第一篇：教学反思：复习课《DNA分子的结构和复制》

复习课《DNA分子的结构和复制》教学反思

1.优点和成功之处

（1）引入恰当有效，便于开展课题的复习，也有效地创设了学习情境。联系当前“全国打拐”的热点问题，以及汶川地震中遇难者身份的鉴定问题，顺利导入课题的复习，更激发了学生的兴趣。提高课堂教学的有效性的关键是兴趣，这样学生便易于接受本节课较为枯燥和抽象的复习，同时能够将所学知识应用于社会生活，进行STS教育。

（2）注重提高学生的生物学素养，注重与现实生活的联系。通过本节课的复习，学生对DNA分子的结构和复制有了基本的认识并以此解释“核酸保健品”、“抗病毒药物研究”、“DNA指纹技术”等相关的问题。

（3）探究可以渗透到知识生成的环节中，创新思维、发现问题的能力是理科教学的最终目标。在知识梳理过程中注重引入当前研究热点，并在问题探究和探讨中学习，引导学生主动参与探究过程，培养学生搜集和处理科学信息的能力、分析和解决问题的能力。

（4）注重面向全体学生。利用学案和启发性提问，充分调动学生的积极性，让不同层次的学生有不同的收获。同时注重学生之间的相互交流和问题意识的培养，着眼于学生全面发展和终身发展的需要。

2.问题和不足

（1）学生的思维活动还不充分，师生讨论、生生辩论的氛围没有形成。由于时间紧迫，在“核酸保健品”、“抗病毒药物研究”、“DNA指纹技术”等环节的教学中，没有给予学生充分的时间讨论、分析，有的学生来不及发表自己的观点，师生讨论，学生提出各种问题，学生与学生互相辩论的氛围没有形成，这是本节课最大的遗憾。

（2）在“亲子鉴定”和“不同物种亲缘关系判定”的问题中，利用了DNA的哪些特点和DNA分子的哪些部分，这一内容没有来得及展开。

高三的复习时间非常有限，如何设计一轮复习的模式和方案，在有限的时间里让学生去说、去暴露知识中的漏洞，教师如何做到敢于不说或少说，都是值得探讨的问题。本节课的知识容量并不是很大，可扩展的内容却很多，这些内容该不该都给学生加上，我们在高三的课堂上是以能力培养为主，还是解题训练为主，也让我颇为苦恼。

第二篇：DNA分子结构说课稿

《DNA分子的结构》

说课稿

安阳县二中分校 学科组：生物组 说课人：苏淑敏

各位评委、老师，大家下午好！我是安阳县二中分校生物组的苏淑敏。今天我要说课的内容是《DNA分子的结构》

在我校实行的“三·五·三”学导型课堂教学模式下，我将从以下四个方面进行我的说课，一说教材，二说教法，三说学法，四说教学过程。

一、说教材

《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容。本节内容是以DNA是主要的遗传物质以及选修一中的有关核酸的相关知识为基础，同时为学习《DNA的复制》、《基因的表达》、《基因突变》等生物的遗传和变异理论，以及选修教材中《基因工程》的学习奠定了基础。

教学目标 1.知识目标

①了解DNA双螺旋结构的探究历程，②理解DNA分子的结构特点。2.能力目标：

①通过跟随科学家的研究历程，发现科学家们曾遇到的问题，学会科学的探究方法，②通过自己制作DNA的结构模型，培养学生的动手能力和空间思维能力。3.情感目标：

认同与人合作在科学研究中的重要性；体验科学探索不是一帆风顺的，需要锲而不舍的精神。教学重点和难点

重点：DNA分子的结构特点，制作DNA分子双螺旋结构模型 难点：DNA分子的结构特点 课时安排 两课时 教具

多媒体课件，DNA双螺旋结构模型，DNA分子结构模型组件

二、说教法（1）学生已经掌握核酸的元素组成等相关知识，认识了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，懂得DNA是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。

（2）高中学生具备了一定的认知能力，对事物的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考，所以教师在学生探究的过程中要进行适当的引导。

因此，在教学过程中，我主要采用了以下的教学方法：直观演示法、实验法、讨论法。

1、直观演示法：

DNA双螺旋结构属于分子水平且为三维立体结构，对于学生的空间思维能力要求较高，比较抽象。因此，在教学过程中模型展示DNA的空间结构，化抽象为直观。激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，促进学生对知识的掌握。

2、实验法

制作的DNA双螺旋结构模型，以加深学生对DNA双螺旋结构特点的理解，同时提高学生的动手能力。

3、讨论法

针对学生提出的问题，组织学生进行分组讨论，促使学生在讨论中中解决问题，培养学生的团结协作的精神。

对于DNA分子结构模型的构建，在老师的指导下进行讨论，然后进行归纳总结，得出正确的结论DNA分子结构的特点。这样有利于调动学生的积极性，发挥学生的主体作用，让学生对本节知识的认知更清晰、更深刻。

三、说学法

我们常说：“授人以鱼，不如授之以渔”，因而，我在教学过程中特别重视学法的指导。让学生从“学会”向“会学”转变，由“要我学”变为“我要学”真正成为学习的主人。这节课以“三·五·三”学导型课堂教学模式为基础，通过三，问题导读----评价单，问题解决-----评价单，问题拓展----评价单的内容的完成来未完成本节课的教学目标和教学重难点。在指导学生的学习方法和培养学生的学习能力方面主要采取以下方法：分析归纳法、自主探究法、总结反思法。

