3.3DNA的复制导学案-2024-2025学年高一下学期生物学人教版必修2

该高中生物学导学案聚焦DNA复制，涵盖过程、条件、特点及半保留复制实验证据。通过“问题探讨”联系DNA双螺旋结构，引导学生思考复制基础，为后续学习搭建知识支架，梳理前后知识点脉络。 特色在于运用假说-演绎法分析实验证据，通过模型演绎、概念图构建深化理解，课堂探究结合计算应用。注重科学思维培养，探究实践环节突出，习题设计兼顾基础与应用，助力学生系统掌握知识，提升生物学核心素养。

第三章 基因的本质 第3节 DNA的复制 导学案 班级： 姓名： 学号： __ 【一、学习目标】 知识与技能： 1.概述DNA分子的复制过程。 2.探讨DNA复制的生物学意义。 3.说出DNA复制所需的条件。 过程与方法： 1.通过分析DNA半保留复制的实验证据，学习假说-演绎法在科学研究中的应用。 2.通过构建DNA复制过程的物理模型或概念图，加深对复制过程的理解。 情感态度与价值观： 1.认同DNA分子复制的准确性和高效性，感受生命活动的精密与有序。 2.体会科学探究过程的艰辛与创造性。 【二、学习重难点】 重点：DNA分子复制的过程、条件和特点。 难点：DNA半保留复制的实验证据分析。 【三、课前预习·自主探究】 一、问题探讨（阅读课本P53“问题探讨”） 为什么DNA能作为遗传信息准确复制的基础？ ______________________________________________________________________________________________________________________ 二、基础梳理 1.对DNA复制的推测 （1）提出者：________和________在提出DNA双螺旋结构模型后就推测出DNA的复制方式。 （2）推测方式：________复制。 2.DNA半保留复制的实验证据（梅塞尔森和斯塔尔的实验） （1）实验方法：________________________。 （2）实验材料：________________________。 （3）实验过程：①用________培养大肠杆菌若干代，使其DNA全部被标记。提取DNA，离心，记录位置（________带）。 ②将含15N-DNA的大肠杆菌转移到含________的培养基中培养。 ③分别提取培养________代和________代细菌的DNA，进行离心，记录位置。 （4）实验结果：①亲代：________________带。 ②子一代：________________带。 ③子二代：________________带和________________带。 （5）实验结论：DNA的复制是以________的方式进行的。 3.DNA复制的过程 （1）概念：以________为模板，合成________的过程。 （2）时间：细胞有丝分裂的________和减数分裂前的________。 （3）场所：________、________、________。 （4）过程：①解旋：在________的作用下，DNA双链的________断裂，两条螺旋的双链解开。 ②合成子链：以解开的每一条母链为________，在________等酶的催化下，利用细胞中游离的4种________为原料，按照________原则，各自合成与母链________的一条子链。 ③形成子代DNA：每条子链与其对应的________盘绕成________结构，形成两个与亲代________的DNA分子。 （5）条件：①模板：________________。 ②原料：________________。 ③能量：________________。 ④酶：________________（如________、________等）。 （6）特点：①________________：新合成的DNA分子中保留了原来DNA分子中的一条链。 ②________________：边________边________。 （7）精确复制的原因： ①________________为复制提供了精确的模板。 ②________________原则保证了复制能够准确地进行。 （8）意义：将________从亲代传给子代，保持了________的连续性。 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：DNA半保留复制实验的深度分析 1.模型演绎：请在下方画出梅塞尔森和斯塔尔实验中，亲代、子一代、子二代DNA分子在离心管中可能出现的条带位置及DNA链的组成情况（用实线表示¹⁵N链，虚线表示¹⁴N链）。 2.思考讨论： （1）如果DNA的复制方式是全保留复制，请预测子一代DNA离心的结果应该是怎样的？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 （2）该实验为什么能证明DNA的复制是半保留的，而不是全保留的？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 探究二：DNA复制的过程分析 1.过程图解：请在下图中绘制一个正在进行复制的DNA分子片段，并标注出以下结构或成分：母链、子链、解旋酶、DNA聚合酶、复制起点、复制方向、氢键、磷酸二酯键。 2.根据你绘制的图解，回答以下问题： （1）DNA解旋的作用是什么？__________________________________________________________________________________________ （2）DNA聚合酶的作用是什么？它催化合成的方向是怎样的？_________________________________________________________________________________________________________________________ （3）子链的合成方向与母链的方向有什么关系？