【同步导学】2024-2025学年高中生物高一下册（人教版·2019必修2）学案：3.3 DNA的复制 （教师版）

第3章基因的本质第3节DNA的复制导学案★学习目标与核心素养1.生命观念：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.科学思维：通过对DNA半保留复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。★学习重点难点教学重点：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。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。★学习过程一、对DNA复制的推测沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：半保留复制；有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。二、DNA半保留复制的实验证据1958年，美国生物学家梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）设计实验。实验材料：大肠杆菌；实验方法：同位素标记法（15N、14N）；证实了DNA的半保留复制。1.背景知识15N和14N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。利用离心技术可在试管中区分含不同N元素的DNA。2.实验过程大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代3.实验预期半保留复制：子一代DNA分子全处于中密度带；子二代DNA分子所处位置中密度带：轻密度带=1：1。全保留复制：子一代DNA分子处于重密度带：轻密度带=1：1；子二代DNA分子所处位置重密度带：轻密度带=1：3。4.实验结果亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中只出现了一条DNA带，位置处于重带；转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条DNA带，位置处于中带；将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条DNA带，一条处于中带，一条处于轻带。证明：DNA的复制以半保留复制的方式进行。二、DNA复制的过程1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2.DNA复制的场所：真核细胞：主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。3.发生时期（真核生物）：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。4.DNA复制的条件：（1）模板：DNA分子的两条母链；（2）原料：游离的4种脱氧核苷酸；（3）能量：ATP；（4）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。5.DNA复制的方向：从子链的5'端向3'端延伸。6.DNA复制的过程：①解旋（DNA解旋酶）在ATP帮助下，解旋酶将DNA双螺旋的2条链解开；②合成子链（DNA聚合酶）以4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的作用下各自合成与母链互补的一条子链；③形成子代DNA新合成的子链不断延伸，与其对应的模板链绕成双螺旋结构。7.DNA复制的特点：①边解旋边复制；②半保留复制；③多起点复制。8.复制准确进行的原因：（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。9.DNA复制的意义：DNA通过复制，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（使亲子代保持连续性）。三、DNA复制过程中的相关计算1.DNA复制过程中的数量关系若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。（1）子代DNA分子数：2n个；含15N的DNA分子始终是2个；含14N的有2n个，只含14N的有2n-2个。（2）子代DNA分子的总链数：2n×2=2n+1条；含15N的链始终是2条；含14N的有2n+1-2条。2.计算原料用量（消耗的某脱氧核苷酸数）若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。先计算亲代DNA分子中某脱氧核苷酸的数量，记为m。（1）若经过n次复制，则需要消耗的脱氧核苷酸数为：m×（2n-1）（2）若第n次复制需要消耗的脱氧核苷酸数为：m×2n-1★课堂作业1.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（D）A.分裂前期B.分裂中期C.分裂后期D.分裂间期2.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（B）A.DNA复制过程中需要酶的催化B.DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供C.DNA分子是边解旋边复制的D.DNA复制过程中两条母链均可作模板3.以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（A）A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”4.用15N标记含有100个碱基对的双链DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在含有14N的培养基中连续复制4次。其结果不可能是（C）A.含有15N的DNA分子占1/8B.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个C.含有14N的DNA分子占7/8D.复制结果共产生16个DNA分子5.用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基