人教版生物必修二 第三章DNA的复制
【教案】DNA的复制+教学设计+2022—2023学年高一下学期生物人教版必修2
《DNA的复制》教学设计一、教材分析和设计思路“DNA的复制”是人教版高中生物学教材《遗传与进化》第3章第3节的内容。
本节内容包括对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的实验证据(选学)和DNA分子复制的过程3部分内容。
DNA分子复制的推测，旨在使学生了解沃森和克里克在制作DNA模型后，推测了DNA分子的自我复制的机制这一事实，更重要的是使学生理解结构与功能的内在联系。
DNA半保留复制的实验证据很好地揭示生物学研究必须源于实证，并体现了假说—演绎法的科学研究方法，但由于证明DNA半保留复制实验的难度较大，教材将这部分内容安排为选学。
按就近发展区原则，可增加一个密度梯度离心的模拟实验作为铺垫，再引出半保留复制和全保留复制方式，然后引导学生设计实验，演绎推理实验结果，最终理解DNA半保留复制的实验验证。
二、教学目标1.运用假说--演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。
2.概述DNA复制的条件、过程和特点。
3.通过对DNA半保留方复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
三、教学重难点1.教学重点（1）运用假说--演绎法探究DNA的复制方式。
（2）DNA复制的条件、过程和特点。
2.教学难点（1）运用假说--演绎法探究DNA的复制方式。
（2）DNA复制的过程分析和相关计算。
四、教学过程教学环节主要教学活动设计意图引入新课结合假说演绎法，对DNA复制进行问题探讨：沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。
”1. 碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2. 这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点?复习前概念，提出新问题，引发学习兴趣。
新知学习对DNA复制的推测1.引入沃森和克里克论文部分内容，提问：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？2.提问：除了半保留的方式之外，DNA复制的方式还可能有哪些？出示科学家提出的DNA全保留和半保留复制的两种假说图解，提示学生全保留复制是指母链DNA分开，分别复制形成两条子链DNA，此后两条母链DNA彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。
高中生物人教(2019)必修2课件第3章第3节 DNA的复制
2．DNA 复制的过程
能量 解旋酶
螺旋 母链
脱氧核苷酸 DNA 聚合酶
碱基互补配对
模板链
双螺旋结构
3．DNA 复制的特点 (1)过程：_边__解__旋__边__复__制___，多起点复制。 (2)方式：半保留复制。 4．准确复制的原因 (1)DNA 独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 (2)通过_碱__基__互__补__配__对___，保证了复制能够准确地进行。 5．DNA 复制的意义 将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了_遗__传__信__息___的连续性。
A．酶①和酶②均作用于氢键 B．该过程的模板链是 a、b 链 C．该过程可发生在细胞有丝分裂间期 D．DNA 复制的特点是半保留复制 解析：由题图可知，酶①(解旋酶)使氢键断裂，而酶②(DNA 聚合酶)催化形成磷酸 二酯键，A 错误。答案：A
2．真核细胞中 DNA 复制如下图所示，下列表述错误的是
结果如下图所示。
(1)Ⅰ代细菌 DNA 分子的结构是怎样的？ 提示：Ⅰ代细菌 DNA 分子中只有一条链被 15N 标记。 (2)Ⅲ代细菌 DNA 分子的平均相对分子质量是多少？ 提示：Ⅲ代细菌 DNA 分子的平均相对分子质是为(7a＋b)/8。
1．关于 DNA 分子复制的早期推测 在 DNA 分子复制的早期研究中，科学家们提出了三个模型：全保留复制模型、弥 散复制模型和半保留复制模型。 比较如下： 全保留复制：亲代 DNA 分子两条链不变，子代 DNA 分子的两条链都是新合成的。 半保留复制：新合成的每个 DNA 分子中，都保留了原来 DNA 分子中的一条链。 弥散复制：亲代 DNA 分子的两条链分散成短片段，与新合成的子代 DNA 分子的 两条链分散成的短片段混杂在一起，不能分出亲代 DNA 单链。
【人教版】高中生物必修二《 3.3 DNA的复制》课件
中连续繁殖四代，a、b、c为三种ＤＮＡ分子：a只含１５Ｎ，b同时
含１４Ｎ和１５Ｎ，c只含１４Ｎ，如下图，这三种ＤＮＡ分子的比例正
•Con确ten的t 是
( D)
【解析】假设亲代DNA分子为n个，则繁殖四代后，DNA分子 总数为16n，其中，只含１５Ｎ的DNA分子为０个,同时含１４N和１ ５Ｎ的有2n个，只含１４Ｎ的有14n个，它们呈现Ｄ图所示的比例。
的噬菌体所占的比例是Fra bibliotek•Content
A. １
B. 2
C.n
n
n
（ B）
D.1/2
