DNA的复制教案汇总
《遗传信息的传递——DNA的复制》的教学设计
第三章基因的本质
第3节 DNA的复制
一、教学分析
（一）教材分析
1．在教材中的地位和作用
本节课是人教版高中生物必修二第3章第3节的内容。DNA分子复制是遗传学的基本理论，本节课在联系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。通过这节课的学习，可以加深学生对有丝分裂、减数分裂等知识的理解，进一步体会基因位于染色体让，对于学生深刻认识遗传规律是具有重要作用，同时DNA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、基因重组等内容的理解和掌握。
2．教学内容的调整：
以前在这节课的教学中，只是按照课本对1958年Meselson以大肠杆菌为实验材料的实验前半部分进行探究，结果发现高考中出现该实验后半部分的实验设计思想，同时发现学生很难将DNA的复制与真核细胞分裂这两个微观、动态过程进行有效整合，结果导致高考失分，因此在此次教学设计中，增加了1958年Meselson以大肠杆菌为实验材料的实验的后半部分，以及1958年Herbert Taylar以蚕豆根尖细胞为实验材料的实验。
对这节课内容进行合理的拓展和延伸，在教学中将基础知识与经典实验有机的结合起来，不仅不会增加学生的学习负担，而且由于完成了对DNA的双螺旋结构、DNA的复制与细胞分裂过程中染色体的行为等知识的有效整合，回归到生命活动的真实状态，防止教学时人为地割裂，学生更易理解，同时由于反复使用假说演绎法探究问题，可以很好地对学生进行科学方法的训练和科学思维方式的培养，学生实验分析能力和逻辑推理能力得以很好提升。
（二）学情分析
1．知识水平：学生已具有了有丝分裂、减数分裂、DNA双螺旋结构等基本知识，也已经知道密度梯度离心和同位素示踪等实验方法。
2．能力水平：学生已经初步学会运用假说演绎法探究问题，具有一定的实验分析能力和逻辑推理能力。
3．心理水平：
兴趣是做好的老师，对于高二学生来说，严密的逻辑推理和分析问题所带来的愉悦是一种高层次的精神体验，教学时，可以通过创设问题情境，通过环环相扣的问题提出和解决，建立起一个自然流畅、逻辑清晰的教学过程，提高学生的学习兴趣，从而达到知识、能力、情感三维教学目标的实现。
（三）教学目标
1.知识目标：
（1）概述DNA分子的复制过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。
（2）知道DNA复制在遗传上的意义。
2.能力目标：利用科学史经典实验，加强学生运用假说演绎法探究问题，培养科学的思维方式，进一步培养学生的实验分析能力和逻辑推理能力。
3.情感目标：通过DNA复制的方式探究，培养学生严谨的科学态度,使学生体会科学研究的魅力。
（四）教学的重点和难点：
1.教学重点：DNA的复制的条件、过程和特点。
2.教学难点：DNA半保留复制的实验探究
（五）课前准备
学案、DNA复制动画、PPT课件、学生准备红笔和黒笔（六）课时分配：1.5课时
DNA的复制哪种是方式呢？
1958年Mesels on 以
大肠杆菌为实验材料的实验
3．同位素之间有哪些差异？
在学生回答的基础上说明： （1）有无放射性（确定了真核生物DNA 的复制方式） （2）相对分子质量不同（确定了原核生物DNA 的复制方式） 4. 如何根据相对分子质量不同将15N 标记的双链DNA 和14N 标记的双链DNA 如何分开？ 出示离心结果图 5. 如果DNA 的一条链含15N ，另一条链含14N ，离心后，应处于何种位置？ 出示离心结果图 6．每条链上既有15N 又有14N ，离心后，应处于何种位置？ 出示：1958年Meselson 大肠杆菌的实验过程说明图 提问：你认为三种假设子一代的离心结果各是什么样？ 出示：子一代实验结果图片 培养需要标记的细胞
回答：相对分子质量
不同和有无放射性
回答：离心 分析：15N 标记DNA 和14N 标记DNA 离心结果 判断：离心结果
判断：离心结果 预期：三种假说子一代离心结果
引导学生明白密度梯度离心的实验方法，为下面探究推理做准备
运用假说演绎法揭示原核生物DNA 复制方式是半保留复制
1958年Herbert Taylar 以蚕豆根尖细引导：
实验结果说明DNA的复制方式不是全保
留复制；DNA的复制方式可能是半保留
复制或弥散复制
提问：你认为如果是半保留复制或弥散复
制子二代离心结果是什么样？
出示：子二代实验结果图
提问：
1．如果实验继续进行，让大肠杆菌在14N
培养基上再繁殖一代，提取DNA进行梯
度离心，管内有几条带？位置是？比例如
何？
2．如果繁殖n代呢？
小结：
1、复制n次以后DNA分子的总数为2n
个。
2、复制n次以后，含有母链的DNA分子