______________________________________________________________________________________________________________________________________ （4）复制完成后，两个子代DNA分子与亲代DNA分子有什么关系？______________________________________________________________________________________________________________________ 探究三：DNA复制的相关计算 1.规律总结：将一个全部DNA链被¹⁵N标记的DNA分子转移到含¹⁴N的培养基中培养。 （1）复制n次后，DNA分子总数为：________________________。 （2）含¹⁵N的DNA分子数为：________________________。 （3）只含¹⁴N的DNA分子数为：________________________。 （4）含¹⁵N的DNA链占总链的比例为：________________________。 2.应用计算：一个用¹⁵N标记的DNA分子，在含¹⁴N的培养基中连续复制3次。问： （1）得到________个DNA分子。 （2）含¹⁵N的DNA分子有________个，只含¹⁴N的DNA分子有________个。 （3）含¹⁵N的DNA链占全部DNA链的________。 【五、课堂小结·知识体系】 （请用流程图或概念图的形式，构建本节的知识体系，核心应包括：对复制的推测、实验证据、过程、条件、特点、意义） 【六、当堂检测·巩固提升】 一、选择题 1.下列关于DNA复制的叙述，正确的是（ ） A. 在细胞有丝分裂间期，会发生DNA的复制 B. 一个DNA分子通过一次复制后得到四个DNA分子 C. DNA双螺旋结构全部解旋后才开始进行复制 D. 单个脱氧核苷酸在DNA连接酶的作用下连接合成新的子链 2.某DNA分子含100个碱基对，其中腺嘌呤40个。该DNA分子复制2次，需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量是（ ） A. 60个 B. 120个 C. 180个 D. 240个 二、填空题 1.DNA复制是指以________为模板合成子代DNA的过程。复制的方式是________。 DNA复制需要________、________、________和________等基本条件。 三、简答题 仔细阅读图1和图2，请据图回答问题： （1） 写出图1中下列编号所代表的中文名称：④______________ （2） DNA分子的基本骨架是由____________和____________交替连接组成的。 （3） 图2所示过程叫____________，该过程所需的原料是_____________，此过程必须遵循___________原则。 （4） 若用32P标记的1个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在释放出来的300个子代噬菌体中，含有32P的噬菌体占总数的____________。 （5） 一个用15N标记的DNA分子，放在含14N的环境中培养，复制4次后，含有14N的DNA分子总数为___________。 【七、课后反思】 1.通过本节学习，我认为DNA复制能够高保真进行的关键是：__________________________________________________________________________________________________________________________。 2.我将DNA复制的过程与细胞分裂联系起来，理解了：________________________________________________________________________________________________________________________________。 参考答案 【三、课前预习·自主探究】 一、DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；碱基互补配对原则保证了复制能够准确进行。 二、1. 沃森；克里克；半保留 2. 同位素标记技术（密度梯度离心法）；大肠杆菌；¹⁵N；重；¹⁴N；一；二；重；中；中；轻；半保留 3. 亲代DNA分子；子代DNA分子；间期；间期；细胞核；线粒体；叶绿体；解旋酶；氢键；模板；DNA聚合酶；脱氧核苷酸；碱基互补配对；互补；母链；双螺旋；完全相同；DNA的两条母链；4种游离的脱氧核苷酸；ATP；多种酶；解旋酶；DNA聚合酶；半保留复制；边解旋；边复制；DNA独特的双螺旋结构；碱基互补配对；遗传信息；遗传信息 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：2.（1）如果DNA的复制方式是全保留复制，子一代DNA离心后应该出现一条重带（由亲代DNA形成）和一条轻带（由新合成的DNA形成）。 （2）因为实验结果显示子一代DNA只有一条中带，说明新合成的DNA分子是由一条¹⁵N母链和一条¹⁴N新链组成的，排除了全保留复制的可能。 探究二：2.（1）解开DNA双链，暴露出碱基序列，为复制提供模板。 （2）催化脱氧核苷酸聚合形成新的DNA链；只能沿着模板链的5‘→3’方向催化合成子链。 （3）两条子链的合成方向相反，一条是连续的（前导链），一条是不连续的（后随链，形成冈崎片段）。 （4）两个子代DNA分子与亲代DNA分子完全相同。 探究三：1.（1）2ⁿ （2）2 （3）2ⁿ - 2 （4）1 / 2ⁿ 2.（1）8 （2）2；6 （3）1/8 【六、当堂检测·巩固提升】 一、1. A 2. C 二、1. 亲代DNA分子；半保留复制 2. 模板；原料；能量；酶 三、（1）鸟嘌呤脱氧核苷酸 （2）磷酸；脱氧核糖 （3）DNA分子的复制；游离的脱氧核苷酸；碱基互补配对 （4）1/150 （5）16 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $