DNA的复制-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修二

第3节DNA的复制第3章

基因的本质首课思政育人

美国科学家出版的《科学》杂志上发表的论文表明，约66%的致癌突变要归咎于细胞复制DNA（脱氧核糖核酸）时随机出现的错误；29%的突变归因于环境因素；仅5%的突变归结于遗传突变。·生命的神奇性:通过DNA复制的精确性，引导学生感受生命系统的精密与协调，激发对生命奥秘的敬畏之心。·责任感教育:联系DNA复制错误可能导致的基因突变(如癌症或遗传病)，引申到健康生活方式的重要性(如远离致癌物)，培养学生对自身生命和他人健康的责任感。目标引领学习目标素养目标1.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.理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。1.生命观念：根据结构与功能相统一的观点理解DNA分

子的复制方式和复制原则。2.科学探究：理解DNA半保留复制的实验设计方法，分

析实验结果。沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文的结尾处道:“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。碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的?inthefollowingcommunications.Wewerenota

ware

ofthedetailsoftheresultspresontedtherewhenwe

devisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyon

publishedexperimentaldataandstereo-chenicalarguments.

Ithasnotescopedournoticethatthespscific

pairingwehavepostulatedimmedintelysuggestsapossible

copyingmechanismforthegenetismaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithaset

ofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子结构》论文节选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的复制可能需要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的这一假说。亲代DNA分子半保留复制DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。内容

新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。结果1.对DNA复制的推测有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。亲代DNA分子

指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。概念全保留复制1.对DNA复制的推测区分亲代和子代的DNA，标记亲代DNA链，然后观察它们在子代DNA中如何分布。1.怎样验证这个假说呢？2.关键思路？半保留复制全保留复制证明DNA半保留复制的实验(1)实验方法：1958年,梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料。

运用___________技术和密度梯度离心技术。(2)实验原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度_____。(3)实验假设：DNA分子以_______的方式复制。同位素标记居中半保留14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(轻带)(中带)(重带)(4)实验过程：科学家先用

的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代，这时，大肠杆菌的DNA几乎都是

标记的。然后将大肠杆菌转移到含有

的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将DNA

，记录离心后试管中DNA的

。(5)实验结果预期：假设DNA是半保留复制，离心后试管中的DNA的位置会是怎样的？请运用演绎推理来分析实验过程，完成上述实验预期，填写图中方框。15NH4CI15N14NH4CI位置

离心精讲点拨15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA如果DNA复制是半保留复制第一代会出现的结果是第二代会出现的结果是提取DNA，离心转移到含14NH4Cl的培养液中细胞分裂1次提取DNA，离心提取DNA，离心细胞再分裂1次大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代15N/15N-DNA第一代第二代高密度低15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA实验结果表明，DNA的复制是以半保留的方式进行的。演绎推理实验验证（二）推测可能的复制方式（三）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（四）完成实验（一）DNA的是如何复制的?半保留复制全保留复制假说——演绎法DNA复制方式的探究历程：提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论阅读课本P54思考如下问题：1.DNA分子复制的概念是什么?2..DNA分子复制过程需要哪些条件?3.DNA分子复制过程怎么进行?4.DNA分子复制的意义？自主探究以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。在真核生物中，这一过程是在细胞分裂前的间期，随着染色体的复制而完成的。有丝分裂间期和减数分裂前的间期主要是细胞核（线粒体、叶绿体）1DNA复制的概念：2发生时期：3场所：2.DNA复制的过程解开的每一条母链脱氧核苷酸DNA聚合酶解旋酶4过程：

一个DNA分子形成了两个_________的DNA分子。

①_____________。

②_______复制。

①DNA独特的_______结构，为复制提供了精确的模板。

②通过_____________，保证了复制能够准确地进行。DNA通过复制，将_________从亲代细胞传递给子代细胞，

从而保持了_________的连续性。完全相同边解旋边复制半保留双螺旋碱基互补配对遗传信息遗传信息5结果：6特点：7准确复制的原因：8意义：ATP,解旋酶催化（氢键断裂）解旋：模板复制:以母链为模板在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行碱基互补配对母链（旧链）子链（新链）形成子代DNA:同时进行(边解旋边复制）组成形成磷酸二酯键精讲点拨动动手：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程（标出每条链是15N还是14N）DNA分子复制的相关计算亲代第一代第二代第三代15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有

个两

212223亲代DNA分子经n次复制后，则1.DNA分子数①子代DNA分子数：②含亲代母链的DNA分子数：④不含亲代母链的DNA分子数：2n个2个2n-2个⑤含亲代母链的DNA分子数与子代DNA

分子数之比为：2/2n③只含亲代母链的DNA分子数：0个亲代DNA分子经n次复制后，则2、脱氧核苷酸链数①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：②亲代脱氧核苷酸链数：③新合成的脱氧核苷酸链数：2n+1条2条2n+1-2条3、消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则m（2n-1）（1）则经过n次复制共需要消耗该脱氧

核苷酸个数为：（2）第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸

个数为：m

×2n-1DNA复制的起点和方向(1)原核生物：单起点双向复制(2)真核生物：多起点双向复制在复制速率相同的前提下，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。1.细菌在含15NH4Cl的培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基均含有15N，然后再移入含14NH4Cl的培养基中培养，抽取其子代的DNA经离心分离，如图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√12345678910111213141516172.体外进行DNA复制的实验，向试管中加入有关的酶、四种脱氧核苷酸和ATP,37℃下保温。下列叙述中，正确的是A.能生成DNA，DNA的碱基比例与四种脱氧核苷酸的比例一致B.不能生成DNA，因为缺少DNA模板C.能生成DNA，DNA的碱基比例不确定，且与酶的来源有一定的关联D.不能生成DNA，因为实验中缺少酶催化的适宜的体内条件√1234567891011121314151617解析DNA复制的四个基本条件是模板、酶、能量、原料。没有加入模板DNA，所以无DNA生成。3.DNA分子复制时解旋酶作用于下列哪一结构1234567891011121314151617√解析解旋酶的作用是破坏碱基对之间的氢键，使DNA双螺旋解开，只有D项属于DNA上的碱基对。4.DNA分子经过诱变，某位点上的一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。该DNA连续复制两次，得到的4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G，推测“P”可能是A.胸腺嘧啶

B.腺嘌呤C.胸腺嘧啶或腺嘌呤

D.胞嘧啶12345678910√11121314151617解析根据DNA分子半保留复制的特点，经过两次复制得到的4个子代DNA分子中相应位点的碱基对U—A、A—T来自发生突变的亲代DNA的模