【解析】亲代噬菌体的ＤＮＡ用３２Ｐ标记后，在细菌中利用 细菌的化学成分进行复制，因为ＤＮＡ的复制是半保留复制，亲 代噬菌体ＤＮＡ分子的两条脱氧核苷酸链将被保留下来，并代代 传递下去，最后，在形成的子代噬菌体中总是有两个含有亲代噬 菌体ＤＮＡ初始母链的。
2.细菌先在含有１４Ｎ的环境中培养，然后转到含有重氮（１５Ｎ）的环
•Co境于nt两中en次，t 连经续过复相制当的于时一间次后复，制分的析时细间菌，Ｄ再Ｎ转Ａ到组含成14N，的结环果境应中为，（经过Ａ相当）
可能的答案
Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１４Ｎ ３／４ １／４
— １／２
ＤＮＡ 居中
１／４ ３／４ １／２ １／２
第三节 DNA 的 复 制
一、对DNA分子复制的推测 •Cont假en说t ： 半保留 复制方式。
1.提出者： 沃森和克里克 。 2.内容：
（1）解旋：DNA分子复制时，DNA分子的 双螺旋 解开，互补的 碱基之间的 氢键 断裂。
（2）复制：以 解开的两条单链 作为复制的模板，游离的脱氧 核苷酸依据 碱基互补配对 原则，通过形成 氢键 ，结合到作为
3-3DNA的复制课件 高一下学期 生物人教版必修2
两条链被标记情况 都是15N
一条15N，一条14N 都是14N
密度大小
离心位置
最大 靠近试管的__底____部
居中 位置__居__中____
最小 靠近试管的__上____部
核心任务1：
请各小组按照DNA复制方式的三种假说分别 进行演绎推理，将预测的实验过程和结果画在 错题分析本上，并进行展示交流。
25
DNA复制的意义：将_遗__传__信__息__从亲代细胞传递给子代细胞， 从而保持了_遗__传__信__息__的连续性。
四、DNA复制中的有关计算
① ② ③
亲代 子一代
亲代DNA分子经 n 次复制后，则 1.DNA分子数 ①子代DNA分子数： 2n个
子二代 子三代
②含亲代母链的DNA分子数： 2个
5’
3’
3’
5’
沃森和克里克大胆地作出假说
一、对DNA复制的推测
预习反馈
请阅读《必修2》P53第1自然段及图3-9，阐述沃森和克里克
对于遗传物质自我复制的假说内容。
DNA复制时，DNA双螺旋__解__开__，互补的碱基之间的氢键_断__裂___， 解开的两条单链分别作为复制的_模__板____，游离的脱氧核苷酸根
演绎推理 DNA分子数
半保留复制
全保留复制
亲代
1个
子一代
2个
子二代
4个
重带
重带
均为中带
1个重带，1个轻带
2个中带，2个轻带 1个重带，3个轻带
实验检验 科学家完成上述实验，结果如下：
亲结代论：DNA的复制子是一以代半保留的方子式二进代行的 实验结果与半
中带
轻带 中带
保留复制的预 期结果一致
高中生物必修二第三章第3节 DNA分子的复制
活动任务----演绎推理：
请依据两种假说分别演绎推理15N标记的DNA在14N的培养 基中培养1代前后的DNA,并分别预测两种假说第0代和第1代 DNA密度梯度离心后的结果，并画在离心管相应的位置上。
实验结果：
大肠杆菌在含15NH4Cl的 培养液中生长若干代
转移到含14NH4Cl 的培养液中
15N/15N DNA
A.每条染色体的两条单体都有被标记
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
2.半保留复制
新合成的DNA 分子一半新的， 一半旧的
3.分散复制
新合成的DNA分子新的和旧 的都有
1956年，两位年轻的美国分子生物学家梅塞尔森和斯塔 尔合作开展关于DNA复制的实验研究，实验结果于1958 年正式发表。
关键问题1： 肉眼看不见的DNA分子，用什么方法区分
亲代和子代的DNA单链？
（ ）个；第4次复制时需要游离的胞嘧 啶脱氧核苷酸的数目为 （ ）个
五、DNA复制与细胞分裂的关系:
进行第一次有丝分裂：
进行第二次有丝分裂：
1. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 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.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
3-3DNA的复制 课件 高一下学期生物人教版必修2
①解旋——在能量驱动下， 提示：DNA聚合酶的合成方向是5´→3´，这也是核苷酸
解旋酶将DNA双螺旋解开 链的方向
友情学校：大庆实验中学
课件创意：一生唐
三、DNA复制的过程
5.条件：
(1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
(2)原料：四种脱氧核苷酸(No:A、G、C、T)
(3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
染色体
置于不含T含BrdU 的培养基培养
DNA
置于不含T含BrdU 的培养基培养
染色体中只含有T
第一次有丝分裂中期
预测全保留和弥散复制时，第一次和第二 次有丝分裂中期时染色单体的染色情况？
友情学校：大庆实验中学
第二次有丝分裂中期
课件创意：一生唐
二、DNA半保留复制的实验证据---真核生物
实验结果符合半 保留复制的预期
旁栏.思考
第一代只出现一条居中的DNA条带，
这个结果排除了哪种复制方式？ 【答案】第一代只出现一条居中的DNA
条带，这个结果排除了全保留复制的
方式。
友情学校：大庆实验中学
真核生物的DNA复制可以采用上述方法研 究吗？为什么？
课件创意：一生唐
