3.3DNA的复制课件【知识精研+培优拓展】高一下学期生物人教版必修2

1、让恐龙复活的关键是什么？电影《侏罗纪公园》系列中，恐龙的复活始于一只吸满恐龙鲜血的蚊子，它被琥珀保存了数百万年。血液中含有DNA，而DNA包含了所有生物生长和功能的遗传信息。远古化石：被琥珀困住的蚊子遗传物质DNA2、DNA作为遗传物质，所具备的特点？②结构较稳定①能储存大量遗传信息③能自我复制，并传递给下一代④可以控制生物的性状

第三章基因的本质第3节DNA的复制必修2遗传和进化本节聚焦1、概述DNA复制方式的假说及实验证据2、运用假说－演绎法探究DNA的复制方式3、记住DNA复制的条件、过程和特点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”学科网原创1、碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？碱基互补配对原则是指DNA两条链的碱基之间有准确的一一对应关系，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。问题探讨《核酸的分子结构》论文节选他们认为DNA复制时先解开双螺旋，解开的两条单链作为模板，脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则合成新的一条链。这样新合成的DNA就保留了原来亲代DNA一半，他们将其称为半保留复制方式。复制一次1、半保留复制亲代DNA子代DNA母链子链结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，一、对DNA复制的推测一、对DNA复制的推测2、全保留复制亲代DNA结果：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分3、分散(弥散)复制结果：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。子代DNA复制一次到底哪种假说正确呢？梅塞尔森斯塔尔区分亲代和子代的DNA，标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。需要通过实验验证首要问题，如何区分开亲代与子代的DNA？1.实验者：2.实验材料：3.实验方法：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔4.背景知识：大肠杆菌（繁殖快，20min一代）同位素标记技术①15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，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；②利用离心技术可以在试管中区分含有不同氮元素的DNA；14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA轻带中带重带密度低高二、DNA半保留复制的实验证据密度梯度离心技术二、DNA半保留复制的实验证据实验过程：大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代提取DNA离心转移到含14NH4Cl的培养液中提取DNA离心提取DNA离心细胞分裂一次第一代细胞再分裂一次第二代利用14N合成子代DNA一、对DNA复制的推测2、全保留复制亲代DNA3、分散(弥散)复制子代DNA复制一次亲代DNA子代DNA1、半保留复制复制一次15N/15N14N/14N15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理：半保留复制

15N/14N15N/15N15N/14N14N/14N15N/14N重带中带轻带中带全保留复制15N/15N14N/14N15N/15N15N/15N14N/14N轻带重带重带重带轻带二、DNA半保留复制的实验证据实验结果：大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代提取DNA离心转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次第一代细胞再分裂一次第二代提取DNA离心提取DNA离心实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的密度低高15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA重带中带1/2轻带1/2中带二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理：半保留复制15N/14N-DNA

(全部)重带(下部)亲代DNA分子15N/15N-DNA(全部)第一代：

第二代：15N/14N-DNA(1/2)14N/14N-DNA(1/2)中带(中间)轻带(上部)中带(中间)二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理：全保留复制重带亲代DNA分子15N/15N-DNA(全部)第一代：

第二代：15N/15N-DNA(1/2)14N/14N-DNA(1/2)15N/15N-DNA(1/4)14N/14N-DNA(3/4)轻带重带轻带重带演绎推理实验验证得出结论根据推测复制模式，预测可能实验结果。提出问题二、DNA半保留复制的实验证据DNA是如何复制的?作出假说推测可能的复制方式半保留复制全保留复制证明DNA半保留复制的实验结论：DNA复制是半保留复制假说－演绎法24二、DNA复制的相关计算将含有

15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，其结果分析如下：母链子链15N14N子代DNA分子共有

个2n复制n次亲代DNA分子复制1次复制2次…………………………复制3次8①含有15N链的DNA分子数为

个。②只含15N链的DNA分子数为

个。③不含15N（只含14N）链的DNA分子数为

个。④含14N链的DNA分子数有

个。(1)子代DNA分子数：二、DNA复制的相关计算从图中可以得到以下规律：202n-2

2n(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为

条。③新合成的脱氧核苷酸链数为

条。22n+1-22n+11．一个无标记DNA分子在15N的环境中复制，若子一代DNA的一条单链出现差错，则子二代DNA中，差错DNA单链和含15N的DNA分子分别占 (