四、说教学过程

（一）导入新课：据报道基地组织首领本拉登被美军击毙，美国军方通过DNA检测结果，以确认是否是本拉登本人，他的DNA和其他人的DNA存在什么差别？通过什么方式体现？（激发学生的兴趣）对于DNA 我们又知道些什么？

【复习旧知识】通过提问的方式复习选修一中学过的有关核酸的知识。

（二）讲授新课

在“三·五·三”学导型课堂的教学模式下，以建构主义理论等教育理论为基础，按照让学生主动建构自己的知识体系的要求，展开学习。

【幻灯片展示】威尔金斯、沃森、克里克等人获得诺贝尔讲奖的图片，指出是这些科学家的共同努力，构建出了DNA的结构模型。

1.1学生活动一

让学生自己阅读教材上的故事 1.2小组讨论

让学生讨论以下三个问题

1.2.1沃森和克里克在构建模型的过程中，利用了他人的哪些经验和成果？ 1.2.2沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过那些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？

1.2.3有关DNA结构方面的几个问题

1.2.3.1 DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？ 1.2.3.2 DNA的基本骨架是由那些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？

1.2.3.3 DNA中的碱基是如何配对的？他们位于DNA的什么部位？ 学生以小组为单位，合作讨论，在学生讨论时，逐组巡查，并参与进去，引导学生进行讨论，使讨论具有实效性和深刻性。

1.3学生展示

从班里抽出其中三个小组代表展示其讨论成果，在展示过程中其他各小组认真倾听、质疑、追问、争辩，展示各自的不同观点和见解。

1.4教师点评

根据小组展示的情况，及时点拨提升，给予评价。通过这个故事让学生知道要善于利用他人的研究成果和经验；善于与人他人交流和沟通，闪光的思想是在交流与撞击中获得的，认识到合作精神的重要性。2.1学生活动二 在对DNA模型构建认识的基础上，组织学生制作DNA双螺旋结构模型。

2.2小组讨论

根据大家所制作的模型，总结出的DNA双螺旋结构的特点，有什么共同观点和不同点。

2.3学生展示

展示DNA结构模型，总结出DNA分子的结构特点

⑴DNA分子是由两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。⑵DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。

⑶两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对的规律是A与T配对，G与C配对。碱基A与T、G与C之间的一一对应关系，叫碱基互补配对原则。

通过对比各小组制作的DNA模型，发现DNA分子结构特性：稳定性（①DNA都是由磷酸连结着脱氧核糖；②碱基互补配对），但是也有不同的地方，差异表现在DNA双链碱基对的排列顺序不同，碱基排列顺序的千变万化构成DNA分子的多样性，因为其多样性才可以贮存大量的遗传信息。而特定的碱基排列顺序构成每一个DNA分子的特异性。

2.4教师点评

指出大家都做得非常好，给与鼓励和肯定，让学生体会到成功的快乐，激发学生自主探究的主动性。

【幻灯片展示】展示多媒体课件中的图片和DNA双螺旋结构模型，进一步巩固知识。

（三）课堂小结，强化知识

引导学生总结DNA分子的结构的知识要点，再通过幻灯片的形式展示出本节课要点并作进一步总结使学生构建知识体系。

（四）课堂练习，巩固知识

做问题解决----评价单中课堂及时巩固中习题的，进一步巩固知识

在这节课的教学过程中，遵循以“教师为主导，学生为主体”的教学理念，教师的“导”立足于学生的“学”。根据高一年级学生的心理特征及其认知规律，在整个教学过程中根据“三·五·三”学导型课堂教学模式指导思想，鼓励每个学生积极参与，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形成的整个思维过程，构建自己的知识体系，求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的认识水平，从而达到预期的教学效果。

各位评委老师们，我的说课完毕，谢谢大家！

板书设计：

DNA的分子结构

一、DNA分子的化学组成

二、DNA分子双螺旋结构模型的构建

三、DNA分子的特点

（1）两条链：反相平行的双螺旋结构（2）外侧：磷酸+脱氧核糖---基本骨架

内侧：碱基对，碱基通过氢键相连（3）碱基互补配对

第三篇：DNA复制说课

《DNA复制》说课稿

各位老师同学们：

大家好，我今天说课的题目是高中生物必修2第三章第三节《DNA的复制》这部分内容。下面我将从教材分析、教法和学法、教学设计、板书设计几个方面来对本课题进行说明。

首先我对本课题教材进行分析：

一 说教材：

1．教材分析：

本节课在《DNA是主要的遗传物质》及《DNA的分子结构》这两节课的基础上讲述了DNA分子复制的内容，包括对DNA分子复制的推测，DNA半保留复制的实验证据，DNA分子复制的过程三个部分。本节在教材中属于较抽象较难理解的一部分内容，它是对前面所学的细胞分裂和孟德尔遗传定律知识的深化理解，同时也是学习生物的遗传变异理论和基因工程的基础，所以本节在教材中起着较重要的作用。2.学情分析

