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。

”1. 碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2. 这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点?复习前概念，提出新问题，引发学习兴趣。

新知学习对DNA复制的推测1.引入沃森和克里克论文部分内容，提问：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2.提问：除了半保留的方式之外，DNA复制的方式还可能有哪些？出示科学家提出的DNA全保留和半保留复制的两种假说图解，提示学生全保留复制是指母链DNA分开，分别复制形成两条子链DNA，此后两条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。

第3节DNA的复制课标要求核心素养概述DNA分子通过半保留方式进行复制。

1.生命观念：说出DNA复制的过程和特点。

2．科学思维：根据碱基互补配对原则进行DNA 复制的相关计算。

3．科学探究：分析探究DNA复制的实验方法、实验过程和实验结果。

[学生用书P54]一、DNA半保留复制的实验证据1．实验材料：大肠杆菌。

2．实验技术：同位素标记技术和离心技术。

3．实验原理两条链被标记情况密度大小离心位置都是15N最大靠近试管的底部一条15N，一条14N居中位置居中都是14N最小靠近试管的上部4.实验过程5．实验结果(1)提取亲代DNA→离心→位置靠近试管底部。

(2)繁殖一代后，提取DNA→离心→位置居中。

(3)繁殖两代后，提取DNA→离心→1/2位置居中、1/2位置更靠上。

6．实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。

[提醒]利用密度梯度离心分离不同密度的DNA分子。

二、DNA复制的过程(1)DNA复制遵循碱基互补配对原则，子代DNA中两条链均是新合成的。

(×)(2)植物细胞的线粒体和叶绿体中也可发生DNA 的复制。

(√)(3)在一个细胞周期中，DNA 复制过程中的解旋发生在两条DNA 母链之间。

(√)(4)DNA 复制就是以亲代DNA 的一条链为模板合成子代DNA 的过程。

(×)(5)DNA 复制一旦完成，亲代DNA 不再存在，模板链依然存在。

(√)知识点一 DNA 的复制[学生用书P55]1．对DNA 复制的拓展理解(1)复制的场所在自然状态下，生物的DNA 均在细胞中复制 ⎩⎪⎨⎪⎧原核生物⎩⎨⎧拟核（主要）细胞质（如质粒）真核生物⎩⎨⎧细胞核（主要）线粒体叶绿体病毒：在活的宿主细胞内(2)DNA 的复制往往是从多个起点同时进行的，如下图所示：①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。

②DNA 聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。

2．DNA 的半不连续复制DNA 的半不连续复制模型(1)DNA 半保留复制时，DNA 的两条链都能作为模板，同时合成两条新的互补链。

生物必修二dna的复制知识点梳理DNA复制的意义在于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。

DNA分子的复制方式为半保留复制。

下面是店铺为大家整理的生物必修二dna的复制知识点，希望对大家有所帮助! 生物必修二dna的复制知识点梳理一、DNA分子的结构5种元素：C、H、O、N、4种脱氧核苷酸3个小分子：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基2条脱氧核苷酸长链1种空间结构——双螺旋结构(沃森和克里克)双螺旋结构(1)由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘旋而成得双螺旋结构(2)磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架(3)碱基排列在内侧，通过氢键相连，遵循碱基互补配对原则A=T(2个氢键) G=C(3个氢键) G、C含量丰富，DNA结构越稳定。

DNA分子中，脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数(1个磷酸可连接1个或2个脱氧核糖)二、互补配对原则及其推论(双链DNA分子)A=T G=C A+G=C+T=(A+G+C+T)嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数2个互补配对的碱基之和与另外两个互补配对碱基之和相等2个不互补配对的碱基之和占全部碱基数的一半三、DNA分子的复制1、复制时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期2、复制场所：(只要有DNA得地方就有DNA复制和DNA转录)A 真核生物：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体B 原核生物：拟核、细胞核(基质)C宿主细胞内3、复制条件：①模板：亲代DNA的两条链②原料：4种尤里的脱氧核苷酸③能量：ATP④酶：DNA解旋酶、RNA聚合酶4、复制特点：①边解旋边复制②半保留复制5、准确复制的原因①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板②碱基互补配对原则保证复制准确进行6、复制的意义：讲遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性四、DNA复制的有关计算1、1个DNA分子复制n次，形成2n 个DNA分子2、1个DNA分子含有某种碱基m个，则经复制n次，需游离的该种碱基为m(2n-1)，第n次复制需游离的该种脱氧核苷算m﹡2n-13、一个含15N的DNA分子，放在含14N的培养基上培养n次，后代中含有15N的DNA分子有2个，后代中含有15N的DNA链有2条，含有14N的DNA分子有2n个，含14N的DNA链有2n+1-2。