二、DNA半保留复制的实验证据---真核生物
BrdU可以用代替T与碱基A进行互补配对。 若DNA中含有T，则染色体经吉姆萨染色为深色； 若DNA中只含有BrdU，则染色体经吉姆萨染色为浅色。
友情学校：大庆实验中学
第二次有丝分裂中期
课件创意：一生唐
三、DNA复制的过程
回顾学过的知识及认真观看以下视频回答问题 1.主要的遗传物质是什么？ 2.DNA 分 子 主 要 存 在 哪 里 ？
亲代DNA复制
-A
必修2第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系
必修2第三章第2-4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系年级⾼⼆学科⽣物版本⼈教新课标版课程标题必修⼆第三章第2－4节DNA的结构、复制以及基因与DNA的关系编稿⽼师马学春⼀校黄楠⼆校林卉审核于泗勇⼀、学习⽬标：1. 掌握DNA分⼦的基本单位、核苷酸的种类、碱基的种类、元素的种类；DNA分⼦的平⾯结构和空间结构；碱基互补配对原则。
2. 概述DNA分⼦的复制。
3. 说明基因是有遗传效应的DNA⽚段。
⼆、重点、难点：重点：DNA分⼦结构；DNA分⼦复制的条件、过程和特点；基因与DNA的关系，DNA 分⼦的多样性和特异性。
难点：DNA分⼦结构的主要特点；DNA分⼦复制的过程；遗传信息多样性的基础。
三、考点分析：内容要求DNA分⼦结构的主要特点ⅡDNA中遗传信息的多样性Ⅱ基因与DNA的关系ⅠDNA分⼦复制的过程Ⅱ在⾼考中，常将DNA分⼦的结构与细胞分裂、变异等内容综合在⼀起出题考查，这种⽅式是对DNA知识考查的新⽅向。
但考查的基础仍然是分⼦结构的特点，及DNA分⼦复制过程中的原料等知识。
同学应该注重基础，深⼊理解，以不变应万变是化解难度、解决问题的关键。
⼀、DNA分⼦的结构：1. 两条长链反向平⾏盘绕形成规则的双螺旋结构（1）两条长链反向平⾏。
（2）外侧为脱氧核糖与磷酸交替排列，形成基本⾻架。
（3）内部为碱基互补配对。
碱基之间的配对⽅式：A与T配对，G与C配对。
（A—T、G—C，且AT间两个氢键连接，CG间三个氢键连接）2. 结构特点：①稳定性：DNA分⼦的两条长链上的脱氧核糖与Pi交替排列的顺序和两条长链之间碱基互补配对的⽅式是稳定不变的，从⽽导致了DNA分⼦的稳定性。
②多样性：DNA分⼦中的碱基相互配对原则不变，但碱基对的排列顺序千变万化（例：4种），构⼀个最短的DNA分⼦⼤约有4000个碱基对，这些碱基对可能的排列⽅式就有4000成了DNA分⼦的多样性。
③特异性：每个DNA分⼦都具有特定的碱基排列顺序，这就构成了DNA分⼦的特异性。
高中生物必修二 学习笔记 第3章 第3节 DNA的复制
第3节DNA的复制[学习目标] 1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留的方式进行复制。
2.理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
一、对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据1．对DNA复制的推测(1)半保留复制①提出者：______________。
②观点：DNA复制方式为____________。
③内容：DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的________断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的____________根据____________原则，通过形成________，结合到作为模板的单链上。
④结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的________。
(2)全保留复制：指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是________的。
2．DNA半保留复制的实验证据(1)实验方法：____________技术和____________技术。
(2)实验原理：只含15N的DNA密度____，只含14N的DNA密度____，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度_______________________________________________。
因此，利用______技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA。
(3)探究DNA的复制方式①提出问题：DNA以什么方式复制？②作出假设：DNA以__________________________________________________________方式复制。
③演绎推理(预期实验结果)离心后应出现____条DNA带；a．重带(密度最大)：两条链都为______标记的亲代双链DNA。
b．中带(密度居中)：一条链为14N标记，另一条链为15N标记的子代双链DNA。
c．轻带(密度最小)：两条链都为______标记的子代双链DNA。
④实验验证实验结果条带数量在试管中位置DNA含N情况亲代靠近试管底部15N/15N－DNA 第一代位置居中第二代一条带位置居中，一条带位置靠上⑤实验结论：DNA的复制是以__________的方式进行的。