高一学生，从能力方面分析，他们有一定的观察推理能力，能够掌握基本的思维方法，逻辑思维、创造思维有了较大的发展，认知能力也在不断完善。从知识准备情况看，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，本课将要从分子水平来探讨生命的本质，由于这一课时内容具有较深的抽象性，属于肉眼看不到的抽象知识，学生们会感到困难，因此在教学中，除了通过启发式教学，设置大量的问题情境以外，还引导学生自主、探索、合作学习，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们探究、合作能力。基于以上对教材和学情的分析，结合新课程标准的新理念，我确定了如下几项教学目标： 3．教学目标

（1）知识目标：1 概述DNA分子复制的概念、场所、时期、条件、过程以及特点；

探讨 DNA复制的生物学意义

（2）能力目标：培养学生自学能力，动手合作能力，观察能力、分析理解能力。（3）情感态度价值观目标：

1、分析经典实验，领悟科学探究的魅力，感受实验设计的巧妙；

2、通过分组学习，学生互帮互助，共同进步；

3、模型演示，角色扮演，寓学于乐，增加学生对生物学习的兴趣。

在吃透教材的基础上，结合学生的认知结构和大纲要求，我制定了本课的重难点：

4．教学重点、难点

教学重点：

1、探究DNA半保留复制的实验证据；

2、概述DNA复制过程、条件和特点。

教学难点：

1、半保留复制的实验分析；

2、DNA复制过程。

为了讲清楚教材的重难点，使学生能够达到上面所说的教学目标，我再从教法和学法上谈一下，也就是本次说课的第二部分。

二、说教法：

1.情景教学法：让学生积极主动的参与到教学活动中来

2.直观演示法：用多媒体，把DNA复制过程演示出来，使难点知识变静为动、变抽象为形象，转化为易于吸收的知识。激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的掌握。

3.活动教学法:通过创设情景让学生扮演、学生借助教具模拟复制过程等活动形式获取知识，培养学生的团结协作的精神以及动手能力。4.教具演示法 ：

(1)用PowerPoint制作的演示文稿(2)DNA复制过程的动画

(3)DNA双螺旋模型(4)红色和蓝色拉链

三、说学法：

学生已经具备一定的实验分析能力，对同位素标记的这种实验方法也较为熟悉，所以在分析实验时，可以放手让学生思考实验原理，教师只需要做适当的引导便可。学生扮演、模型模拟这类教学，学生接触得极少，教师应该由浅入深的引导，并通过分组学习，让一些空间思维能力较强的学生带动小组甚至全班的同学进行学习。分析了教法和学法，下面我将具体说一下本次说课的第三部分——教学设计

四、说具体的教学过程

本节教学我将按如下的流程进行：

温故知新、导入新课 创设情境，学习新课 归纳总结 反馈练习(一)温故知新、导入新课

关于DNA分子的复制的教学，教师首先可以通过课题下的202_北京奥运会的会幑“中国印·舞动的北京”导入及问题探讨，激起学生和兴趣。然后让学生回顾以前学过的：（1）DNA组成单位是什么？（2）DNA有几条链组成？（3）DNA的结构特点是什么？展示DNA分子的双螺旋模型以及明星父子照片，思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？引出DNA复制课题。这是在学生掌握旧知识基础上，对已掌握的知识进行引申和发展从而而获得新知，符合认知建构理论。

（二）创设情境、学习新课

思考：新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？是否像洗相片似的，有一张底片就可以洗出许多相片来？ 一 对DNA分子复制的推测

沃森，克里克提出的关于DNA分子复制方式的假说是怎样的，引入对“半保留复制”概念的学习，接下来我使用课件给出关于DNA分子复制方式的另一假说——全保留复制。

接着提出这样一个问题:DNA究竟是以半保留还是全保留方式进行复制的呢？以此激发学生的求知欲望，从而引导学生对DNA分子复制的方式进行探究。二 DNA复制的实验证据

运用课件的方法将经典实验展示给学生，然后层层设疑，逐步分析此实验过程。

首先我将引导学生分析实验使用同位素示踪标记法的目的是什么？在得到解答之后，让学生领会到此实验设计的巧妙之处。接着我让同学们观察并自主阐述实验结果的现象，在学生清楚讲述了实验现象后，我将设出疑问：为何会产生这样的实验结果？这一实验结果又说明了什么？引起学生的思考，促进学生积极思维，在进行小组讨论后由学生自己得出结论：DNA是以半保留方式进行复制的。从而完成对DNA半保留复制实验证据的学习。

通过实验的探究，学生们已知道DNA是以半保留方式进行的，在此时，我将设疑：那DNA复制过程具体是如何的呢？引起学生的好奇心，从而转入对DNA分子复制过程的学习。三 DNA复制的过程 关于DNA复制具体过程的教学，我先请同学们自己阅读书上的相关内容，回答出DNA复制的概念，以及思考以下问题的答案：

⑵ 什么是解旋：解旋的目的是什么？ ⑵什么叫子链？复制一次能形成几条子链？ ⑶ 简述子链形成过程？

学生充分回答上述问题后，教师播放多媒体DNA分子复制过程的动态图解。并和学生一起归纳出复制三点过程：

② 解旋提供准确模板 ②合成互补子链

③ 子、母链结合盘绕形成新DNA分子。

以上过程可配合板图进行归纳。通过这个过程得出DNA复制的特点： ① DNA分子是边解旋边复制的，是一种半保留复制，即在子代双链中，有一条是亲代原有的链，另一条则是新合成的。

