最新高中生物新课标苏教版示范教案:第二节DNA的结构和DNA的复制第2课时名师优秀教案.doc
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1、2012高中生物新课标苏教版示范教案:第二节DNA的结构和DNA的复制第2课时第二课时 DNA的复制 导入新课师:同学们,已经知道了DNA分子能够储存大量的遗传信息。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,下面我们一起来学习DNA的复制。 ks5u 推进新课师:对真核生物而言,DNA主要存在于细胞的什么部位, 生:DNA主要存在于细胞核内。 师:DNA结构怎样, 生:双链螺旋结构、极性反向平行、碱基互补配对、排列顺序无穷。 师:细胞周期中的分裂间期细胞有何主要变化, 生:DNA分子的复制,有关蛋白质分子的合成。
2、 师:遗传信息储存在什么物质中, 生:DNA分子中。 师:遗传信息如何传递, 生:通过DNA的复制。 师:何谓DNA的复制, 板 书: 一、DNA的复制 生:以亲代DNA分子为摸板合成子代DNA分子的过程称为DNA复制。 师:DNA的复制发生在什么时期, 生:发生在有丝分裂间期和减数分裂的第一次分裂的间期。 师:DNA分子是以什么方式进行复制的, 板 书: 1(DNA分子复制的方式 师:为了证明DNA分子的复制方式,1957年两位科学家设计了一个非常精巧的实验。ks5u 学生活动:阅读文本P“事实2”图文,分析DNA分子半保留复制的实验过程。 57师:(1)该实验采用了什么物理方法, (2)4
3、组实验的具体过程是怎样的,各自出现怎样的结果, (3)实验中,第一组实验的作用是什么, (4)实验中,子一代细菌、子二代细菌究竟是第几组细菌的子代, (5)离心处理后,为什么子一代的DNA只有杂合链带,你能以图示的形式来表示其本质吗, (6)子二代DNA出现了轻链带和杂合链带,说明了什么, 学生活动:结合文本P“事实2”图文事实,分组讨论。 57生甲:该实验采用了同位素标记法与梯度离心法。ks5u 师:同位素标记法在生物实验中经常被使用,主要是用来跟踪某种化学元素所存在的化合物的变化或该化合物在生物体内的变化规律等。在做标记实验时,要注意选择被标记的元素在某种物质中是唯一的,如在噬菌体内标记蛋
4、白质,一般选择S元素,而标记DNA一般选择P元素,因为S元素不存在DNA中,而生物体P元素主要在DNA中。之所以不选择N元素,是由于其在DNA和蛋白质中都存在。通过同位素标记的元素和普通元素的比较可以起到对照作用,来研究某种元素的变化规律,如本实验就是这样。 14生乙:(1)第一组实验是把细菌培养在含有轻同位素(N)的培养基中,在细菌的生长过程中,轻同位素进入含氮碱基,然后掺入新合成的DNA链中。经过多次细胞分裂,细菌细胞的14DNA充分地被N标记上了。然后将细菌细胞破碎,提取DNA,进行氯化铯梯度离心,结果,14NDNA在轻带位置。ks5u 15(2)第二组实验是把细菌培养在含有重同位素(N
5、)的培养基中,在细菌的生长过程中,重同位素进入含氮碱基,然后掺入新合成的DNA链中。经过多次细胞分裂,细菌细胞的DNA1515充分地被N标记上了。然后将细菌细胞破碎,提取DNA,进行氯化铯梯度离心,结果,NDNA在重带位置。 15(3)第三组实验是把细菌培养在含有重同位素(N)的培养基中,在细菌的生长过程中,重同位素进入含氮碱基,然后掺入新合成的DNA链中。经过多次细胞分裂,细菌细胞的DNA1514充分地被N标记上了。然后把这些标记的细胞移入正常的轻同位素(N)的培养基中,经过一次细胞分裂,抽取细菌样本,再提取DNA,进行氯化铯梯度离心,结果,第一代DNA分子则位于轻带和重带之间的中带位置。
6、15(4)第四组实验是把细菌培养在含有重同位素(N)的培养基中,在细菌的生长过程中,重同位素进入含氮碱基,然后掺入新合成的DNA链中。经过多次细胞分裂,细菌细胞的DNA1514充分地被N标记上了。然后把这些标记的细胞移入正常的轻同位素(N)的培养基中,经过两次细胞分裂,抽取细菌样本,再提取DNA,进行氯化铯梯度离心,结果,第二代DNA分子一半位于轻带,一半位于中带。 生丙:实验中,第一组实验的作用是作为第二组、第三组、第四组实验的对照组。 15生丁:实验中,子一代细菌是第二组细菌(NDNA重链带细菌)的子代、子二代细菌是第三1514组细菌(NDNA、NDNA中链带细菌)的子代。 生戊:尝试进行