DNA的复制-高一生物(人教版2019必修2)
C
练一练
五.半保留复制结合分裂
五.半保留复制结合分裂
例1、用32P标记玉米体细胞(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
5’
3’
3’
3’
5’
5’
子链
4）重新螺旋
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
1.解旋
解旋酶
在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA。
2.合成
DNA聚合酶
以两条母链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为两条新的子链。
思考：
4、怎么标记上放射性呢？
比如我们可以把原链中的C标记上放射性，子链中没有
5、放射性同位素标记法能区分开吗？
不能，这种方法只能检查到整体有还是没有放射性，不能区分每一条链有无放射性
有放射性
有放射性
二.DNA半保留复制的实验证据
思考：
6、除了放射性外，原链和新链还有什么不同？
原链上的C都为14C,新链中的C都为12C，相对分子质量不同，一条重，一条轻。
3）合成子链
DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。
模板
模板
DNA聚合酶
5’
3’
子链延伸方向
子链延伸方向
两条子链延伸方向相反，但都是从5’→3’
随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断延伸。
DNA的复制课件-高一生物人教版必修2
15NH4Cl
细胞分裂一次
提取DNA离心
亲代
细胞再分裂一次
提取DNA离心
子一代
提取DNA离心
子二代
重带
中带
轻带 中带
实验结果与半保留复制的假说吻合，说明DNA的复制是以半保留复制的方式进行的
二、DNA半保留复制的实验证据
该实验需要进行几次离心观察？
3次
子一代的实验结果，可以排除哪种复制方式？
全保留复制
C．孟德尔预测“F1测交时子代会出现1：1：1：1的性状分离比”属于“演绎推理”
D．梅塞尔森和斯塔尔观察到与演绎一致的现象后，得出“DNA以半保留方式复制”
的结论
1．生物学发展过程中，科学家运用了各种标记技术，并取得了很多
科研成果。下列有关叙述，错误的是（ A ）
A．1970年科学家用同位素标记法证明了细胞膜的流动性 荧光标记法 B．赫尔希和蔡斯用放射性同位素35S和32P标记的噬菌体分别侵染细 菌，证明了DNA是噬菌体的遗传物质 C．科学家用15N和14N同位素，证明了DNA的复制是半保留的方式进行 D．卡尔文利用14C标记二氧化碳来追踪了光合作用中碳原子的转移途 径
(3)需要消耗的碱基数（脱氧核苷酸数）：
设DNA分子中某碱基数为m ①复制n次共需要某碱基的数目= m∙（2n-1）
②第n次复制需要某种碱基的数目 = m∙（2n-2n-1） = m∙2n-1
亲代DNA不需要再 另外消耗碱基
2.1 DNA复制的过程
阅读课本P54思考如下问题：
1.DNA分子复制的概念是什么? 2..DNA分子复制过程需要哪些条件? 3.DNA分子复制过程怎么进行? 4.DNA分子复制的意义？
复制方向
复制方向
高中生物人教版2019必修2第3章第3节DNA的复制 (1)
？
【预习检测】 1.判断正误。 (1)DNA的复制只发生于细胞分裂前的间期。( × ) (2)DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。( × ) (3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量。( √ ) (4)DNA复制的原料是4种游离的核糖核苷酸。( × ) (5)DNA复制时,严格遵循A—U、C—G的碱基互补配对原则。
？
1.通过学习科学家对DNA复制方式的探究,培养 实验设计及对实验结果进行分析的能力。通过 分析证明DNA半保留复制的实验,阐明运用假 素养阐释 说—演绎法进行科学探究的基本思路。 2.通过分析DNA的复制过程,认同生命的延续与 发展观;理解遗传信息,认同DNA的遗传物质观 和信息观。
？
3.通过对同位素标记技术的学习,举例说明物理 素养阐释 学和化学方法在生物学研究中的重要作用,并能
？
DNA复制的相关计算 问题引领
1.DNA复制是以半保留的方式进行的,若1个DNA分子复制n 次,则相关过程和数据如下图所示。
？
(1)1个DNA分子经过n次复制,形成2n个子代DNA分子。其 中含有亲代DNA链的子代DNA分子有2个,不含亲代DNA链 的子代DNA分子有(2n-2)个。
(2)复制n次后,子代DNA分子中共有2n+1条脱氧核苷酸链。 其中亲代脱氧核苷酸链有2条,新合成的脱氧核苷酸链有 (2n+1-2)条。
解析:亲代DNA的2条链都没有被标记,在含15N的环境中复 制2次后,形成4个DNA分子,全部被15N标记。若第一代DNA 的一条单链出现差错,则第二代DNA(共有8条脱氧核苷酸链) 中会有2条单链出现差错。
？
2.以DNA的一条链“—A—T—C—”为模板,经复制后产生的 子链是( )
人教版高中生物必修2第3章第3节 DNA的复制习题含答案部分解析
第3节DNA的复制一、填空题1．在 DNA 合成中负责复制和修复的酶是2．染色体中参与复制的活性区呈 Y 开结构，称为。
3．在 DNA 复制和修复过程中，修补 DNA 螺旋上缺口的酶称为。