② DNA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。

设问：DNA复制后两个子代DNA分子与亲代DNA分子是否完全相同？为什么？

通过设问，让学生进一步理解和巩固DNA复制的全过程。接下来让学生总结出DNA复制的四大基本条件：

① 模板：开始解旋的DNA分子的两条单链； ② 原料：是游离在核液中的脱氧核苷酸； ③ 能量：是通过水解ATP提供；

④ 酶：酶是指一个酶系统，不仅仅是指一种解旋酶。(三)小结

最后通过以上分析，总结出DNA复制的意义以及在生活中的应用： 意义：DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而保证了物种的相对稳定性，保持了遗传信息的连续性，使物种得以延续。

应用：目前DNA分子广泛应用于刑事案件侦破等方面：DNA分子是亲子鉴定的主要证据之一。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。为了加深学生对DNA复制过程的理解，接下来我设置了两个学生活动 一 角色扮演——每个学生看成一个脱氧核苷酸，模拟DNA复制过程。（1）每个学生的躯干代表脱氧核糖，左手代表磷酸，右手代表碱基。每个学生右手中

拿一个用彩色纸剪好的碱基，使每个学生代表一种特定的脱氧核苷酸。（2）每五个学生前后连成一条脱氧核苷酸链，后面学生的左手抓住前面学生的衣服，代表磷酸核脱氧核糖相连，两条链反向平行形成一段DNA分子。（3）一名同学代表DNA解旋酶，模拟解旋过程；另一名同学代表DNA聚合酶，由他选择另一些手中拿着碱基的同学代表游离脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则加到解开的母链上。强调边解旋边复制。

（4）最后形成了两段由一条母链和一条子链重新组合的新的DNA分子。二 合作学习——用蓝、红两种颜色的拉链来模拟复制过程。

引导学生思考：（1）把拉链比作DNA分子，各部分可以看作什么？ 拉链中间的齿——碱基对；两边的布——磷酸、脱氧核糖交替排列的基本骨架； 拉链头——解旋酶； 拉链拉开后，单独的齿——碱基； 拉链完全拉开后，看作两条脱氧核苷酸链。

（2）把蓝色拉链当作亲代DNA，红色拉链当作合成新DNA的原料（游离的脱氧核苷酸），对照课本介绍，模拟并简述复制的过程。（3）分组模拟，合作学习。学生代表上讲台边讲解边模拟。

（4）再次播放DNA复制的动画，对刚才的内容进行补充说明（特别要强调的是，新链中的核苷酸是一个个接上去的，而不是像拉链一样成一条链之后再接上去。归纳出复制三点过程：①解旋提供准确模板②合成互补子链③子、母链结合盘绕形成新DNA分子。并再一次总结DNA复制所需要模板、原料、能量、酶。

（三）归纳总结：

从DNA分子复制方式，复制所需要条件，复制过程等多维度进行总结，构建完善的知识体系，并最终理解DNA复制在遗传学中的地位。

（四）反馈练习

设计5道原创练习题：即有关半保留复制及DNA复制时期、场所、条件及过程的习题。

通过以上练习使学生进一巩固本节课的重点与难点知识。

1.某双链DNA分子带有15N同位素标记，以该DNA为模板在含14N的试管中进行复制实验，连续复制5代之后，试管中带有15N同位素标记的DNA占总量的比例为。

A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16 【设计意图】 巩固DNA半保留复制的实验，理解：不论复制多少代含有母链的只有两条。

2．将下面关于DNA复制过程的步骤排序：

①互补碱基对之间氢键断裂②互补碱基对之间形成氢键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状结构。【设计意图】更好地掌握DNA复制的过程。

3、有关DNA复制的叙述，不正确的是。A．解旋完毕后再复制 B．可发生在卵原细胞形成初级卵母细胞时 C．复制包括母链和子链的螺旋化 D．复制过程需要能量

【设计意图】考查DNA复制的特点，时期以及条件。

4、某些药物可以抑制肿瘤细胞的增殖，从而达到控制癌症 的目的。这些药物作用于细胞周期的

A 间期 B 前期 C 中期 D 不能确定 【设计意图】考查DNA复制的时期。

5、DNA的复制不可能发生在

A、细胞核中

B、叶绿体中 C、线粒体中 D、高尔基体中 【设计意图】考查DNA复制的场所。

最后，说我的板书设计，也是我说课的第四部分，我将这样设计本课的课堂板书。

（五）板书设计 第3节 DNA的复制

一、复制方式的推测： 半保留复制 全保留复制

二、半保留复制的实验证据

三、复制的过程

过程：解旋——合成子链——螺旋 条件：模板、酶、原料、能量等 特点：半保留复制 边解旋边复制

四、意义：传递遗传信息

我认为这样的设计比较直观系统，一目了然。简要体现了教材中的知识点，便于学生理解。

各位领导老师，本节课我以 “教师为主导，学生为主体，以实验为基础，以学法指导为中心，让学生主动地参与到知识形成的整个思维过程中来，并最终达到预期的教学效果。

我的说课完毕，谢谢大家！

第四篇：DNA分子结构和特点-教学设计

DNA的分子结构和特点（1课时）

一、教学理念

本节内容的知识较为基础，又是分析讲解结构及特点，因此运用数学中常用的“点、线、面、体”的方法来逐步进入，层层递进地引导学生认识DNA的分子结构和特点。通过小组合作探究的方式，使学生能在此过程中体验科学探究的过程，最后在小组间的交流、比较和归纳中水到渠成地得出DNA分子结构的主要特点。再辅以物理模型的展示，给学生一个感性认识，使学生对知识有了更深的理解。

