3.3 DNA的复制（第1课时） 高一生物 （人教版2019必修2）

第3节DNA的复制（第一课时）

第三章基因的本质目标010203分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。（科学思维)通过对DNA复制方式的推测及对探究DNA复制方式实验的分析,再一次体会假说—演绎法。（社会责任）学习目标通过DNA的复制，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。（生命观念）情景视频一：

我们的英雄——你记得我，我就活着（视频）少量DNA怎么为我们的英雄寻找亲属？足量DNA情景材料一：

沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“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”。

问题1：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。问题2：DNA以什么方式复制？一、对DNA复制的推测（一）提出问题

DNA以什么方式复制？(1)半保留复制(沃森和克里克）半保留复制全保留复制分散复制有人质疑问题3：这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？提出二、DNA半保留复制的实验证据DNA以半保留方式复制（全保留、分散）（二）作出假设

问题4：要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA问题5：DNA是肉眼看不可见的，如何做区分亲代和子代的DNA呢？梅塞尔森斯塔尔1958年同位素标记技术大肠杆菌（繁殖快，20min一代）梅塞尔森斯塔尔1958年同位素标记技术资料：15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。大肠杆菌（繁殖快，20min一代）问题6：为什么不用32P，14C等具有放射性的同位素标记呢？形成的不同密度的DNA分子应如何区分？二、DNA半保留复制的实验证据14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(轻带)(中带)(重带)密度梯度离心技术利用离心技术可以在试管中区分含有不同质量N元素的DNA。二、DNA半保留复制的实验证据15NH4Cl14N/14N-DNA繁殖若干代15N/15N-DNA目的？得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的同位素标记技术二、DNA半保留复制的实验证据15N/15N-DNA14NH4Cl再分裂一次分裂一次提取DNA离心提取DNA离心？？？哪个位置？？？哪个位置同位素标记技术密度梯度离心技术二、DNA半保留复制的实验证据合作探究一：请同学们自主学习课本P53-54，小组合作思考讨论完成问题。

尝试画出1个DNA分子分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次的图解模型。要求：（1）限时2分钟，小组做好分工，所有成员全力以赴，激情投入。（2）确定小组发言人，做好展示准备，并做好评价与质疑的准备。二、DNA半保留复制的实验证据15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N15N14NPF1F215N15N15N/15N重带15N/14N14N/14N15N/14N轻带中带中带第二代第一代提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心含14N的培养液（三）演绎推理

1.假设DNA的复制是半保留复制二、DNA半保留复制的实验证据第二代含14N的培养液第一代提出DNA离心提出DNA离心15N15NPF1F214N14N提出DNA离心重带轻带重带轻带重带15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/15N（三）演绎推理

1.假设DNA的复制是全保留复制二、DNA半保留复制的实验证据（四）实验验证

二、DNA半保留复制的实验证据结论：证明DNA的复制是半保留复制排除DNA的复制是全保留复制排除DNA的复制是分散型复制亲代子一代子二代细胞再分裂一次15N14N15N15N14N14N转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次15N14N提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心（五）实验结论

二、DNA半保留复制的实验证据提出问题作出假设得出结论演绎推理实验验证证明DNA半保留复制的实验DNA以半保留方式复制（全保留、分散）推理、探究几种复制模式下得到子代DNA的可能情况，预测可能实验结果DNA以半保留方式进行复制证明DNA半保留复制的实验假说演绎法二、DNA半保留复制的实验证据实战训练

1.细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（）A．第一次分裂的子代DNA应为⑤B．第二次分裂的子代DNA应为①C．第三次分裂的子代DNA应为③D．亲代的DNA应为⑤实战训练

2.后再移入含14N的培养基中培养，提取其子代的DNA进行梯度离心，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(

)A.第一次分裂的子代DNA应为② B.第二次分裂的子代DNA应为①C.第三次分裂的子代DNA应为③ D.亲代的DNA应为④实战训练

3.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制实战训练

4.把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培养相当于复制一次的时间，然后放回原环境相当于连续复制两次的时间后，细菌DNA组成分析结果是(

)A．3/4轻氮型、1/4中间型B．1/4轻氮型、3/4中间型C．1/2中间型、1/2重氮型D．1/2轻氮型、1/2中间型DNA复制的概念是什么?时间？场所？DNA复制过程需要哪些条件?简述DNA复制过程怎么进行?DNA复制过程有何特点?精确复制的原因有何生物学意义？234

1合作探究二：请同学们自主阅读教材P55-56，小组合作思考讨论完成问题。

三、DNA复制的过程概念场所时期条件DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。主要是在细胞核(次要在线粒体、叶绿体)细胞分裂（有丝分裂或减数分裂）前的间期DNA的复制三、DNA复制的过程模板原料酶能量亲代DNA分子中的两条母链以细胞中游离的4种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP等三、DNA复制的过程在ATP的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶三、DNA复制的过程（一）解旋

①游离的4种脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氢键三、DNA复制的过程（二）合成子链

地与两条母链的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。②在DNA聚合酶的催化下从子链的5'端把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP

合成方向：

子链的5'端→

3'端形成磷酸二酯键三、DNA复制的过程（二）合成子链

CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'三、DNA复制的过程（三）形成子代DNA分子

每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。特点精确复制的原因意义

方向结果①半保留复制；②边解旋边复制；③双向复制；④真核生物有多个复制起点（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子从子链的5'端向3'端延伸DNA复制的过程三、DNA复制的过程实战训练

5.下列关于DNA复制过程的正确顺序是 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

A.①③④②⑤B.①④②⑤③

C.①③⑤④②D.③①④②⑤

实战训练

6.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的DNA分子（）A.分别由两条母链和两条子链形成B.两条母链和两条子链随机结合而成C.分别由一条子链及一条母链结合而成D.一条子链与另一条子链的母链结合实战训练

7．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在（）A．两条DNA母链之间B．DNA子链与其互补的母链之间C．两条DNA子链之间D．DNA子链与其非互补母链之间实战训练

8．一个DNA分子复制完成后，新形成的两条子链（）A．是DNA母链的片段B．与DNA母链之一完全相同C．与DNA母链相比，一定有所变化D．与DNA的两条母链分别相同实战训练

9．DNA复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是（

）

A．复制均在细胞核内进行

B．碱基互补配对原则保证了复制的准确性

C．1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子

D．游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链实战训练

10.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是A.DNA分子