7、板演,以图示的形式分析为何子一代的DNA只有杂合链带。 教师:活动:对学生的分析进行评价,引导学生自主分析为何子一代的DNA只有杂合链带。 师:造成子一代的DNA只有杂合链带的原因可能是由于DNA的复制方式为半保留复制。1514即以DNA分子的两条链中的一条单链(NDNA单链)为模板(母链),以N的游离的脱氧核糖14核苷酸为原料,合成一条子链(NDNA单链),一条母链与一条子链形成一个子一代的DNA1514分子,即NDNA、NDNA中链DNA分子。一个DNA分子一次复制结束后可形成两个DNA分子。 师:如何来证明你的推测, 学生活动:小组讨论,提出设计方案,小组代表发言。 生如果将第一代DNA
8、分子用解旋酶处理后再离心,则一部分在重带位置,另一部分在轻1514带位置,这就证明了DNA的复制是半保留复制,其中一条含N,另一条含N。 生己子二代DNA出现了轻链带和杂合链带,更说明了DNA的复制是半保留复制。 板 书: 2(DNA的半保留复制 师:指导学生以图示的方式来表示子二代DNA出现了轻链带和杂合链带的原因。 教师:活动:进行巡视、指导与评价。 学生活动:自主完成图示,与伙伴交流学习成果。 师:什么是DNA半保留复制, 生上述实验证明,在新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制方式又被称为DNA半保留复制。 师:那么,DNA的复制究竟是如何进行的呢,
9、DNA复制的时间、场所、模板、条件、原料、过程、产物与产物的去向又是怎样的呢, 课件展示: DNA分子复制的动画课件,着重描述DNA复制的时间、场所、模板、条件、原料、过程、产物与产物的去向等信息要素。 学生活动:观察多媒体信息,结合阅读文本P,思考上述问题。 58师:DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够精确地进行。DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程。 师:DNA分子是如何复制的, 板 书:ks5u 3(DNA分子复制的过程 (1)时间、场所 (2)条件:模板、原料、能量、酶 学生活动:学生小组讨论,代表发言。 生:DNA分子复制过程包括解
10、旋、合成、复旋三个步骤。 (1)解旋:在DNA解旋酶的作用下,由ATP提供能量,打开对应的碱基对之间的氢键,使双链DNA解开成为两条单链。 (2)子链的延伸合成:在DNA聚合酶的作用下,各自以DNA两条链(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一条新的子链。ks5u (3)复旋:在DNA复旋酶的作用下,由ATP提供能量,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条母链,2条子链?(1条母链,1条子链),(1条母链,1条子链)?2DNA。来源:学*科*网 师: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
11、链上脱氧核苷酸的排列顺序与另一条母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来自上代DNA的母链,所以叫半保留复制。 师:DNA分子复制发生于什么时期, 生:DNA分子复制发生于细胞周期的分裂间期。 师:DNA分子复制发生于什么场所, 生:主要在细胞核内进行。 师:还有哪些场所可能会发生DNA分子复制呢, 生:真核细胞的线粒体与叶绿体;原核细胞的拟核与细胞质(如质粒的复制);病毒的复制发生于宿主细胞内。 师:DNA分子复制需要什么条件呢, 生:需要ATP提供能量;需要多种酶催化(解旋酶、合成酶、复旋
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