二、学习者分析

本节课的教授对象是高二年级的学生，他们已经学习了核酸的元素组成等基础知识，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成等相关知识，在上节课中也懂得了DNA是生物主要的遗传物质，这些都为本节课新知识的学习提供了必要的知识储备。学生在上节课学习了DNA是主要遗传物质之后，自然会产生类似“DNA凭什么可以成为遗传物质？”的疑问，这就激发了学生学习本节内容甚至学习生物的兴趣。

然而高二的学生尽管具备了一定的认知能力，但其思维的目的性、连续性和逻辑性还不完善，因此需要教师正确适时地加以引导；其次，学生更容易接受形象直观的知识，其空间想象力不足，所以在学习本节内容是有必要通过直观的模型构建或辅以动画、视频来帮助学生理解。

群体特征：异质程度高，规模为一个班级，整体印象积极好表现。

三、教材分析

本节课选自浙科版高二《生物学》必修二第三章第二节，内容包括DNA的分子结构、DNA分子的结构特点以及DNA的特性。本节课在学生学习了DNA是主要的遗传物质之后，进一步阐述DNA分子作为主要的遗传物质到底如何携带遗传信息，引发学生对科学本质的探究。虽然学生对这一方面的知识没有过多接触，但知识结构较为清晰，具有一定逻辑性。同时，本节课的学习也为接下去了解DNA分子的复制、遗传信息的表达打下基础，因此，本节课对于学生的知识框架而言具有承上启下的作用。

四、教学目标

1、知识目标：简述DNA的分子组成；概述DNA分子结构及其特点；举例说出DNA的特性在生活中的运用；

2、能力目标：通过对DNA双螺旋模型建立科学研究方法的学习能够独立自主地建立模型，提高观察、探索以及动手操作能力；养成看图分析问题的能力；

3、情感目标：认识到多学科合作探究的重要性，体会科学探索的艰辛，树立科学的价值观。

五、重点与难点分析

1、教与学重点：概述DNA分子的结构及其特点；理解DNA双螺旋结构；

2、教与学难点：DNA分子结构特点的分析；尝试解释DNA分子的特性。

六、教与学的方法 以讲授法为主，多媒体与物理模型辅助，小组讨论，独立思考，真题复习加深理解。

七、教学准备

收集与DNA相关的时事资料或生活实事，DNA双螺旋结构的物理模型，制作与课题相关的多媒体课件。

八、教学过程

1、创设情境，导入新课

利用生活实事创设情境：李某向哺乳期妻子张某提出离婚，按照法律，丈夫不能向哺乳期妻子提出离婚，可是法院竟判张某赔偿李某14.5万元，因为李某发现孩子不是他亲生的。教师提出问题：李某是怎样发现的呢？（预设答案：DNA鉴定），我们之前学习到DNA是主要的遗传物质，因此DNA鉴定是一种好办法，教师进一步提问：DNA为什么能作为主要遗传物质呢？要解决这个问题，就要学习本节课内容：DNA的分子结构和特点。

2、明确DNA的分子组成

请学生独立自主地阅读教材内容，简单认识DNA的分子组成，提问：①DNA的基本组成元素有哪些？（预设答案：C、H、O、N、P）②DNA分子的基本组成单位是什么？有哪些部分物质组成？（预设答案：脱氧核苷酸。由磷酸、脱氧核糖、碱基组成）③脱氧核苷酸有几种？分别是？（预设答案：4种，A、T、G、C）。学生根据自身基础以及自学的知识很容易能回答上述问题，在教师的引导下，请全班学生大声读出每一种脱氧核苷酸的名称，并请同学们尝试画出DNA的基本单位，教师在黑板上画出脱氧核苷酸的结构。

3、探索DNA分子的结构特点

给学生分组后，教师引导学生从“点、线、面、体”学习DNA分子的结构特点: ② 点：请学生再次说出DNA的基本组成单位，及时强化知识点，加深记忆； ②线：请小组合作探究刚才画出的一个脱氧核苷酸如何连成一条？在学生讨论的过程中请几个画得具有代表性的小组去黑板上展示讨论结果，教师请全班同学检查是否有错误并作出正确图形与解释；

③面：请小组合作探究怎样把两条DNA单链连起来并尝试归纳其特点。请小组代表回答后教师解释说明，使学生体验科学探究的过程，并在过程中养成合作探究、积极思考、勇于尝试的科学习惯；

④体：我们知道生物界很有名的沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构，那DNA是怎样从我们刚才说的两条链组成的平面图形变成立体的双螺旋结构的呢？教师展示DNA双螺旋结构的物理模型：先与学生一起认识物理模型的各个组成部分，然后在此基础上引导学生自行总结归纳DNA双螺旋结构的内容，并与学生一起分析模型归纳出DNA的3个特性。通过展示物理模型，增加学生的感性认识，同时也锻炼的学生的观察力和总结归纳的能力。

