必修2DNA的复制
DNA的复制课件-高一生物人教版必修2
2、DNA分子是在什么时间进行复制的？
在减数第一次分裂前的间期
有丝分裂前的间期
5、过程
解旋： 利用能量,在解旋酶的作用下，解 开螺旋，氢键断裂
合成子链： 以解开的每一段母链为模板，按 (碱基配对) 碱基互补配对原则，各自合成与
母链互补的一段子链。
重新螺旋： 每条新链与对应的模板链盘绕成 （形成 双螺旋结构。（不需要酶）一个DNA 子代DNA）形成两个完全相同的子代DNA分子。
DNA复制的实验证据
【 实验过程 】
• 科学家先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时大
肠杆菌的DNA几乎都是15N标记的，然后将大肠杆菌转移到含14NH4Cl的普通培养
液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离
心后试管中DNA的位置。
2n
(2)子代脱氧核苷酸链数：
①亲代脱氧核苷酸链数为 2 条。
2n-2n-1= 2n-1
②新合成的脱氧核苷酸链数为2n+1-2条。 2n×2-2=2n+1-2
DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA 分子(15N)复制n代，其结果分析如下： (3)消耗的脱氧核苷酸数： ①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷 酸m个，连续n次复制，需要消耗该脱氧 核苷酸数为 m·(2n－1) 个； ②复制n次后，所需该脱氧核苷酸数
时间：细胞分裂前的间期 场所：主要在细胞核中,少数在线粒体、叶绿体中
条件：能量、酶（解旋酶和DNA聚合酶）、模板、 原料（4种游离的脱氧核苷酸）等
过程：解旋、合成子链、重新螺旋（具体步骤） 特点： 边解旋边复制，半保留复制
：
结果：一个DNA分子就形成两个完全相同的DNA ： 分子。新复制出的两个子代DNA分子，通过
第3节 DNA的复制
课前预学区 明确目标 课前准备
目
课中导学区 情境问题 探究体验
录
课堂思学区 学习反思 评价检测
一、对DNA复制的推测 1.半保留复制 (1)提出者:① 沃森和克里克 。 (2)内容:DNA复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的② 氢键 断裂,解开的 ③ 两条单链 分别作为复制的模板,游离的④ 脱氧核苷酸 根据⑤ 碱基互补配对 原则 ,通过形成⑥ 氢键 ,结合到作为模板的单链上。 (3)结果:新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的⑦ 一 条链。 2.全保留复制 概念:指DNA复制以DNA双链为模板,子代DNA的双链都是⑧ 新合成的 。
2022
人教版 新教材 必修2
第3章 基因的本质
第3节 DNA的复制
1.通过对探究DNA复制方式的推测及实验的分析,再一次体会假说—演绎法,掌握 科学研究的方法,提升实验探究能力。
2.通过图解分析,构建DNA复制的过程,明确精确复制的原因,达成结构与功能相适 应、模型构建等生命观念和科学思维素养的提升。
对DNA复制的推测及实验验证 活动1 分析假说—演绎法探究DNA半保留 复制方式 1.要想证明DNA的复制方式,关键是什么?