4．在 DNA 复制过程中，连续合成的子链称为，另一条非连续合成的子链称为。
6．DNA 后随链合成的起始要一段短的，它是以核糖核苷酸为底物合成的。
7．复制叉上 DNA 双螺旋的解旋作用由在DNA 链单向移动。
8、DNA损伤修复的方式主要有- 、切除修复、。
9、在DNA复制中，可防止单链模板重新缔合和核酸酶的攻击。
10、原核生物DNA合成时，先由引物酶合成，再由在其3’端合成DNA链，然后由_DNA聚合酶Ⅰ切除引物并填补空隙，最后由_DNA连接酶连接成完整的链。
二、选择题1．DNA 的复制（）。
A．包括一个双螺旋中两条子链的合成B．遵循新的子链与其亲本链相配对的原则C．依赖于物种特异的遗传密码D．是碱基错配最主要的来源E．是一个描述基因表达的过程2．下列关于 DNA 复制的说法正确的有（）。
A．按全保留机制进行B．按 3′---5′方向进行C．需要 4 种 dNMP 的参与D．需要 RNA 引物的形成3．使 DNA 超螺旋结构松驰的酶是（）。
A．引发酶B．解旋酶C．拓扑异构酶D．端粒酶E．连接酶4、DNA复制时，5’—TAGA－3’序列产生的互补结构是下列哪一种：（）A、5’—TCTA－3’B、5’—ATCT－3’C、5’—UCUA－3’D、5’—GCGA－3’5、下列关于原核细胞转录终止的叙述哪一项是正确的：（）A、是随机进行的B、需要全酶的ρ亚基参加C、如果基因的末端含有回文结构则不需要ρ亚基参加D、如果基因的末端含A-T丰富的片段则对转录终止最为有效6、DNA按半保留方式复制。
如果一个完全放射标记的双链DNA分子，放在不含有放射标记物的溶液中，进行两轮复制，所产生的四个DNA分子的放射活性将会怎样：（）A、半数分子没有放射性B、所有分子均有放射性C、半数分子的两条链均有放射性D、一个分子的两条链均有放射性三、判断题1．所谓半保留复制就是以 DNA 亲本链作为合成新子链 DNA 的模板，这样产生的新的双链 DNA 分子由一条旧链和一条新链组成。
高中生物人教版2019必修2第3章第3节DNA的复制课件48张
任务活动
【资料】 沃森和克里克提出DNA分子半 保留复制假说后,有人提出DNA分子全保 留复制的假说,也有人提出DNA分子弥散 复制的假说。弥散复制是指以亲代为模板 进行的部分复制,在复制过程中亲本DNA 双链被切割成小片段,分散在新合成的两 个DNA双链分子中, DNA分子复制方式的 三种假说图解如下:
(√ )
【当堂小结】
教师备用习题
1.某一DNA分子的两条链用放射性
32P标记后,在不含32P的培NA分
子个数是
( D)
A.7
分含有不同氮元素的DNA。 4.实验结论:DNA的复制是以
半保留 的方式进行的。
预习梳理
三、DNA复制的过程 1.DNA复制的概念:以 亲代DNA 为模板合成 子代DNA 的过程。 2.时间:在真核生物中,这一过程是在 细胞分裂前的间 期,是伴随着
染色体 的复制而完成的。 3.过程:DNA复制是一个 边解旋边复制 的过程,需要 模板 、 原料 、
小 (轻带),一条链含14N、一条链含15N的双链DNA分子密度居中(中带)。
任务活动
轻带(密度最小):DNA分子两条链都只含 14N ,离心时在试管的上部;中 带(密度居中):DNA分子一条链含 15N ,一条链含 14N ,离心时在试 管的 中 部;重带(密度最大):两条链都含 15N 的双链DNA分子,离心 时在试管的 下 部 。 2.实验假设:DNA分子以半保留方式复制。 3.实验预期:第一代离心后应出现中带DNA,第二代离心后出现轻带和中 带DNA。
中的一条单链
D.一个DNA分子复制后产生两个DNA分子,一个为
亲代DNA分子,另一个为子代DNA分子
[解析] DNA分子复制时, 分别以解开的两条单链为 模板,合成两条新链,每条 子链和相应的母链构成一 个新的DNA分子,因此每 一个子代DNA分子均保留 了其亲代DNA分子中的一 条单链,故选C项。
3-3DNA的复制(教学课件)—— 高中生物人教版(2019)必修第二册
15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 14N/14N-DNA
15N培养液
离心
离心
14N培养液
离心
14N培养液
15N/15N-DNA 14N/14N-DNA 15N/15N-DNA
14N/14N-DNA 15N/15N-DNA
实验验证
SzLwh
科学家：1958年美国生物学家梅塞尔森和 斯塔尔 实验材料：大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
第3节：DNA的复制
学习目标
1.运用假说-演绎法探究DNA的复制方式。 2.掌握DNA复制的条件、过程和特点。 3.理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。
问题·探讨
SzLwh
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处 写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗 示着遗传物质进行复制的一种可能的机制。”
演绎推理
半保留复制
SzLwh
根据假说推理试管中DNA位置，得出预期实验结果。
亲代
DNA 复制一次
子一代
15N/15N-DNA
DNA 复制一次
子二代
15N/14N-DNA 15N/14N-DNA
SzLwh
15N/14N-DNA 14N/14N-DNA 15N/14N-DNA