第3节DNA的复制新课标核心素养1.概述DNA分子的复制。

2.探讨DNA复制的生物学意义。

1.科学探究——通过探究DNA复制方式的实验，理解DNA半保留复制的含义。

2.科学思维——利用图示归纳法，掌握DNA 的复制过程和复制特点。

3.生命观念——结合DNA的功能和细胞分裂，理解DNA复制的意义。

知识点(一)| DNA半保留复制的实验证据1．实验材料：大肠杆菌。

2．实验方法：运用同位素标记技术。

3．实验过程4．实验结果(1)复制一次产生的DNA分子中，一条链含14N，另一条链含15N，DNA分子密度居中。

(2)复制两次产生的DNA分子中，有两个DNA分子的双链均含14N，另两个DNA分子中一条链含15N，另一条链含14N。

5．实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。

(1)由于半保留复制，子代DNA分子继承亲代一半的遗传信息。

(×)(2)子代DNA分子中都含有一条母链和一条子链，称为半保留复制。

(√)(3)证明DNA半保留复制实验中用14N标记NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，是通过产物的质量不同来进行区分的。

(√)(4)“半保留”复制保持了遗传信息传递的连续性。

(√)1．(科学思维)碱基互补配对原则喻示DNA的复制机制可能是怎样的？提示：喻示DNA的复制机制可能是半保留复制。

2．(科学探究)在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N DNA(相对分子质量为a)和15N DNA(相对分子质量为b)。

将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。

(1)Ⅰ代细菌DNA分子的结构是怎样的？提示：Ⅰ代细菌DNA分子中只有一条链被15N标记。

(2)Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质量是多少？提示：Ⅲ代细菌DNA分子的平均相对分子质是为(7a＋b)/8。

1．把培养在含轻氮(14N)环境中的单个细菌，转移到含重氮(15N)环境中，培养相当于复制一次的时间，然后将其中一个细菌放回原环境中培养相当于连续复制两次的时间后，则细菌DNA分子组成分析为()A．3/4轻氮型、1/4中间型B．1/4轻氮型、3/4中间型C．1/2轻氮型、1/2中间型D．3/4重氮型、1/4中间型解析：选A含14N的一个细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养复制一次的时间，则所形成的子代中每个细菌DNA分子均为中间型；将其中1个细菌放回原轻氮环境中培养复制两次的时间，即细菌DNA分子复制两次，共形成4个DNA分子，而含15N的DNA(中间型)只有1个，其余均含14N(轻氮型)，即1/4中间型、3/4轻氮型。

一、DNA的结构和复制1、DNA的碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对。

2、DNA复制：是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。

DNA的复制实质上是遗传信息的复制。

3、解旋：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，于是部分双螺旋链解旋为二条平行双链，解开的两条单链叫母链(模板链)4、DNA的半保留复制：在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条则是新合成的。

5、人类基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。

人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。

语句：1、DNA的化学结构：①DNA是高分子化合物：组成它的基本元素是C、H、O、N、P等。

②组成DNA的基本单位——脱氧核苷酸。

每个脱氧核苷酸由三部分组成：一个脱氧核糖、一个含氮碱基和一个磷酸③构成DNA的脱氧核苷酸有四种。

DNA在水解酶的作用下，可以得到四种不同的核苷酸，即腺嘌呤(A)脱氧核苷酸;鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸;胞嘧啶(C)脱氧核苷酸;胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸;组成四种脱氧核苷酸的脱氧核糖和磷酸都是一样的，所不相同的是四种含氮碱基：ATGC。