【提示】关键是通过实验区分亲代与子代的DNA。
2.1958年,美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记技术, 设计了一个巧妙的实验。结合课本P54“思考·讨论”,回答下列有关问题。
(4)实验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?第二代 出现了中带和轻带两条条带,说明什么? 【提示】全保留复制;说明DNA的复制方式为半保留复制。
DNA半保留复制的实验证据 1.实验方法:同位素标记技术和离心技术。 2.实验原理 (1)DNA的两条链都用15N标记,那么这样的DNA分子密度最大,离心时应该 在试管的底部。 (2)DNA的两条链都没有被15N标记,那么这样的DNA分子密度最小,离心时 应该在试管的上部。 (3)DNA的两条链中只有一条单链被15N标记,那么这样的DNA分子离心时 应该在试管的中部。
【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。
《DNA的复制》教学设计【优秀5篇】
《DNA的复制》教学设计【优秀5篇】《DNA的复制》教学设计篇一一、说教材1.教材地位和作用《dna的复制》这一部分内容也是第三章的重点内容之一。
它既是对前面已学习的孟德尔遗传定律和减数分裂知识进一步的深化理解，也是整个遗传的基础。
2.教学目标(1)知识目标：概述dna分子的复制；探讨dna复制的生物学意义(2)能力目标：培养学生自学能力，观察能力、分析理解能力(3)德育目标：激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲3.教学重点、难点(1)教学重点：dna复制的条件、过程及特点。
(2)教学难点：dna复制的过程，特别是半保留复制。
4.教材处理及课时安排根据教材的重难点以及学生的实际情况，本节内容只安排一个课时。
教学顺序是推测-实验证据-复制过程进行。
二、说学法：学生应通过观察、分析、讨论与教师讲授相结合来学习本课内容三、说教法：充分利用多媒体的功能，把dna复制过程编制成动态过程，使难点知识变静为动、变抽像为形象，转化为易于吸收的知识。
并指导学生进行讨论交流，通过提高学生的识图能力、思维能力，且适当配合练习，将知识化难为易。
四、说具体的教学过程关于dna分子的复制的教学，教师首先可以通过课题下的，北京奥运会的会幑中国印舞动的北京导及问题探讨，激起学生和兴趣。
然后让学生回顾以前学过的有关有丝分裂和减数分裂过程中dna复制的时间。
接下来设置问题：dna是如何复制的?让学生积极讨论。
然后才引出沃森和克里克对dna复制过程的推测，从而得出dna 的半保留复制过程。
其次，指导学生阅读课本，充分利用课本的彩图来分析、学习科学家对dna复制过程所做的经典实验，通过这个实验使学生掌握科学研究的思想，领悟科学探究的魅力，也掌握一种生物学实验常用的方法-放射性同位素标记法，分析用cscl密度梯度离心后重带、中带、轻带表示的dna分子的双链构成怎样的，在整个实验亲代、子一代、子二代细胞中提取出的dna离心结果说明了什么。
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
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。
必修2 第3章 第2节 DNA的分子结构和复制
所以, C 2=G 1=11 12 G2 = 24% = 1 A 2 +T 2 +G 2 +C 2 2 ×100 G+C G1+C 1 = 46%. = 46% 所以 总 1/2总 C1 所以 1/2总 = 46%–22%= 24% 所以 G 2 = 24% 1/2总
= 54%, 则
G 1 = 22% 1/2总
脱氧核苷酸 = 含氮碱基 + 脱氧核糖 + 磷酸
1、DNA的化学组成 DNA的化学组成
DNA的基本单位－脱氧核苷酸 脱氧核苷酸
磷酸 脱氧 核糖
含氮碱基
G C A T
胸腺嘧啶 胞嘧啶 鸟嘌呤 腺嘌呤
脱氧核苷酸
脱氧核苷酸
四种脱氧核苷酸 脱氧核苷酸
脱氧核苷酸
脱氧核苷酸
磷酸 脱氧 核糖
含氮碱基
脱氧核苷
5、DNA的复制是在细胞的 有丝 分裂和 减数 第一次分裂前的 间 期 、 的复制是在细胞的
子代DNA分子的过程。 分子的过程。 亲代DNA分子为模板来合成 子代 分子 进行的。 进行的。复制是指以 亲代 亲代DNA分子一条链 分子一条链 复制特点是 边解旋边 。复制过程必需以 亲代
为模
为原料、 板、 脱氧核苷酸 为原料、 ATP 件，
3、某双链DNA分子中，A与T之和占整个DNA碱基总数的54%， 其中一条链上G占该链碱基总数的22%。求另一条链上G占其所 在链碱基总数的百分含量。 24% 解析一： 设DNA分子碱基总数为100. 所以，G1+C 1 =G 2 +C 2 =23
1 2 ×100×22%=11
已知：A+T=54，则G+C=46 已知：G 1 = 则: G 2=23–11=12 解析二: 已知 已知 A+T 总
人教版高一生物必修第2册 DNA的复制
假说-演绎
提出 假说
