DNA的复制课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

复习回顾：填空默写1.(必修2P50)DNA分子是由两条单链组成的，这两条链按

方式盘旋成

结构。2.(必修2P50)DNA分子的基本骨架由

连接。3.(必修2P50)DNA分子内侧由两条链上的碱基通过

形成碱基对，即A和

配对(氢键有

个)，G和

配对(氢键有

个)。碱基之间的这种一一对应的关系，叫碱基互补配对原则。双链DNA中A(腺嘌呤)的量总是和T(胸腺嘧啶)的量相等，C(胞嘧啶)的量总是和G(鸟嘌呤)的量相等。双螺旋反向平行磷酸和脱氧核糖交替氢键T2C3情境导入瞧!我们长的，咋就这么像呢？第3章基因的本质

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.理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。3.分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算。探究一.DNA复制的方式——提出问题，做出假说提出问题：DNA作为遗传物质，是如何进行复制的？

做出假说：半保留复制全保留复制分散复制有人质疑提出（沃森和克里克）假说①假说②假说③探究一.DNA复制的方式探究任务一：1.要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？2.DNA是肉眼看不可见的，如何区分亲代和子代的DNA呢？关键思路：区分亲代和子代的DNA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）探究一.DNA复制的方式3.该实验用什么元素做标记?

为什么不用32P，14C等具有放射性的同位素标记呢?4.形成的不同密度的DNA分子应如何区分？15N和14N，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。用32P，14C等具有放射性的同位素标记无法区分亲代和子代DNA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。密度低高14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(轻带)(中带)(重带)15NH4Cl14N/14N-DNA繁殖若干代15N/15N-DNA目的？大肠杆菌繁殖多代后，可认为大肠杆菌DNA都是15N标记的同位素标记技术一、DNA半保留复制的实验证据15N/15N-DNA再分裂一次分裂一次一、DNA半保留复制的实验证据提取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14NH4Cl二、DNA半保留复制的实验证据2.实验过程演绎推理—假设是半保留复制15N/15N-DNA15N/

14N-DNA14N/15N-DNA15N/

14N14N/15N14N/14N14N/14N亲代子一代全部位于重带全部位于中带1/2位于轻带1/2位于中带离心离心离心DNA复制一次子二代DNA复制一次15N/15N14N/

15N14N/14N14N/

15N二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理—假设是全保留复制15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N14N/14N14N/14N14N/14N亲代子一代全部位于重带1/2位于轻带1/2位于重带3/4位于轻带1/4位于重带离心离心离心DNA复制一次子二代DNA复制一次15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/15N2.实验过程半保留复制全保留复制分散复制亲代子一代子二代亲代子一代子二代亲代子一代子二代

探究一.DNA复制的方式5.如果亲代DNA是被15N作标记的，放在含14N的环境中进行培养，

密度梯度离心后，亲代、子一代、子二代应该会出现怎样的条带？演绎推理：15N/15N重带15N/14N

中带15N/14N中带14N/14N轻带15N/15N14N/14N15N/15N15N/15N14N/14N15N/15N15N/14N

15N/14N

探究一.DNA复制的方式实验验证：大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代细胞再

分裂一次转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次提出DNA离心提出DNA离心提出DNA离心排除全保留复制排除分散复制15N14N14N14N15N14N亲代子一代子二代15N15N得出结论：DNA是半保留复制假说-演绎法【典例1】某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是（

）【针对训练1】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DC探究二.DNA复制的过程真核细胞：

DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。细胞核(主要)，线粒体、叶绿体。原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。细胞分裂前的间期(有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期)，随着染色体的复制而完成。1、概念：2、DNA复制场所3、发生时期(真核生物)DNA病毒：活的宿主细胞内探究二.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解旋酶二、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形成氢键二、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'端形成磷酸二酯键二、DNA复制的过程（二）合成子链

CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'二、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。探究二.DNA复制的过程4、过程能量、解旋酶碱基互补配对原则①解旋②合成子链③重新螺旋解旋酶DNA聚合酶DNA聚合酶、游离的脱氧核苷酸方向：从子链的5'端向3'端延伸探究二.DNA复制的过程探究任务二：1．如图为DNA分子复制的两个模型，请据图回答下列问题。(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？分别作用于图2中哪个部位？(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是相同的？（3）图中子链的延伸紧跟解旋酶，说明DNA复制还有什么特点？（4）氢键的形成需要酶的催化吗？a和c，b和d的碱基排列顺序相同。解旋酶DNA聚合酶磷酸二酯键氢键边解旋边复制不需要探究二.DNA复制的过程冈崎片段b（1）当母链方向是a时，子链DNA的合成是连续的吗？（2）当母链方向是b时，子链DNA还能连续合成吗？子链DNA按照5‘到3’连续合成。子链DNA按照5‘到3’不连续合成，形成片段。“片段”该怎么连接成完整的DNA链呢？DNA连接酶连接DNA片段2．如图为DNA分子复制的模型，请据图回答下列问题。探究二.DNA复制的过程解旋酶酶5'3'3'5'DNA聚合酶5'3'前导链5'3'冈崎片段DNA连接酶DNA聚合酶的底物：脱氧核苷酸DNA连接酶的底物：DNA片段后随链前导链与后随（滞后）链：互补配对5'探究二.DNA复制的过程5、DNA复制的条件6、DNA复制的特点:边解旋边复制；