4、新知巩固，联系反馈

通过ppt上展示的一道关于DNA分子结构及其特点的练习题，请学生们一起回答，指出DNA分子的3个特点与3个特性。再通过3道真题加以巩固新知，从学生的回答中及时进行修正和弥补知识上的不足，完善整体知识体系的建构。

5、课堂小结

在时间许可的条件下，请学生总结本节内容体系。

6、课后练习反馈

布置与本节内容相关的练习，获取反馈信息，及时做好补救教学。

九、教学设计反思

本节课由于较为基础，因此使用了讲授法进行教学，知识点的讲解过程可能会有一些枯燥，因此需要教师及时地调动课堂气氛，在学生分组讨论的过程中，教师也要在教师中游走，注意观察或参与各小组的讨论中。最后使用的DNA双螺旋结构的物理模型带给学生感性认识，体现了直观性的教学原则。

附：板书设计

第五篇：DNA 复制

第六章 DNA的复制、修复和重组

细胞在复杂多变的环境中维持生命活动的秩序是依赖于DNA所携带的大量遗传信息的准确复制，这种复制过程被称为DNA复制。这个过程必须发生在一个细胞产生两个遗传学上完全相同的子代细胞之前，在细胞中维持秩序也需要对它的遗传信息进行不断地监督和修复，DNA易受来自环境中的化学药品和放射物的损害，也易受细胞内产生的活性分子的损害。在这一章中，我们讲述细胞中用于DNA复制和修复的蛋白质机器，这些蛋白质机器催化一些细胞内发生的快速而精确的过程。

尽管这些系统能保护遗传物质以防止发生复制错误和偶然的损害，但永久的改变或突变有时也会发生。尽管许多突变不会以任何显著的方式影响生物体，但有一些也有意义深远的影响，有时候，这些改变有益于生物体：例如突变能是细菌对用来杀死它们的抗菌素产生抵抗力。实际上，在DNA中这些改变的积累已超过数百万年，因而使遗传物质多样化，使一个物种与另一个物种截然不同。突变也可产生小的变异，这些变异可造成同一物种中不同个体间的许多差异。这我们可在人类和其他动物中很容易看到遗传信息从一代忠实的传到下一代。DNA的差异能产生变异，这种变异构成同一物种不同个体间的差异，久而久之，一个物种和其他的物种间形成差异。在一个家庭中，小孩间会长的比较像，这是由于他们遗传了他们父母的特有的基因。猫和人类有许多相同的特征，但经过数百万年的进化，使人和猫分开，这些遗传变化现在是我们和猫成为不同的物种。鸡是与我们亲缘关系更远的动物。然而，突变也是有害的：在人类中，他们引起几千种遗传疾病和许多类型的癌症。因此，一个细胞或一个生物体的存活取决于是否能将DNA的变化保持在最小值。如果没有不断地监督和修复受损DNA的细胞系统，生命就可能不存在。

我们通过学习这些负责复制和使DNA维持在最小变化的机制来开始学习这一章。

第一节 DNA复制

在每次细胞分裂中，细胞必须非常精确的复制它的基因组，在这一节中，我们将学习一下细胞如何完成它的工作，以每秒1000核苷酸的高速率复制DNA。

一、碱基配对使DNA复制

在前面的章节中，我们看到每股DNA双螺旋结构都包含两条核苷酸链，它们是准确互补配对的。每条链都可以作为一条新互补链合成的模板。图6-2，一条DNA链可作为模板，结合优先发生在能形成碱基对的核苷酸间（A与T,G与C），每一条链都可作为模板合成与它互补的链。

换句话说，如果我们指定两条DNA链分别为S和S’，S链可作为模板合成一条新的S’链，而S’链也可以作为模板合成一条新的S链。图6-3，DNA作为自身复制的模板。双螺旋结构中的每条DNA链都可合成它的互补链特定核苷酸序列的模板。

DNA中的遗传信息通过这种简单的过程就可以得到精确的复制。链S从链S’上分离，然后每个分开的DNA链有各自作为模板合成另一条新的互补链，这条互补链和先前与它配对的链核苷酸序列相同。

一个DNA分子的每条链作为合成其互补链的模板，这使细胞得到复制，它的基因也通过DNA复制传给后代。在一次细胞分裂中，涉及复制数万亿的核苷酸对，这种复制过程必须快速而准确的进行。这项工作是由一群蛋白质聚集在一起形成的复制机器来完成的。

DNA复制从母本DNA分子产生两个完整的双螺旋，除了稀少的复制错误外，每个新的DNA双螺旋结构在核苷酸序列上与母本DNA双螺旋完全相同。因为每条母本DNA链作为一条新链合成的模板，每个子代DNA双螺旋都包含一条母本DNA链和一条新合成的链，这种复制方式被称为半保留复制。图6-4，在每轮复制中，DNA中的每条链都作为合成其互补链的模板。原DNA链通过许多代细胞，仍能保持完整，DNA是半保留复制的，因为每个子代DNA双螺旋都由一条来自母本DNA的链和一条新合成的链组成。在P200-P202，How we know？中我们看一下第一次用来描述DNA以半保留复制方式复制的实验。