留全 、保 分留 散、 复半 制保
演绎 推理
单推 链测 组子 成代
实验 验证
斯梅 塔塞 尔尔 实森 验和
得出 结论
保 留 复为 制半
DNA复制方式研究过程总结
同位素标记技术 密度梯度离心技术
生物 物理 要学、 意研化 义究学 ！具技 有术 重对
DNA复制的过程
DNA复制的过程
哪种假说最可信？
• 科学假说构建原则
• 简单性原则 “奥卡姆剃刀原理”
半保留复制更符合简单性原则
哪种假说最可信？
• 科学假说构建原则
• 可检验性 “实践是检验真理的唯一标准！”
如何设计实验探究DNA复制方式？
实验思路
• 实验目的： ——探究DNA复制方式
• 确定实验变量： • 自变量： ——DNA复制的代数 • 因变量：
解旋
解旋酶催化 氢键断裂
以母链为模
合成子链 板，DNA聚
合酶催化
形成子代 形成双螺旋 DNA
DNA复制的场所和时期
真核细胞中DNA主要存在于细胞的哪个部位？据此 推测DNA复制的主要场所在哪里？
主要在细胞核
真核细胞中DNA主要以何种形式存在？据此推测 DNA复制的主要时期是什么时期？
细胞分裂间期
为探究DNA合成所需要的条件，科学家做了如下实 验。各组均为人工合成体系并保持适宜的温度和pH
离
离
低
心
心
前
离心
后
高
大肠杆菌在含 15NH4Cl的培养 基中生长若干带 转移到14NH4Cl的培 养基，细胞分裂一次
第一代
细胞再分裂一次
第二代
提取DNA 离心
人教版高中生物必修2《遗传与进化《第3节DNA的复制》教案及教学反思
人教版高中生物必修2《遗传与进化》第3节DNA的复制教案及教学反思一、教案设计1. 教学目标通过本节课的学习，让学生了解DNA的复制原理和过程，并能够描述独立配对原则和半保留复制原则。
2. 教学重点•DNA的复制过程和原理•独立配对原则和半保留复制原则的描述3. 教学难点•DNA复制的原理和模式的详细说明•独立配对原则和半保留复制原则的深层次理解4. 教学内容及教学步骤步骤一：引入教学1.1. 通过复习上节课的内容，引导学生回忆DNA的结构和特点，并且激发学生对DNA复制的兴趣。
1.2. 向学生提问：“DNA是怎么来的？它和我们的生命过程有什么关系？”以此激发学生的思考和探究欲望。
步骤二：学习教学2.1. 讲解DNA复制的过程和模式，引导学生了解DNA复制的原理。
2.2. 分析独立配对原则和半保留复制原则的概念和意义，并与DNA复制的过程相结合，让学生深刻理解DNA复制的机制。
步骤三：归纳总结3.1. 确认学生掌握了DNA复制和独立配对原则、半保留复制原则的知识点和理解程度。
步骤四：拓展延伸4.1. 引导学生自己发散思维，探究DNA复制存在的问题研究和应用前景等，以此扩大学生的知识面。
5. 教学过程中的注意点5.1. 充分发挥学生的主体作用，引导学生主动思考，积极探索。
5.2. 在讲解DNA复制过程和原理时，遵循循序渐进，由浅入深的原则。
5.3. 重点强调独立配对原则和半保留复制原则的理解，让学生深入理解它们对DNA复制的重要性和意义。
二、教学反思本节课从DNA的复制入手，以此为突破口，让学生进一步理解DNA的结构和功能，变得理论更加完整。
而教学设计中，针对教学内容和教学步骤做了详细地阐述，使学生在学习过程中更加容易理解和掌握知识，在实现教学目标的同时，更好地完成了教学难点和教学重点的要求。
在教学过程中，我大力发扬学生的主体作用，元认知能力和主动性得到较大的激发，而且也给学生提供了很多的思考和探究机会，并且通过教学的评价也能知道学生的学习效果。
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
生物必修二dna的复制知识点梳理
生物必修二dna的复制知识点梳理DNA复制的意义在于将遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了遗传信息的连续性。
DNA分子的复制方式为半保留复制。
下面是店铺为大家整理的生物必修二dna的复制知识点，希望对大家有所帮助! 生物必修二dna的复制知识点梳理一、DNA分子的结构5种元素：C、H、O、N、4种脱氧核苷酸3个小分子：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基2条脱氧核苷酸长链1种空间结构——双螺旋结构(沃森和克里克)双螺旋结构(1)由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘旋而成得双螺旋结构(2)磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架(3)碱基排列在内侧，通过氢键相连，遵循碱基互补配对原则A=T(2个氢键) G=C(3个氢键) G、C含量丰富，DNA结构越稳定。