占总数的2/2n
提问：
1、Meselson为了进一步验证DNA的半保
留复制的真实性，又把子一代的14N‖
15N杂种链经变性（使两条链分离成单链）
分开，然后再将变性前后的双链和单链分
别进行离心。同学们想一想，实验结果应
该如何？请预期并进行合理解释。
比较实验结果和预期
结果，得出相关结论：
DNA的复制方式不是
全保留复制
画出子二代的DNA
图示
预期半保留复制或弥
散复制子二代离心结
果
比较实验结果和预期
结果，得出结论：DNA
的复制方式是半保留
复制，不是弥散复制。
完成学案并回答
说出半保留复制和弥
散复制子一代变性结
果，预期离心结果
比较实验结果和预期
结果，得出结论：进
一步证明DNA的复
制方式是半保留复制
回答：不能
分析、回答：将变性
前后的双链和单链分
别进行离心
培养学
生比
较、分
析、逻
辑推理
的能
力，
培养严
谨的科
学态度
拓展思
维，培
养比
较、分
析、逻
辑推
理、概
括的能
力
胞为实验材料的实验
出示实验结果 2、若没有前期试验，只将子一代双链DNA 变性后再离心，其结果能不能判断DNA 的复制方式？
引导：如何才能判断？ 过渡：
大肠杆菌是原核生物，通过实验分析我们了解了原核生物DNA 的复制方式是半保留复制，真核生物DNA 是何种复试方式的呢？ 介绍实验过程：
1958年Herbert Taylar 将蚕豆根尖细胞在含3H 标记的脱氧核苷酸的培养基中培养，让细胞进行有丝分裂，完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续培养，通过放射自显影技术观察有丝分裂中期染色体的放射性，探究真核生物的DNA 复制方式。 出示下图：
提问：
1、每条染色体上的DNA 形态？ 出示下图
2、第一个细胞周期的中期染色体形态？ 出示下图
3、由一个DNA 复制好的两个DNA 在染色体上所处的结构？
4、假设DNA 是半保留复制，第一个细胞周期的中期，每个染色体的两条色单体中有几条被标记？
（规定：用红色笔画出含放射性物质的结
回答：
细胞中的每个染色体上有一个双链DNA 分子
回答：
经过复制后一个染色体有2条姐妹染色单体
明确：复制好的两个DNA 总是分别在姐妹染色单体上
学案上画出第一个细胞周期的中期每条染色体上的DNA
引导提出问题
通过学生将DNA 的双螺旋结构、DNA 的复制与细胞分裂过程中的图形结合，从而将DNA 的复制与细胞分裂这两个微观、动态过程进行有效整合，回归生命活动的真实状态，防止人为地割裂。培
构）
介绍：放射自显影技术
出示：第一个细胞周期的中期放射自显影
结果
引导：
1、该结果是否能说明DNA一定进行半保
留复制？为什么？是否可能是全保留复
制或弥散复制？
2、假设是全保留复制，第一个细胞周期
的中期，每个染色体的两条色单体中有几
条被标记？预测放射自显影结果
3、实验结果与预期结果不一致，能得出
什么结论？
4、假设是弥散复制，第一个细胞周期的
中期，每个染色体的两条色单体中有几条
被标记？预测放射自显影结果
回答：每个染色体的
两条色单体都被标记
预期试验结果
分析回答：每个染色
体有一条色单体被标
记
预期试验结果
回答：DNA的复制方
式不是全保留复制
回答：每个染色体的
两条色单体都被标记
预期试验结果
养了学
生的抽
象思维
能力。
通过图
文转
化，
培养学
生的动
手能力
运用假
说演绎
法揭示
真核生
物DNA
复制方
式也是
半保留
复制
培养学
生比
较、分
析、逻
辑推理
的能
5、假设是半保留复制到第二个细胞周期
的中期，每个染色体中有几条染色单体被
标记？预测放射自显影结果。
（提示：第一个细胞周期后培养基中不再
有放射性物质）
6、假设是弥散复制到第二个细胞周期的
中期，每个染色体中有几条染色单体被标
记？预测放射自显影结果。
【比较】实验结果和
预期结果，得出相关
结论：DNA的复制方
式不是全保留复制；
DNA的复制方式可能
是半保留复制或弥散
复制
学案上画出第二个细
胞周期的中期每条染
色体上的DNA
回答：每个染色体有
一条色单体被标记
预期试验结果
分析回答：每个染色
体的两条色单体都被
标记
预期试验结果
力，
培养严
谨的科
学态度
出示第二个细胞周期的中期放射自显影结果图
提问：该结果能说明什么问题？
出示下图
说明：如果将第一个细胞周期和第二个细胞周的预测结果同时与实验结果比较，只有假设半保留复制的预期结果与实验结果相同，说明DNA 的复制方式是半保留复制
小结：通过前边的实验科学家发现无论是原核生物还是真核生物DNA 的复制方式都是半保留复制
比较实验结果和预期结果，得出结论：DNA 的复制方式是半保留复制，不是弥散复制
D N A 复制的过程1、时间
2、场所
3、过程
提问：DNA什么时间复制的？
提问：DNA复制的主要场所在哪?