半保留复制①模板：

②原料：

③能量：④酶：亲代DNA的两条链4种游离的脱氧核苷酸8、DNA复制的结果：细胞提供的能量（ATP）解旋酶（打开氢键）DNA聚合酶（形成磷酸二酯键）形成两个完全相同的DNA分子7、DNA复制的方向:5'端→3'端9、DNA复制的意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。复制正确遗传复制出错变异氢键共价键解旋探究二.DNA复制的过程原核生物：单起点双向复制图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。补充：真核生物与原核生物DNA复制的区别真核生物：多起点双向复制①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。10.DNA能够准确复制的原因：已知果蝇的基因组大小为1.8×108bp（bp表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100bp/s。下图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。说明果蝇的DNA有多个复制起点，可同时从不同起点开始DNA复制，由此加快DNA复制的速率，为细胞分裂做好物质准备。教材课后习题·拓展应用果蝇DNA的电镜照片

下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是（）A.图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C.真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶D.真核生物的这种复制方式提高了复制速率A【典例2】（不定项）如图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是(

)A.DNA分子在酶①的作用下水解

成脱氧核苷酸，酶②催化碱基

对之间的连接B.在复制过程中解旋和复制是同时

进行的C.解旋酶能使双链DNA解开，并且消耗ATPD.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子BC探究三.DNA复制的相关计算探究任务三：亲代1代2代3代n代(1)DNA分子数①子n代DNA分子总数为

个。②含15N的DNA分子数为

个。③含14N的DNA分子数为

个。④只含15N的DNA分子数为

个。⑤只含14N的DNA分子数为

个。2n202n－22n取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代探究三.DNA复制的相关计算探究任务三：取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代亲代1代2代3代n代(2)脱氧核苷酸链数①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝

条。②亲代脱氧核苷酸链数＝

条。③新合成的脱氧核苷酸链数＝

条。22n+12n+1－2针对训练：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制三次，则含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例_____，含15N的链占全部DNA分子单链的比例是______。1/41/8探究三.DNA复制的相关计算探究任务三：取一个全部N被15N标记的DNA分子，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代亲代1代2代3代n代(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，经过n次复制需消耗游离的该脱氧核苷酸数为

个。②若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，在第n次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸数为

个。m·（2n－1）m·2n－1第n次复制增加

个DNA。探究三.DNA复制的相关计算亲代DNA

123n-1┈┈n┈┈2122232n-12nn次复制共增加

个DNA。2n-12n-1【典例3】未被32P标记的某DNA分子中含有1000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，以含32P的化合物为原料，DNA分子连续复制三次。下列有关叙述错误的是()A．所有子代DNA分子都含有32PB．子代DNA分子中，可能出现只有一条链含32PC．第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4900个D．子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8C网络构建检测反馈1、下列有关DNA复制的叙述，错误的是（

）A．复制方式是半保留复制

B．需要DNA聚合酶参与C．碱基配对方式是A—T、C—G D．以A、T、G、C四种碱基为原料D2.下图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析正确的是()

A．酶①和酶②均作用于氢键

B．该过程的模板链是a、d链

C．该过程中的c、d链结构相同

D．DNA的复制是半保留复制D解旋酶DNA聚合酶b互补检测反馈3、关于如图DNA分子片段的说法错误的是（）

A．DNA分子的复制方式是半保留复制B．该片段的基本组成单位是脱氧核苷酸C．把此DNA分子放在含15N的培养液中复制2代，子代中的DNA分子中都含15ND．DNA分子的特异性表现在的

比例上4、某双链DNA分子含1000个碱基对，其中一条链上所含碱基中A与T之和占60%，C占15%，该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸和鸟嘌呤脱氧核苷酸的个数分别为（

）A．2400、1600 B．1800、1200 C．1200、800 D．600、400DB5.已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4。该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸2100个，则该DNA分子已经复制了(

) A.3次

B.4次

C.5次 D.6次检测反馈A易错提醒：“DNA复制了n次”PK“第n次复制”

碱基是“对”PK“个”

“DNA分子数”PK“链数”

“含”PK“只含”拓展延伸：DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题一、有丝分裂中染色体的标记情况第一次有丝分裂：15N/14N－DNA拓展延伸：DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题两次有丝分裂：含有15N的染色体为多少条？(体细胞染色体为2n条)。0～2n拓展延伸：DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题【例1】

蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的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．每条染色体的两条单体都被标记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B拓展延伸：DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题【例2】

用32P标记了某玉米体细胞(正常体细胞含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，完成了两次细胞分裂。下列有关叙述错误的是()A．在第一次细胞分裂的中期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染色体数分别是20和20B．在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的染色体数分别是40和40C．在第一次分裂完成后，形成的两个子细胞中染色体上的DNA都是有一条链含32P，另一条链不含32PD．在第二次分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从

0到20都有可能B拓展延伸：DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题二、减数分裂中染色体的标记情况........减数分裂：15N/14N－DNA15N标记亲代DNA在14N中复制拓展延伸：DNA复制与细胞分裂中的染色体标记问题【例3】

假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子数目为()

A．1

B．2

C．4

D．3【例4】如图A点时用32P标记果蝇精原细胞所有DNA的双链，然后置于只含31P的培养液中培养，发生了a、b连续两个分裂过程。下列相关叙述中，正确的是()A．CD段细胞中一定有2条Y染色体B．GH段细胞中可能有2条Y染色体C．GH段细胞中含32P的染色体一定有8条D．IJ段细胞中含32P的染色体可能有8条CC拓展延伸：DNA复制与细胞分裂中的染色体标