DNA分子中，脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数(1个磷酸可连接1个或2个脱氧核糖)二、互补配对原则及其推论(双链DNA分子)A=T G=C A+G=C+T=(A+G+C+T)嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数2个互补配对的碱基之和与另外两个互补配对碱基之和相等2个不互补配对的碱基之和占全部碱基数的一半三、DNA分子的复制1、复制时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期2、复制场所：(只要有DNA得地方就有DNA复制和DNA转录)A 真核生物：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体B 原核生物：拟核、细胞核(基质)C宿主细胞内3、复制条件：①模板：亲代DNA的两条链②原料：4种尤里的脱氧核苷酸③能量：ATP④酶：DNA解旋酶、RNA聚合酶4、复制特点：①边解旋边复制②半保留复制5、准确复制的原因①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板②碱基互补配对原则保证复制准确进行6、复制的意义：讲遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性四、DNA复制的有关计算1、1个DNA分子复制n次，形成2n 个DNA分子2、1个DNA分子含有某种碱基m个，则经复制n次，需游离的该种碱基为m(2n-1)，第n次复制需游离的该种脱氧核苷算m﹡2n-13、一个含15N的DNA分子，放在含14N的培养基上培养n次，后代中含有15N的DNA分子有2个，后代中含有15N的DNA链有2条，含有14N的DNA分子有2n个，含14N的DNA链有2n+1-2。
2024秋季人教版高一生物学必修2遗传与进化第三章基因的本质《第3节DNA的复制》
教学设计：2024秋季人教版高一生物学必修2 遗传与进化第三章基因的本质《第3节DNA的复制》一、教学目标（核心素养）1.生命观念：理解DNA复制的过程及其意义，认识到DNA复制是生物体遗传信息传递的基础。
2.科学思维：通过分析DNA复制的详细步骤，培养逻辑推理和抽象思维能力，理解分子层面的生命活动规律。
3.科学探究：通过模拟实验或案例分析，体验科学探究的过程，学习实验设计、观察记录、结果分析等技能。
4.社会责任：认识到DNA复制研究在生物技术、医学等领域的应用价值，培养科学服务于社会的意识。
二、教学重点•DNA复制的过程及特点。
•半保留复制方式的理解及其证据。
三、教学难点•理解DNA复制过程中涉及的酶及其作用机制。
•掌握DNA复制过程中碱基互补配对原则的应用。
四、教学资源•多媒体课件（包含DNA复制过程的动画、图解、实验视频等）。
•教材、教辅资料及相关科学史资料。
•模拟实验材料（如有条件，可进行DNA复制模拟实验）。
•学生分组讨论材料（问题卡片、案例分析指南）。
五、教学方法•讲授法：介绍DNA复制的基本概念、过程和意义。
•动画演示法：利用多媒体课件展示DNA复制过程的动画，帮助学生直观理解。
•讨论交流法：组织学生分组讨论DNA复制过程中的关键问题和难点，分享见解。
•案例分析法：通过分析经典实验案例（如Meselson-Stahl实验），理解DNA 复制的半保留复制方式。
六、教学过程导入新课•生活实例引入：提问学生：“为什么我们每个人的身体细胞都含有相同的遗传信息？”引导学生思考遗传信息是如何在细胞分裂过程中传递的，从而引出DNA复制的概念。
新课教学1.DNA复制的基本概念•简要介绍DNA复制的定义、目的和重要性。
2.DNA复制的过程•起始阶段：介绍DNA复制的起始点（复制原点）和引物酶的作用，引导学生理解复制过程的启动机制。
•延伸阶段：详细讲解DNA聚合酶的作用，以及其在模板链指导下合成新DNA链的过程。
人教版高中生物必修2教学课件知识点-DNA复制、转录、翻译的比较
（2）概念:以DNA的一条链为模板，按照碱基 互补配对原则，合成RNA的过程。
DNA复制、转录、翻译的比较
（3）过程 RNA聚合酶将基因解开螺旋 ，一条链为模 板 A-U T-A C-G G-C 配对，合成RNA，酶脱落下来， 两条链重新螺旋
DNA复制、转录、翻译的比较
3、翻译
（1）场所：细胞质 （2）概念 ：以信使RNA为模板，合成具有一定 氨基酸顺序的蛋白质的过程。
知识点——DNA复制、转 录、翻译的比较
DNA复制、转录、翻译的比较
1、DNA分子的复制
1、概念： 2、场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 原核生物的拟核和质粒 3、时期： 有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期 模板： DNA的两条链 原料： 游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T） 4、条件： 能量： ATP 酶： DNA解旋酶、DNA聚合酶等 5、复制过程： 解旋→合成→延伸和盘绕 6、复制特点： （1）边解旋边复制 （2）半保留复制 7、复制的精确性：碱基互补配对原则
使遗传信息在传递过程中保持了连续性 8、复制的生物学意义：
DNA复制、转录、翻译的比较
解旋： 解旋酶催化 模板 同时进行
复制: 以母链为模板进行碱基配对 （在DNA聚合酶的催化下，利用游 离的脱氧核苷酸进行） 复制后的DNA: 组成