在1953年，Watson 和Crick发表了描述DNA结构模型的一篇著名文章。如图5-2。在这篇文章中，他们提到了互补碱基—A和T、G和C—顺着双螺旋结构的中心互补配对，使这两条DNA链紧密地结合在一起。接着他们又通过这种特殊的配对方式提出了遗传物质的一种可能的复制机制。

一个月后，这篇著名的文章发表在Nature杂志上，Watson 和Crick提出DNA可能是如何复制的。在这篇文章中，提出：双螺旋结构的两条链解开，每条链都作为模板，合成与它互补的子链。在他们的模型中，把这种复制方式称为半保留复制，每个新DNA 分子是由一条原母本链和一条新合成的链组成。图6-6，对DNA复制作出的不同预测的三种模型。图6-6A，在半保留复制模型中，每条亲本DNA链都作为模板来合成一条新的子链。第一轮复制将产生两个杂合DNA分子，每一个杂合DNA分子都包含一条来自原母本的链和一条新合成的链。随后都一轮复制将产生两个杂合DNA分子和两个不包含原亲本DNA链的新DNA分子。

我们现在已经知道Watson 和Crick提出的DNA复制的模型是正确的。但起初这种模型并未被普遍地接受。尊敬的物理学家后来转变为遗传学家的Delbrück，作为其中的一人，他对此提出疑问：双螺旋结构的两条链，互相缠绕如此多次而扭成很长的一束，它可能在没有造成混乱的缠在一起的情况下解开DNA的两条链吗？Watson和Crick关于DNA打开的设想是DNA是像拉链一样解开的，而Delbrück认为这在物理上是不太可能的。

Delbrück提出，DNA是通过一系列的打断和重新聚合来进行的。DNA主链被打断成短片段，DNA复制发生在短片段上，在重新聚合前，这一短片段可能只有10个核苷酸大小。这种模型被称为分散复制。复制的结果是新DNA和旧DNA的混合物，每条链都是新DNA和旧DNA的混合，而不必解开DNA双链。图6-6B，在分散复制模型中，每代子链DNA都将包含母本DNA链和新合成的DNA片段。

然而，第三个阵营提出DNA复制是全保留的观点：母本DNA双螺旋将在复制后以某种方式保持完整，子代分子包含两条全新的DNA链。如图6-6C。

为了判断着三种模型哪种是正确的，Meselson和Stahl做了一个实验来展现新合成的DNA链的组成。Meselson很严肃的考虑了辨别旧蛋白和新蛋白间不同的方法，这种方法可能也可用于研究DNA。他与Stahi共同合作完成了这个实验，这个实验被称为生物学中最漂亮的实验。

他们通过培养两批大肠杆菌来开始实验，一批是用含15N氮源的培养基培养，另一批是用含14N氮源的培养基培养，培养基养分中的氮经过核苷酸合成进入核苷酸碱基，以这种方法进入生物体的DNA中。在这两种培养基中培养选拔数代后，研究者把细菌分别放入两个烧瓶中，一个的DNA含15N，而另一个的DNA含有14N。然后，Meselson和Stahl把细菌细胞打碎，把DNA装入含有高浓度氯化铯的离心管中，进行离心，氯化铯会形成一个浓度梯度，DNA分子在溶液中漂浮或下沉，平衡时，DNA分子位于周围盐浓度与它们的浮力浓度相同的位置。Meselson和Stahl发现他们能通过观察DNA在氯化铯梯度中的位置来区分含15N的DNA和含14N的DNA，因为含15N的DNA比含14N的DNA分子质量大，它们集中在接近离心管底部的位置。图6-7，氯化铯浓度梯度离心能使含15N的DNA和含14N的DNA分开细菌在分别含14N和15N的培养基中培养几代，DNA被分别标记，然后打碎细胞，把DNA装入含氯化铯盐溶液的离心管中，高速离心两天后，含15N的DNA和含14N的DNA集中在离心管的不同部位而区分开。

Meselson和Stahl一经建立了区分含15N的DNA和含14N方法，就开始着手测验关于DNA复制的各种假说。他们先在含15N的培养基中培养细菌，然后，将15N标记的细菌转移到含14N的培养基中培养。在实验开始时，所有DNA都用15N标记的，但随着细菌的分裂，新合成的DNA链是用14N标记的。然后，他们记录含14N的DNA的积累量，检测哪种假说最符合实验数据。经培养一代后，研究者发现母本的这些含15N的DNA消失了，而出现了一种密度介于15N-DNA和14N-DNA的新的DNA分子。图6-8，Meselson和Stahl实验的第一部分，排除了全保留复制模型。A，细菌在含14N的培养基中培养，离心后DNA分子位于离心管上方。B，在含15N的培养基中生长的细菌，离心后DNA分子位于离心管底部。C，把在含15N的培养基上培养的细菌转移到含14N的培养基中培养，离心后，产生一条介于两母本DNA间的带。这一实验结果可以排除全保留复制模型，但不能区分半保留复制和分散复制。因为全保留复制模型预测母本DNA将全为含15N的，而子代DNA含的氮将全为14N，半保留复制预测子代DNA将包含一条含15N的DNA链和一条含14N的DNA链，分散复制预测新合成的子代DNA是含15N的DNA和含14N的DNA的杂合分子，所以不能区分半保留复制和分散复制。

