沪科版生命科学高二上6-2《dna复制和蛋白质合成》教案

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1、第2节DNA复制和蛋白质合成一、教学目标（一）知识方面：1．通过DNA复制、转录和翻译过程的教学，培养学生对碱基互补配对原则的应用能力；2．培养学生应用密码子表推导基因的脱氧核苷酸序列和蛋白质的氨基酸序列的相互关系。（二）态度观念方面：通过DNA分子复制实验的分析，使学生体验科学研究的研究方法，进行科学态度和科学方法的教育。（三）能力方面：通过对有关遗传学实验的介绍和分析，培养学生分析问题的思维能力。二、教学重点1．DNA的半保留复制与遗传的稳定性（边解旋边复制，母链和子链）（阅读）2．转录的场所、模板和产物（细胞核内、DNA的一条链、

2、mRNA）3．翻译的场所、模板和产物（核糖体上、mRNA、蛋白质）4．密码子的破译5．中心法则体现遗传信息的传递规律6．基因突变引起遗传信息的错误传递和性状改（碱基改变、插入或缺，基因突变的有利和有害）三、教学难点DNA复制、转录和翻译四、教学安排3课时五、教学方法读读、讲讲、议议六、教学过程1．DNA的复制教学过程教学内容及行为引入DNA分子作为遗传物质，不仅能够储存大量的遗传信息，而且应该能够传递遗传信息，这种遗传信息的传递首先要进行的是DNA的复制，DNA分子是如何进行复制的呢？这一问题，是通过科学实验完成的。1956年美国生物化

3、学家康贝格首次在试管中人工合成了DNA。他将从大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸、适量的Mg+、少量DNA和ATP的合成体系中，经保温孵育后，测定其中DNA的含量。发现其中DNA的含量增加了，并且这些DNA的（A+T）:（C+G）的比值不是随意的，而与所加入的单链DNA相同。换句话说，新合成的DNA的特异性不决定于人工合成体系中四种脱氧核苷酸原来的比例，也不决定于DNA聚合酶来自哪种生物，而完全决定于作为引物的DNA分子。所以，后代DNA分子是以引物的DNA分子为模板进行复制的。这一实验证明了DNA双螺旋结构模

4、型的正确性，也揭示了DNA复制的过程。DNA的复制过程那么，DNA复制到底是怎样的一个过程呢？我们一起来研究一下。DNA分子的自我复制是一个边解旋边复制的过程，是指以某一段DNA分子为模板，合成相同DNA分子的过程。DNA场所主要在细胞核（叶绿体和线粒体内也各含有自己的DNA），时间是在细胞的分裂间期。大家想想，在细胞核内的双链DNA分子在开始复制的时候可能是什么状态？是单链还是双链？学生：可能是单链。从螺旋型的双链结构转变为单链结构，必须先怎样变化？学生：解开螺旋。这就是DNA复制的第一个过程。DNA的复制过程为三个步骤：1．解旋：组

5、成DNA分子的两条多核苷酸链在酶的作用下逐步相互分开；其中，分离后的两条多核苷酸链都称为母链。学生巩固、小结2．子链的合成：在酶的作用下，每条母链上的碱基分别与细胞内游离的脱氧核苷酸按碱基互补原则互补配对，即A与T配对，G与C配对。这些游离的脱氧核苷酸聚合成子链。3．聚合：每条子链与对应的母链结合，构成一个新的DNA分子。这样，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。思考：在DNA的复制过程中需要哪些条件？学生：DNA复制需要4项基本条件：①模板。开始解旋的DNA分子的两条单链各为模板；②原料。是游离在细胞核核液内的脱氧核苷酸；

6、③能量。DNA复制是一个合成反应，通过水解ATP而获得能量；④酶。复制过程中不仅需要解旋酶、聚合酶，而且是一个有关的酶系统参与。下面，请同学完成一段DNA分子的复制过程图，概括一下DNA复制的特点。学生：在新复制出的两个DNA分子中，有一条单链是旧的，即原来的DNA的，另一条单链是新合成的，即每一个新合成的DNA分子是由一条旧链和一条新链构成的。我们把DNA的这种复制方式就称为半保留复制，也就是新的DNA分子中都保留有一条原来分子中的母链。大家想想DNA的这种半保留复制在生物学上有什么意义？用DNA的同位素示踪实验进一步巩固学生：DNA

7、分子能够进行自我复制，这是生物遗传特性能保持相对稳定的基础。DNA的复制在正常情况下是不会发生差错的。因为复制时以DNA分子解旋后的一条单链作为模板（母链）精确复制的，子链是严格按照碱基互补配对原则形成的。但在复制解旋时暴露的含氮碱基会因某种因素发生变化而干扰了DNA的正常复制，使遗传信息发生改变。在研究DNA复制机制的过程中，除了康贝格的实验，在1958年梅塞尔森和斯塔尔设计了DNA复制的同位素示踪实验。先将大肠杆菌培养在含15N同位素的培养基上生长。使大肠杆菌DNA分子中的N都成为15N。把含15N的大肠杆菌收集起来，洗去菌体外面的

8、15N，并把它们转移到14N的培养基上生长，繁殖四次。从实验组的五代大肠杆菌中分别提取DNA，在每分钟四万至五万转的速度下进行密度梯度离心二至三天后，不同重量的DNA分布在离心管中的位置不同（因为14N比1