母链（旧链）
子链（新链）
DNA复制、转录、翻译的比较
2、转录
（1）场所 :细胞核
U U A G A U A U C mRNA
（3）密码子 遗传学上把信使RNA上决定一个氨 基酸的三个相邻的碱基，叫做一个密码子。
DNA复制、转录、翻译的比较
DNA复制、转录、翻译的比较
真核细胞中复制、转录、翻译的比较 过程
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。
新人教版必修2高中生物第3章第3节DNA的复制课件
1．全面理解DNA的复制 (1)DNA复制的场所： 主要是在细胞核(凡是细胞内有DNA的地方均 可复制)。 真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体，其中 主要场所是细胞核。 原核生物：拟核、质粒。 病毒：宿主细胞内。
(2)条件： 模板：亲代 DNA 分子的 2 条链。 原料：4 种游离的脱氧核苷酸。 能量：ATP。 酶：解旋酶、DNA 聚合酶等。
(1)并不是两条链完全解开后才合 成新的子链，而是边解旋边复制。 (2)各种酶的作用：解旋酶作用于氢键，使氢 键断裂，双螺旋解开；DNA聚合酶使脱氧核 苷酸连接成脱氧核苷酸子链；DNA连接酶的 作用是将双螺旋中的扶手中的“断口”修复。
[记知识纲要]
[背关键语句] 1．DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成 子代DNA的过程。DNA复制发生在分裂间期。 2．DNA的复制是以DNA的两条链为模板，4 种脱氧核苷酸为原料，还需要酶和能量。 3．DNA复制的特点是边解旋边复制：复制 方式为半保留复制。 4．复制n次形成2n个DNA分子，含有母链的 DNA只有2个。
[思考探讨] 1.研究DNA复制的方法是什么？ 2．DNA复制过程中需要哪些酶？ 3．将1个全部被15N标记的DNA的分子转移到 含14N的培养基中培养n代，分析子代DNA中 含15N的DNA和含14N的DNA分子数。 提示： 1.同位素标记法。 2．解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶。 3．2个，2n个。
解析： 由图判断图示为DNA的复制过程， 其原料不需要尿嘧啶脱氧核苷酸，A错误； 在真核生物中不仅细胞核中能发生DNA复制， 线粒体、叶绿体中也可以，B错误；在DNA 分子中(A＋G)/(T＋C)的比值，在两条互补链 中互为倒数，C错误。 答案： D
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
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亲代
子一代
子二代
4、想一想能够有什么方法来区分这些组成不同的 DNA分子？
对DNA进行密度梯度离心，并记录离心后试管中 DNA 的位置
14N/ 14N
重带(下部)
15N/15N
15N/14N
轻带(上部)
中带(中间)
5、实验的结果是 什么？证明了哪 种假说的正确性 ？
亲代 子一代 子二代
轻 中 重 全重 全中
3、具有1000个碱基对的某个DNA分子区段内有600个腺嘌 呤，若连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目 为（ C ） A.400 B.600 C.1200 D.1800
4、将15 N 标记的DNA分子放在14 N的培养基上培养，经过 3次复制，在所形成的子代 DNA中，含15 N的DNA占总数是 （ C ） A．1/16 B． l／ 8 C． 1／ 4 D． 1／ 2
续性。
【知 识 小 结】 DNA分子的复制
一、对DNA复制的推测 二、DNA半保留复制的实验证据 三、DNA复制的过程 1.复制的概念 3.复制的场所 5.复制的特点 7.复制的意义 2.复制的时间 4.复制的条件 6.复制的结果
1、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而达到控 制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的 （ A ） A 间期 B 前期 C 中期 D 不能确定 2、下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ C ） ①互补碱基对间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶作用下解旋 ④以母链为模板进行碱 基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构 A ③①②④⑤ B ③④②⑤① C ③①④②⑤ D ①③④②⑤
0:1:1。
⑷ 上述实验结果证明了DNA的复制方式是 半保留复制 。
谢谢指导！
【复习】：
1.DNA的基本组成单位是 脱氧核苷酸 ，
根据 碱基
是具有规则的
的不同可分为
4 种。
2.DNA分子具有特殊的空间结构，也就
双螺旋
结构。