分步放映DNA复制过程动画
说明：
1、DNA双链打开叫解旋
2、解旋需要解旋酶
提问：解旋破坏了什么化学键？
说明：解旋需要能量（A TP）
提问：合成子连的过程需要何种物质做原
料？
说明：
1、合成子连的过程需要DNA聚合酶
2、边解旋边复制
3、复制的方向
提问：DNA复制时如何保证子代DNA与
亲代DNA相同？
引导
模板：解开的每一条母链
DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提
供精确的模板
原则：碱基互补配对
碱基互补配对，保证了复制能够准确地进
行
回答：有丝分裂和减
数第一次分裂的间期
回答：细胞核
观看：DNA双链打开
回答：氢键
回答：脱氧核苷酸
观看：合成子连的过
程
思考回答
模板
碱基互补配对
促进对
DNA复
制的全
过程的
理解
领会
DNA
分子独
特的双
螺旋结
构和碱
基互补
配对能
力与复
制的密
切关系
DNA复制的意义提问：你认为亲子代性状相似的原因是什
么？
明确DNA复制的意义
DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代
传给了子代，从而保证了遗传信息的连续
性
思考回答：
亲代的DNA经过复
制传给了子代，因此
亲子代的遗传信息相
同
引导说
出
DNA
复制的
意义
课堂小结出示表格完成学案后回答并核
对落实基础
作业1、DNA是半保留复制，到第三个细胞周
期的中期时，所有染色体都一样吗？每个
染色体中有几条染色单体被标记？
2. 学案习题完成学案拓展思
维
三.
板书设计
第三节DNA 的复制
一、实验结论：DNA 是半保留复制 二、DNA 复制过程：
亲代DNA
二、DNA 复制意义：保证亲子代遗传信息的连续性
附：学案
第三节 DNA 的复制学案
一、研究DNA 复制方式的实验
（一）在离心管上标出不同世代的大肠杆菌DNA 分子进行密度梯度离心后出现的条带情况，并在表格中填写条带的比例。
实验结论：___________________________________________ 小结：
1、复制n 次以后DNA 分子的总数为 _____ 个。
2、复制n 次以后，含有母链的DNA 分子占总数的_____。
解旋 合成子链 母链与子链双螺旋
2个子代DNA
（二）完成下图
（规定：用红色笔画出含放射性物质的结构）
二、DNA复制过程和意义
DNA复制时间
场所
条件模板原料能量酶
特点
方式原则
习题：
1．科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素失踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA 复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。
请分析并回答：
（1）要得到DNA中的N全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过___________代培养，且培养液中的__________是唯一氮源。
（2）综合分析本实验的DNA离心结果，第_________组结果对得到的结论起到了关键作用，但需把它与第__________组和第___________组的结果进行比较，才能说明DNA
分子的复制方式是_________。
（3）分析讨论：
①若子I代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自于________ 据此可判断DNA分子的复制方式不是___________复制。
②若将子I代DNA双链分开后再离心，其结果是___________（选填“能”或“不能”）判断DNA的复制方式。
③若在同等条件下将子II代继续培养，子n代DNA离心的结果是：密度带的数量和位置是_____________，放射性强度发生变化的是__________带。
③若某次实验的结果中，子I代DNA的“中带”比以往实验结果的“中带”略宽，可能
的原因是新合成的DNA单链中的N尚有少部分为______________.
2.把培养在含轻同位素氮（14N）环境中的细菌转移到含重氮（15N）环境中培养相当于复制一轮的时间，然后放回原来环境中培养相当于复制两轮的时间后，细菌DNA组成分析表明（）
3.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（）A．每条染色体的两条单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条单体被标记
C．只有半数的染色体中一条单体被标记
D．每条染色体的两条单体都不被标记
4、用P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P 的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是
A.中期20和20、后期40和20
B.中期20和10、后期40和20
C.中期20和20、后期40和10
D.中期20和10、后期40和10