DNA的复制高一下学期生物人教版必修2

亲代的DNA如何“多出一份”来传递给子代？DNA的复制

第3节DNA的复制第三章

基因的本质

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”。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。2.这句话中为什么要用“可能”二字？这反应科学研究具有什么特点？

科学研究需要大胆的想象，但是得出结论必须建立在确凿的实验证据之上。本节聚焦1.怎样证明DNA是半保留复制的？2.DNA的复制过程是怎样的？3.DNA的半保留复制对遗传信息的稳定传递有什么意义？1.DNA半保留复制的实验证据2.DNA复制的过程目录/contentsPART011.DNA半保留复制的实验证据1.提出问题2.提出假说3.验证假说4.总结结论DNA以什么方式复制？（1）半保留复制（2）全保留复制（3）分散复制关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA（1）演绎推理（2）实验验证---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据1.提出问题2.提出假说3.验证假说4.总结结论（1）演绎推理科学方法：同位素标记法、密度梯度离心法1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔高密度带中密度带低密度带15N14N15N15N14N14N---假说演绎法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。---假说演绎法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。---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据1.提出问题2.提出假说3.验证假说4.总结结论（1）演绎推理①半保留复制15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:细胞再

分裂一次15N15N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离心高密度带中密度带低密度带中密度带---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据请运用演绎推理来分析实验过程，完成上述实验预期，填写图中的方框。假如全保留复制是正确的，实验预期又会是怎样的？假如全保留复制是正确的，第一代的结果：一半的细胞中DNA是15N/15N-DNA，另一半的细胞中DNA是14N/14N-DNA；第二代的结果：1/4的细胞中DNA是15N/15N，3/4的细胞中DNA是14N/14N-DNA。细胞分裂一次后，方框中填15N/14N-DNA；细胞再分裂一次后，试管上部的方框中填14N/14N-DNA，试管中部的方框中填15N/14N-DNA。1.提出问题2.提出假说3.验证假说4.总结结论（1）演绎推理②全保留复制P:F1:F2:细胞再

分裂一次15N15N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离心高密度带高密度带低密度带高密度带15N15N14N14N14N14N15N15N低密度带---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据1.提出问题2.提出假说3.验证假说4.总结结论（1）演绎推理③分散复制P:F1:F2:细胞再

分裂一次15N15N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离心高密度带中密度带中密度带15N14N15N14N---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据1.提出问题2.提出假说3.验证假说4.总结结论（2）实验验证

证明DNA半保留复制的实验证据---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据1.提出问题2.提出假说3.验证假说4.总结结论（2）实验验证

证明DNA半保留复制的实验证据15N14N14N14N15N14NP:F1:F2:细胞再

分裂一次15N15N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DNA的复制是全保留复制排除DNA复制是分散复制证明DNA的复制是半保留复制---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据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？第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了全保留复制的方式。旁栏思考题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---假说演绎法DNA半保留复制的实验证据PART022.DNA复制的过程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。

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DNA复制的过程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（一）解旋

DNA复制的过程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）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。DNA复制的过程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）合成子链

DNA复制的过程CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'（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。DNA复制的过程

下图是真核生物DNA复制的示意图,从图中你能归纳出哪些信息?（多个起点同时进行，但不是同时开始复制）多起点复制双向复制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DNA复制的过程DNA复制总结时间场所条件模板原料能量酶原则方向特点意义细胞分裂前的间期真核：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体原核：拟核、细胞质（质粒）亲代DNA的两条链4种游离的脱氧核苷酸ATP水解提供解旋酶、DNA聚合酶等从子链的5'端向3'端延伸半保留复制；边解旋边复制；多起点双向复制（真核）遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性碱基互补配对原则2、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不需要1、图1中的酶1和酶2分别是什么酶？图2中e、f分别是什么键，图1中的酶分别作用于

哪些键？3、a、b、c、d4条单链中，碱基排列顺序相同的是？解旋酶5’3’3’5’5’3’5’3’DNA聚合酶拓展DNA聚合酶DNA复制的前导链（领头链）和后随链（滞后链）DNA复制的前导链（领头链）和后随链（滞后链）拓展DNA的复制过程中相关计算规律假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：亲代第一代第二代第三代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N212223拓展假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：(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。2n22n0(2n－2)拓展DNA的复制过程中相关计算规律假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：(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。2n＋12(2n＋1－2)DNA的复制过程中相关计算规律拓展假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：(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，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不消耗DNA的复制过程中相关计算规律拓展1.一个带有同位素15N标记的DNA分子，以含14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制三次，在合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA分子占（

）

A.12.5%

B.25%

C.50%

D.100%B2.某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，共消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸3000个，则该DNA分子已经复制了几次（

）

A.四次 B.五次 C.六次 D.七次A一、概念检测1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确。(1)DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。（

）(2)在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染