3.DNA分子双螺旋结构的主要特点有哪些？ ① 两 条链按 反向平行 方式盘旋成双螺旋； ② 脱氧核糖 和 磷酸 交替连接排列在 外 侧， 构成基本骨架； ③碱基通过 氢键 形成碱基对，排列在内 侧，遵循 碱基互补配对 原则。
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
方式为半保留复制。
一、对DNA分子复制的推测
新复制出的每个 分子中一条链是 模板链，一条链 是新链 新复制出的两条 新链直接形成一 个分子，没有模 板链部分，模板 链彼此结合恢复 原状 新复制出的分子中 模板链和新链都有， 但分配是随机组合 的
DNA分子的复制过程
DNA分子的复制过程
分子利用细胞提供的能 解旋酶催化氢键断裂 解旋： DNA 模板 量，在解旋酶的作用下， 同时进行 把两条螺旋的双链解开。 以解开的两条母链为模板， 复制 在DNA聚合酶的作用下，利用 子链： 游离的脱氧核苷酸为原料， 按进碱基配对原则，合成与 母链互补的一段子链 两个子代的DNA分子 母链（旧链） 组成 子链（新链）
问题4： DNA复制的基本条件？
模板
原料
——DNA的两条母链
——细胞中游离的4种脱氧核苷酸 ——ATP
能量
酶
——解旋酶、DNA聚合酶等
问题5： DNA复制的特点？ —— 边解旋边复制 —— 边解旋边复制 —— 半保留复制 —— 半保留复制 ——多起点，双向复制 意义：加快了 DNA复制的速 率
复制起点
问题6： DNA复制的结果？
一个DNA分子复制一次形成两个完全相同
的DNA分子
DNA准确复制的原因： 1、DNA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。
问题7：
DNA复制的意义？
DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代
传给了子代，从而保持了遗传信息的连
【思考】 1、以含有15N标记的NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，繁殖
若干代的目的是什么？
为了使亲代DNA的两条链被15N标记
2、将标记后的大肠杆菌转移到14N的普通培养液中培养，
细胞分裂一次，相当于亲代DNA分子复制了几次？细胞分 一次 两次 裂两次呢？ 3、根据DNA复制的几种假说，推断子一代、子二代DNA分 别含哪种N元素？
DNA分子的复制为半保留复制，一个DNA分子复制n次，
6、以含有31P标志的大肠杆菌放 入32P的培养液中，培养2代。心后的试管分别是图中的： G0 A 、 G1 B 、 G2 D 。
⑵图中 ① 、 ②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别 31P 和32P 是： 31P ， 。 ⑶ G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是
注：蓝色为模板链，黄色为新链
二、DNA半保留复制的实验证据
想要验证究竟是哪一种复制方式，我们需要对DNA的 两条链进行区分。而DNA链是肉眼看不见的，通过什 么方法才能分辨呢？ 运用同位素示踪技术（同位素标记法）
所以在1958年，科学家米西尔森和斯坦尔，运用同位 素示踪技术，以大肠杆菌为实验材料，设计了一个巧 妙的实验，证明了DNA分子的复制方式。
必修二
第三章
永丰二中
欧阳武
“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即 提出了遗传物质进行复制的可能机理。 ”
沃森和克里克提出了DNA自我复
制的假说：
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，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，结合到作为模板的单链上。由于
14N/14N 15N/14N 15N/15N
DNA进行半保留 复制
1∕2中带 1∕2轻带
三、DNA分子复制的过程 阅读Ｐ54 思考： 1、DNA复制的概念？ 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
2、DNA复制发生在什么时期？ 有丝分裂的间期 减数第一次分裂的间期
3、DNA复制的场所在哪里？ 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
【DNA分子的复制——相关计算】 消耗的脱氧核苷酸数： 若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个， 经过n次复制，需要消耗游离的该种脱氧核苷 酸数目为： m×(2n－1) 第 n 次复制，需要消耗游离的该种脱氧核苷 酸数目为： m×(2n－1)
【DNA分子的复制——相关计算】
则有： DNA分子数： ①子代DNA分子数＝ 2n个 ②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝ 2个 ③不含亲代链的子代DNA分子数＝ 2n－2个 ④只含亲代链的DNA分子数＝ 0个