)A．1/3,1 B．1/4,1C.1/3,1/2 D．1/4,1/2B

2．将大肠杆菌置于含15N的培养基中培养一段时间，然后把DNA被15N完全标记的大肠杆菌作为亲代，转移到只含14N的普通培养基培养，使其繁殖两代形成4个新个体，则它们的DNA中含14N的链与含15N的链的比是 (

)A．3∶1 B．2∶1C．1∶1 D．7∶1A

3.将含15N—DNA的大肠杆菌转移到含14N的培养液中，连续繁殖三代后，将其DNA进行密度梯度离心，得到的结果如图甲所示。然后加入解旋酶再离心,得到的结果如图乙所示。下列叙述错误的是（

）

A.

N层中的DNA只含15N标记

B.

M层与N层的DNA数之比是3:1

C.

N'层中的DNA单链只含15N标记

D.

M'层与N'层中的DNA单链数之比是7:1A4.下列与DNA分子的半保留复制有关的叙述，正确的是（

）

A.

DNA分子复制时，以一条链为模板，合成两条新链，两条新链构成一个新的DNA分子，原DNA分子不变

B.

DNA分子的半保留复制是指两个子代DNA分子中，一个是原来的，另一个是新合成的

C.

DNA分子复制时，分别以两条链为模板，合成两条新链，每条新链与对应的模板链构成一个新的DNA分子

D.

如果亲代DNA分子是15N∕15N，那么子代DNA分子是15N∕15N和14N∕14NC1．为研究DNA的复制方式，先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养若干代，使DNA的氮元素均被15N标记（离心结果见甲试管），后转至含14N的培养基培养。提取每代大肠杆菌的DNA进行离心，离心结果见试管乙、丙、丁。相关叙述错误的是（）

A．乙试管是大肠杆菌在14N培养基繁殖一代的结果B．大肠杆菌在14N培养基繁殖三代后所有的DNA都含有14NC．该实验说明DNA分子的复制方式是半保留复制D．含15N与含14N培养基互换，繁殖一代的结果与丙相同A

1、DNA的复制的时间？场所？过程？2、需要的基本条件？特点？意义？3、DNA分子为什么能够精确复制？4、DNA的复制过程包括哪几个主要环节？阅读课本P55-56，思考如下问题：三、DNA复制的过程①含有15N链的DNA分子数为

个。②只含15N链的DNA分子数为

个。③不含15N（只含14N）链的DNA分子数为

个。④含14N链的DNA分子数有

个。(1)子代DNA分子数：(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为

条。③新合成的脱氧核苷酸链数为

条。二、DNA复制的相关计算从图中可以得到以下规律：202n-2

2n22n+1-22n+1三、DNA复制的过程氢键共价键解旋1.概念：以

为模板合成

的过程。亲代DNA子代DNA2.时间：在真核生物中，这一过程是在

期，随着染色体的复制而完成的。细胞分裂前的间3.场所：真核细胞：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体原核细胞：拟核（主要）、质粒解旋酶三、DNA复制的过程4.过程：合成子链解旋DNA聚合酶以母链为模板进行碱基互补配对重新螺旋每一条新链与其对应的模板链盘绕成

。

双螺旋结构能量

解旋

两条螺旋的双链脱氧核苷酸DNA聚合酶三、DNA复制的过程4.过程：解旋合成子链重新螺旋解旋酶DNA聚合酶①需要细胞供能、解旋酶的作用②结果：双螺旋解开2条母链4种游离的脱氧核苷酸①模板：②原料：③酶：DNA聚合酶每一条新链与其对应的模板链盘绕成

。

双螺旋结构形成两个完全相同的DNA分子。三、DNA复制的过程5.结果：形成两个完全相同的DNA分子。【讨论】①二条母链的碱基顺序是否相同？

②二条子链的碱基顺序是否相同？

③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？不同，互补相同不同，互补+子代DNA:母链（旧链）子链（新链）组成半保留复制三、DNA复制的过程思考与讨论：复制的条件：①模板：