15N培养液
离心
离心
14N培养液
SzLwh
二、拓展应用
SzLwh
2.虽然DNA复制通过碱基互补配对在很大程度上保证了复制的准确 性，但是，DNA平均每复制109个碱基对，就会产生1个错误。请根 据这一数据计算，约有31.6亿个碱基对的人类基因组复制时可能 产生多少个错误？这些错误可能产生什么影响？
高中生物人教2019必修2第3章第34节DNA的复制基因通常是有遗传效应的DNA片段
DNA 占 100%
解析：酶①作用于 DNA 的两条母链之间，使 DNA 双链的配对 碱基之间的氢键断开，为解旋酶；酶②作用于 DNA 的母链和新 合成子链之间，为 DNA 聚合酶，A 正确。新形成的甲、乙两条 DNA 分子中均含有一条亲代 DNA 母链，符合半保留复制以及边 解旋边复制的特点，B 正确。在细胞分裂过程中，甲、乙两条 DNA 所携带的遗传信息相同，位于一条染色体的两条姐妹染色 单体上，因此甲、乙的分离即为姐妹染色单体的分离，发生在有 丝分裂后期、减数第二次分裂后期，C 错误。将该模板 DNA 置 于 15N 培养液中复制 3 次后，共产生 DNA 分子 23＝8 个，都含 有 15N，即含 15N 的 DNA 占 100%，D 正确。 答案：C
(2)复制的过程
(3)准确复制的原因 ①DNA 分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 ②通过 碱基互补配对 ，保证了复制能够准确地进行。 二、基因通常是有遗传效应的 DNA 片段 1．一个 DNA 分子上有许多个基因。构成基因的碱基数 小于 DNA 分子的碱基总数。 2．遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序 之中。 3．DNA 分子具有多样性和 特异性 ，这是生物体多样性和特 异性的物质基础。 4．基因通常是有遗传效应的 DNA 片段，对少数病毒而言， 基因是有遗传效应的 RNA 片段。
4．下列关于基因、DNA 和染色体关系的说法中，错误的是( ) A．染色体是基因的主要载体 B．一条染色体上只有一个 DNA 分子 C．一个 DNA 分子上有许多个基因 D．基因上脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着遗传信息 解析：染色体是基因的主要载体，A 正确；一条染色体含有 1 个或 2 个 DNA 分子，B 错误；基因通常是有遗传效应的 DNA 片段，一个 DNA 分子上有许多个基因，C 正确；基因 上脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着遗传信息，D 正确。 答案：B
高中生物必修二dna的复制
高中生物必修二dna的复制
DNA复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子复制成两条完全相同的DNA分子的过程。
这个过程是非常重要的，因为它确保了新细胞和旧细胞具有相同的遗传信息。
DNA复制的过程可以分为三个步骤：解旋、配对、连接。
第一步：解旋。
DNA双链被一个酶叫做螺旋酶解开，使得双链分开形成两个单链，形成两个模板链。
这个过程称为DNA解旋。
第二步：配对。
每个单链上的碱基与其它碱基配对。
这个过程由另外一种酶叫做聚合酶完成，它沿着单链移动，在模板链上读取碱基，然后把适当的碱基加入到新的单链上。
A碱基总是和T碱基配对，C 碱基总是和G碱基配对。
这个过程被称为DNA复制的配对。
第三步：连接。
新的碱基被添加到单链上之后，会形成一个新的DNA分子。
在每个碱基被加入到新的单链上之后，这个新的单链就会和原来的单链缠绕在一起，形成一个新的DNA双链。
这个过程由另外一种酶叫做连接酶完成，它把新的碱基与模板链上的碱基连接起来，形成一个新的DNA分子。
在这个过程中，每一个新的DNA分子都包含了一个原来的DNA分子的完整拷贝。
这就是DNA复制的过程。
只有当DNA分子被正确地复制时，细胞才能够分裂并产生新的细胞。
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第三章 基因的本质
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第三章 基因的本质
立即取出提取DNA→离心→全部重带15N/15N 繁殖一代后取出提取DNA→离心→全部中带14N/15N 繁殖两代后取出提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带 (5)实验结论：DNA 的复制是以半保留的方式进行的。
的。DNA分子的复制方式为半保留复制，故在最终形成的200个噬菌体的DNA
(×)
提示：100个＝50对，即应为450种
6 ． 不 同 DNA 分 子 携 带 的 遗 传 信 息 不 同 的 根 本 原 因 在 于 碱 基 排 列 顺 序 不
同。
生 物 必 修 ②
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(√)
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第三章 基因的本质
7．在人体内成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制。
(√)