④DN A是由四种不同的脱氧核苷酸为单位，聚合而成的脱氧核苷酸链。

2、DNA的双螺旋结构：DNA的双螺旋结构，脱氧核糖与磷酸相间排列在外侧，形成两条主链(反向平行)，构成DNA的基本骨架。

两条主链之间的横档是碱基对，排列在内侧。

相对应的两个碱基通过氢键连结形成碱基对，DNA一条链上的碱基排列顺序确定了，根据碱基互补配对原则，另一条链的碱基排列顺序也就确定了。

3、DNA的特性：①稳定性：DNA分子两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序和两条链之间碱基互补配对的方式是稳定不变的，从而导致DNA分子的稳定性。

②多样性：DNA中的碱基对的排列顺序是千变万化的。

碱基对的排列方式：4n(n为碱基对的数目)③特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。

第3节DNA的复制一、填空题1．在 DNA 合成中负责复制和修复的酶是2．染色体中参与复制的活性区呈 Y 开结构，称为。

3．在 DNA 复制和修复过程中，修补 DNA 螺旋上缺口的酶称为。

4．在 DNA 复制过程中，连续合成的子链称为，另一条非连续合成的子链称为。

6．DNA 后随链合成的起始要一段短的，它是以核糖核苷酸为底物合成的。

7．复制叉上 DNA 双螺旋的解旋作用由在DNA 链单向移动。

8、DNA损伤修复的方式主要有- 、切除修复、。

9、在DNA复制中，可防止单链模板重新缔合和核酸酶的攻击。

10、原核生物DNA合成时，先由引物酶合成，再由在其3’端合成DNA链，然后由_DNA聚合酶Ⅰ切除引物并填补空隙，最后由_DNA连接酶连接成完整的链。

二、选择题1．DNA 的复制（）。

A．包括一个双螺旋中两条子链的合成B．遵循新的子链与其亲本链相配对的原则C．依赖于物种特异的遗传密码D．是碱基错配最主要的来源E．是一个描述基因表达的过程2．下列关于 DNA 复制的说法正确的有（）。

A．按全保留机制进行B．按 3′---5′方向进行C．需要 4 种 dNMP 的参与D．需要 RNA 引物的形成3．使 DNA 超螺旋结构松驰的酶是（）。

A．引发酶B．解旋酶C．拓扑异构酶D．端粒酶E．连接酶4、DNA复制时，5’—TAGA－3’序列产生的互补结构是下列哪一种：（）A、5’—TCTA－3’B、5’—ATCT－3’C、5’—UCUA－3’D、5’—GCGA－3’5、下列关于原核细胞转录终止的叙述哪一项是正确的：（）A、是随机进行的B、需要全酶的ρ亚基参加C、如果基因的末端含有回文结构则不需要ρ亚基参加D、如果基因的末端含A-T丰富的片段则对转录终止最为有效6、DNA按半保留方式复制。

如果一个完全放射标记的双链DNA分子，放在不含有放射标记物的溶液中，进行两轮复制，所产生的四个DNA分子的放射活性将会怎样：（）A、半数分子没有放射性B、所有分子均有放射性C、半数分子的两条链均有放射性D、一个分子的两条链均有放射性三、判断题1．所谓半保留复制就是以 DNA 亲本链作为合成新子链 DNA 的模板，这样产生的新的双链 DNA 分子由一条旧链和一条新链组成。

教案课题名称：DNA的复制教师姓名科目、年级生物、高一授课时间教学背景分析课标分析：新课标对高一的学生提出了这样的要求：既要让学生获得基本的学科知识，又要帮助学生学会解决问题的思路、方法。

帮助学生领悟生物观念、科学思维和社会责任的核心素养。

课程标准与本节对应的“内容要求”是：“概述DNA分子通过半保留方式进行复制。

”教材分析：《DNA的复制》是高中生物学教材必修2《遗传与进化》第3章基因的本质中第3节的内容。

根据普通高中生物学课程标准要求，我们要充分发挥学生的主观能动性，让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学学科核心素养。

DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。

“DNA的复制”这节课，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。

具体内容有：复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。

学好这一课时，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的，同时为第四章基因的表达打下基础。

学情分析：本节课的授课对象是高一年级学生，他们具有较强的动手能力，具有一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，他们的学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。

教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。

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，本节课将从分子水平来探讨生命的本质。

高中学生的认知体系已经基本形成，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。

由于本课时内容较抽象，学生们会感到困难，因此在教学中，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。