②原料：

③能量：④酶：亲代DNA的两条链游离的4种脱氧核苷酸ATP解旋酶（断裂氢键）、DNA聚合酶（形成磷酸二酯键）等（A、G、C、T）复制的特点：①半保留复制；②边解旋边复制③多起点复制；④双向复制。三、DNA复制的过程

DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代——保持了遗传信息的连续性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。思考与讨论：DNA能准确复制的原因：DNA复制对于生物体的意义：辨析：DNA聚合酶的底物：DNA连接酶的底物：5’3’解旋方向5’3’解旋酶5’3’DNA聚合酶5’3’前导链后随链冈崎片段→DNA连接酶连接片段，形

成磷酸二酯键脱氧核苷酸DNA片段拓展延伸从子链的5'-端→3'-端延伸DNA复制方向：(母链：3'-端→5'-端)辨析易错易混练前清障(1)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同(

)(2)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制(

)(3)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链(

)(4)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中(

)(5)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键(

)×××××3．下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程的示意图。下列有关叙述错误的是 (

)A．图中DNA分子复制是从单个起点开始的B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C．真核生物DNA分子的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

4．DNA复制的基本条件是（）

A．模板，原料，能量和酶

B．模板，温度，能量和酶

C．模板，原料，温度和酶

D．模板，原料，温度和能量A

5．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（）

A．碱基之间由氢键相连

B．DNA分子独特的双螺旋结构

C．DNA的半保留复制

D．DNA的边解旋边复制特点B2．下列关于DNA复制的叙述中，正确的是 (

)A．DNA复制产生的两条子链的碱基序列相同B．在叶肉细胞中DNA的复制发生在细胞核、叶绿体和线粒体中C．DNA复制过程中，要消耗ATP并且需要酶的催化D．DNA复制时两条子链的合成方向相同C

3．右图表示细胞核内某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是(

)A．此过程需要能量和尿嘧啶脱氧核苷酸B．真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核C．正常情况下，a、d链都应该到不同的细胞中去D．b链中(A＋G)/(T＋C)的值一定与c链中的相同C

5、下列关于DNA分子结构与复制的叙述，错误的是()A.DNA分子中只含有四种脱氧核糖核苷酸B.DNA分子中每个脱氧核糖上均连着两个磷酸和一个碱基C.DNA复制不仅需要脱氧核苷酸作原料，还需要ATP供能D.DNA复制可以发生在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞质中6、下列关于DNA复制的叙述，正确的是（

）A.以亲代DNA分子的一条链为模板

B.可在核糖体上进行C.碱基互补配对保证了复制的准确性

D.仅发生在有丝分裂的间期BC★时间：细胞分裂前的间期★过程亲代DNA提供原则：游离的脱氧核苷酸碱基互补配对原则模板：原料：能量：酶：条件★特点边解旋边复制半保留复制★意义：保持前后代遗传信息的连续性解旋合成子链复旋ATP解旋酶、DNA聚合酶等课堂小结子链的5'-端→3'-端DNA复制方向：①含有15N链的DNA分子数为

个。②只含15N链的DNA分子数为

个。③不含15N（只含14N）链的DNA分子数为

个。④含14N链的DNA分子数有

个。(1)子代DNA分子数：(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为

条。③新合成的脱氧核苷酸链数为

条。二、DNA复制的相关计算从图中可以得到以下规律：202n-2

2n22n+1-22n+1①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

个；二、DNA复制的相关计算从图中可以得到以下规律：②第n次复制，所需消耗该脱氧核苷酸数＝

。(3)消耗的脱氧核苷酸数m·(2n－1)m·(2n－1)解析：n次复制含该脱氧核苷酸数=

个n-1次复制含该脱氧核苷酸数=

个m·2nm·2n－1m·2n-m·2n－1=m·(2n－1)如图为某个用15N标记的DNA分子结构示意图，该DNA含有100个碱基对，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次。下列相关叙述正确的是()