8．1个DNA分子复制n次后所产生的新DNA分子中只有两个子代DNA含第
DNA分子。
(×)
生
提示：在DNA聚合酶的作用下，而不是DNA酶；子代DNA是亲代1条模板
物
必 修
链和子链形成的。
②
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第三章 基因的本质
4．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。
(×)
提示：前者远远小于后者。
5．某DNA片段中有100个脱氧核苷酸，则可能的排列顺序为4100种。
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第三章 基因的本质
7 ． 结 果 ： 一 个 DNA 分 子 变 成 两 个 完 全 相 同 的 DNA 分 子 。 (1→2→4 →…→2n)
提示：DNA准确复制的原因：(1)DNA分子具有独特的双螺旋结构，能为复 制提供精确的模板；(2)进行严格的碱基互补配对，保证了复制能够准确地进 行。
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第三章 基因的本质
4．过程：(如图所示)
(1)解旋：在解旋酶作用下，A－T、G－C之间的氢键断开。
生 物
(2)合成子链：以DNA两条链为模板，按碱基互补配对原则合成互补的子
必
修 ②
链。
人 教
(3)合成子代DNA：新合成的子链与对应的母链形成双螺旋。
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第三章 基因的本质
5．条件 (1)模板：亲代DNA的两条链； (2)原料：四种脱氧核苷酸； (3)酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶等； (4)能量：ATP。 6．特点：边解旋边复制；半保留复制。
②
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第三章 基因的本质
2．DNA分子复制的过程： (1)概念：以___亲__代__D__N_A____为模板合成___子__代__D_N__A____的过程。 (2)时间：细胞有丝分裂的__间__期____和减数第一次分裂前的__间__期____。 (3)场所：主要是___细__胞__核___。
新课标导学
生物
必修② ·人教版
第三章
基因的本质
第3、4节 DNA的复制与基因是 有遗传效应的DNA片段
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第三章 基因的本质
知识导图
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第三章 基因的本质
目标素养
1．用假说—演绎法得出DNA的半保留复制方式。(进行科学探究) 2．结合DNA复制图解分析其复制条件、过程、特点和意义。(体现科学思维) 3．能举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。(符合生命观念) 4．会运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。(体现科学思维) 5．能说明基因和遗传信息的关系，并能将其应用到生活实践中。(增强社会责 任)
知识点1 DNA分子复制的推测与证据
1．对DNA分子复制的推测
假说
遗传物质自我复制
提出者
沃森和克里克
①解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补的碱基之
内容
间的氢键断裂 ②复制：解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据
生
碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上
物
必 修 ②
提示：有。现在常对这些片段进行DNA测序可以用于对犯罪嫌疑人的确定
生 及追踪。
物 必 修 ②
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第三章 基因的本质
1．DNA复制只发生在有丝分裂间期。
(×)
提示：还有减Ⅰ前的间期，但减Ⅱ间期不进行。
2．DNA双螺旋全部解链后，开始DNA复制。
(×)
提示：边解旋边复制。
3．单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接成子链，并且2条子链形成子代
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第三章 基因的本质
典例 2 用15N标记细菌中的DNA，然后又用普通的14N来供给这种细 菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌在含14N的培养基上连续分裂2
次，产生了4个新个体，它们DNA中的14N链与15N链的比例是
(A)
A．3∶1
B．2∶1
C．1∶1
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第三章 基因的本质
〔变式训练1〕 科学家用15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，让大 肠杆菌繁殖两代，然后收集并提取DNA，再将提取的DNA进行密度梯度离心。