为了区分半保留复制和分散复制模型，Meselson和Stahl使DNA受到高温，而使两条DNA链间的氢键断开，使双螺旋结构被拆开而成为单链。当研究者在离心前对杂合分子加热后，他们发现DNA的一条链是含15N的，而另一条是含14N的，这进一步支持了半保留复制模型。如果分散复制模型是正确的话，每条子链都包含15N和14N，离心后，所有的DNA都将集中在中间浓度处。

这个实验也说明了Watson和Crick是正确的。事实上，这个结果被广泛而快速的接受，以至于在Meselson和Stahl发表这些数据前，教科书上就已经描述了这个实验。

二、DNA合成在复制起点开始

DNA双螺旋在正常情况下是非常稳定的：DNA的两股链通过碱基间大量的氢键牢固地结合在一起。只有提供充足的热能，才能使DNA链分开。为了用来作为复制的模板，首先要把双螺旋结构打开，两股DNA链打开，暴露出未配对的碱基。

DNA复制的过程通过最初结合到DNA上的初始蛋白结合到DNA上开始，撬开两条链，打开碱基间的氢键。图6-5，DNA双螺旋结构在复制起点处打开。复制的初始蛋白在复制起点处识别DNA序列。在局部打开双螺旋的两股链，暴露出单链来作为复制的模板。

虽然这些氢键共同地使DNA双螺旋变得非常稳定，但单独的一个氢键是比较弱的。一次使一段短的DNA链中的少数碱基对分开，不需要大量能量，在一些蛋白帮助下，在正常温度下就可以发生。

DNA首先被打开的地方被称作复制起点，它们通常有一段特点的核苷酸序列。在细菌、酵母菌这些简单的细胞中，复制起点大约包含100个核苷酸对；它们由用来吸引初始蛋白的DNA序列组成，而对于已经打开的链，DNA的延伸是很容易进行的。通过学习第五章，我们知道，A=T碱基对间形成两个氢键，G≡C碱基对见形成三个氢键，因此，富含A-T碱基对的DNA相对地比较容易分开，而且，A-T碱基对丰富的DNA序列通常位于复制起点。

一个细菌的基因组，通常包含在一个含有几百万个核苷酸对的环形DNA分子上，有一个单一的复制起点，人类的基因组，非常大，有大约10000个复制起点。在人类中，可以同时在许多地方开始DNA的复制，这样一个细胞在很短的时间内就能够复制它整个的基因组。

一旦一个初始的蛋白结合到DNA的复制起点上，复制起点处打开双螺旋结构，它就会吸引一群用于DNA复制的蛋白质。这些蛋白质组成一个蛋白机器，每一个蛋白都执行着特定的功能。

三、新DNA的合成发生在复制叉处

DNA复制过程中，包含一个Y形的接合点，我们称为复制叉。图6-9，在真核生物的染色体上在多复制起点外以相反的方向移开。这个电子显微镜照片显示了苍蝇早期胚胎的DNA复制。沿着DNA的这些课件的微粒是核小体，它们是由DNA缠绕蛋白质复合物而形成的。图1、2和3显示的是同一部分DNA分子，它们处在DNA复制的连续阶段。橙色的线代表亲本的DNA链，红的的代表新合成的DNA。

在这些复制叉处，复制机器沿着DNA链移动，打开双螺旋结构的两股链，每条链都作为模板合成新的子链。在每个复制起点外形成两个复制叉，它们从复制起点开始沿相反的方向移动，随着复制的移动，DNA双螺旋被打开。所以，把在细菌和真核生物染色体中的DNA复制称为双向复制。复制叉移动的非常快—在细菌中大约每秒1000个核苷酸对，在人类中，大约每秒100个核苷酸对。在人类（可以说在所有真核生物中）复制叉移动的速度比较慢，这可能是由于这些生物体中，DNA是通过更复杂的染色质来复制的。

DNA复制机器的核心是一种被称为DNA聚合酶的酶。这种酶用亲本DNA的一条链作为模板来合成新的DNA。这种酶催化DNA链的延长，通过正延长的这条DNA链的3’末端与新加入的核苷酸的5’磷酸基形成一个磷酸二酯键而使DNA链继续延长。

DNA合成的基本反应是：一个脱氧核糖核苷酸与一条多聚核苷酸链的3’-OH末端结合。所以新的DNA链的合成方向是5’→3’。核苷酸是以核苷三磷酸的形式参与反应，即将进入的这个脱氧核糖核苷酸和模板链间的碱基对配对，指导者在核苷酸序列上与模板链互补的新DNA链的形成。如图6-2。

DNA聚合酶催化话核苷酸结合到正延长的DNA链的3’-OH游离端。新进的这个核苷三磷酸断裂一个酸酐键（星号）释放大量的自由能。这些能量用于这个聚合反应。

在核苷三磷酸中，一个高能建的水解，使核苷酸单体连接到DNA链上，并释放一分子焦磷酸盐。DNA聚合酶把能量的释放和聚合反应连接起来。而焦磷酸盐进一步水解为无机磷酸，使聚合反应不可逆。

DNA聚合酶在每次增加一个新核苷酸到正延长的DNA链上后并不从DNA上分离下来，而是一直与DNA结合，沿着模板链逐步的移动，催化进行聚合反应。