A.复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸600个B.该DNA的特异性表现在碱基互补配对原则上C.含有14N的DNA分子占7/8D.DNA分子复制时，解旋酶作用于②部位A关于“DNA复制”的4点“注意”：(1)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。(2)注意碱基的单位是“对”还是“个”。(3)切记在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)看清试题中问的是“DNA分子数”还是“链数”，是“含”还是“只含”等关键词，以免掉进陷阱。8．DNA分子片段复制的情况如下图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法不正确的是(

)A．b和c的碱基序列可以互补B．a和c的碱基序列可以互补C．a中(A＋T)/(G＋C)的值与b中(A＋T)/(G＋C)的值相同D．a中(A＋G)/(T＋C)的值与d中(A＋G)/(T＋C)的值一般不相同B小本p121B组综合强化练11.一个双链被32P标记的DNA片段有100个碱基对，其中腺嘌呤占碱基总数的20%，将其置于含31P的环境中复制3次。下列叙述错误的是A.该DNA片段中含有胞嘧啶的数目是60个B.第三次复制过程需要240个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸C.复制3次后，子代DNA中含32P的单链与含31P的单链之比为1∶7D.复制3次后，子代DNA中含32P与含31P的分子数之比为1∶3√12345678910111213141516171812.有100个碱基对的某双链DNA分子片段，含60个胞嘧啶脱氧核苷酸，若连续复制n次，则在第n次复制时需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸个数以及n次复制共需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸个数分别是A.40·2n－1，40·2n－1

B.40n－1，40nC.40·(2n－1)，40·2n－1

D.40·2n－1，40·(2n－1)√12345678910111213141516171813.(2020·山西太原五中月考)假如某一含31P的DNA中含有1000个碱基对，将该DNA放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中培养让其复制n次，则子代DNA的平均相对分子质量比原来增加了√12345678910111213141516171814.用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在此细菌中培养9小时，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是A.32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B.子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性C.DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32D.噬菌体繁殖一代的时间约为1小时√12345678910111213141516171815.研究人员将1个含14N/14N－DNA的大肠杆菌转移到15NH4Cl培养液中，培养24h后提取子代大肠杆菌的DNA。将DNA热变性处理，即解开双螺旋，变成单链；然后进行离心，甲图试管中出现的两种条带分别对应乙图中的两个峰，则大肠杆菌的细胞周期为A.4h

B.6hC.8h

D.12h√18.仔细阅读图一和图二，据图回答问题：(1)图中④表示的中文名称是_________________；⑨表示______。(2)图二所示的过程叫____________。鸟嘌呤脱氧核苷酸氢键DNA的复制(3)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_____。(4)图二中的亲代DNA分子在复制时，一条链上的G变成了C，则该DNA经过n次复制后，发生差错的DNA分子数占____(填字母)。B3.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A4.某个DNA片段由500对碱基组成,G+C占碱基总数的34%,若DNA复制3次，第三次复制需A分子个数为（

）A.2640B.330C.660D.1320DDNA复制的推测DNA复制实验证据DNA复制全保留复制半保留复制实验过程实验结果实验结论基本条件过程特点用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离亲代：一条DNA带（底部）第一代：一条DNA带（中间）第二代：两条DNA带（中间、上部）DNA复制是半保留复制解旋合成子链复旋模板酶能量原料DNA的两条链四种脱氧核苷酸边解旋边复制解旋酶DNA聚合酶证明参与参与7.将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（

）A.所有的大肠杆菌都含有15NB.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8C①细胞在整个有丝分裂过程中含有15N标记的染色体数可为

条；含有15N标记的染色单体可为

条。结果分析：②形成两个子细胞中含有15N标记的染色体数为

条2五、DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题有丝分裂中染色体的标记情况有丝分裂一次15N14N注：假设：母链用15N标记，培养液不含标记同位素，进行两次有丝分裂(以一对同源染色体为例)：2、44规律：只复制一次，形成的子染色体都含有标记元素有丝分裂二次15N14N注：①细胞在第二次分裂过程中含有15N标记的染色体数为

条；含有15N标记的染色单体可为

条。结果分析：22②形成的子细胞中含有15N标记的染色体数为

条0-2n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√五、DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题减数分裂中染色体的标记情况假设：母链用15N标记，培养液不含标记同位素，进行减数分裂(以一对同源染色体为例)