离心后试管中DNA的位置是
(D)
A．全部位于下层
B．一半居中，一半位于上层
C．全部居中
D．一半居中，一半位于下层
离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误是
(C)
A．子一代DNA应为②
B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④
生
D．亲代的DNA应为⑤
物
必
修
②
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第三章 基因的本质
[解析] 亲代DNA全为15N，应为⑤，复制一次后，DNA一条链为15N，一 条链为14N；子一代应为②，复制两次后形成4个DNA，其中2个全为14N,2个是 一条链为15N，一条链为14N，应为①；复制三次后形成8个DNA，其中6个DNA 全为14N，2个DNA的一条链为14N，一条链为15N，故C错。
8．意义 将遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
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第三章 基因的本质
知识贴士 (1)运用DNA半保留复制特点，解决消耗某种脱氧核苷酸数量问题时，应注 意亲代DNA分子的两条母链被保留下来，不需消耗原料。 (2)在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过n次复制还是第n次复制。
①重带(密度最大，最靠近试管底部)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。
②杂交带(密度居中，位置也居中，也称中带)：一条链为15N标记，另一条
链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。
③ 轻 带 ( 密 度 最 小 ， 离 试 管 底 部 最 远 ) ： 两 条 链 都 为 14N 标 记 的 子 代 双 链
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第三章 基因的本质
1 ． 在 复 制 形 成 的 两 个 子 代 DNA 分 子 中 ， 两 条 子 链 的 碱 基 排 列 顺 序 相 同
吗？
提示：不相同。因为都和母链互补，两条母链是互补的，因此两条子链也
互补。
2．DNA分子上的非基因片段的碱基排列顺序有特异性吗？
一代DNA的链。
(√)Biblioteka 9．复制后产生的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团。 ( √ )
10．减数分裂过程中DNA分子复制发生于减Ⅰ前的间期、两个子DNA分开
发生于减Ⅰ后期。
(×)
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第三章 基因的本质
课内探究
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第三章 基因的本质
生 物 必
DNA(14N/14N)。
修
②
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第三章 基因的本质
(4)实验过程： ①大肠杆菌在含有15N标记的NH4Cl培养液中繁殖几代； ②将含15N的大肠杆菌转到14N标记的普通培养液中培养； ③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA； ④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。
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1
基础知识
2
课内探究
3
指点迷津
4
问题释疑
5
学霸记忆
6
训练巩固
7
课时作业
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第三章 基因的本质
基础知识
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第三章 基因的本质
一、DNA 的复制
1．对 DNA 分子复制的推测： (1)提出者：__沃__森__和__克__里__克____。
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第三章 基因的本质
二、基因是有遗传效应的DNA片段 1．基因与DNA的关系：
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第三章 基因的本质
2．DNA片段中的遗传信息： (1)遗传信息：DNA分子中__4_种___碱__基___的排列顺序。 (2)DNA分子的特性。 ①多样性：__碱__基__排__列__顺__序____的千变万化。 ②特异性：每一个DNA分子有___特__定__的__碱__基__排__列__顺__序___。 (3)DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的__物__质__基__础____。
(2)复制方式——半保留复制