3.3DNA分子的复制课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

规律1：DNA分子中任意两不互补碱基之和恒等于碱基总数的50%∵A=T，G=C∴

A+G=T+C=50%，A+C=T+G=50%规律3：不互补碱基之和之比在两条单链（互补链）中互为倒数。1bA2+G2T2+C2=T1+C1=bA1+G1规律2：互补两碱基之和在单双链中所占比值相等A1+T1+G1+C1A1+T1=c%A2+T2+G2+C2A2+T2=c%A+TA+T+G+C=c%规律总结A1T2T1A2G1C2C1G2DNA双链A+TG+CA2+T2G2+C2A1+T1G1+C1=a=a=a规律4：不同生物的DNA分子中(A＋T)/(G＋C)的值

（相同/不同）。该比值体现了不同生物DNA分子的

性。不同生物的DNA分子中（A＋G）/（C＋T）的比值

（相同/不同）不同特异相同例1．在一个双链DNA分子中，碱基总数为m，腺嘌呤（A）碱基数为n，则下列有关叙述错误的是(

)A．脱氧核苷酸数＝磷酸数＝碱基总数＝mB．G的数量为m－nC．两条链中A＋T的数量为2nD．碱基之间的氢键数为(3m－2n)/2B例2．下列有关双链DNA分子的叙述，不正确的是(

)A．若DNA分子中碱基A所占比例为a，则碱基C所占比例为1/2－aB．如果一条链上(A＋T)/(G＋C)＝m，则另一条链上该比值也为mC．如果一条链上的A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则另一条链上该比值为4∶3∶2∶1D．由50个碱基对组成的DNA分子片段中至少含有氢键的数量为100个C全保留复制半保留复制到底哪一种假说是正确的呢？对DNA复制方式的推测沃森和克里克在发表了DNA双螺旋结构模型的那篇文章之后，紧接着又发表了第二篇论文，提出了DNA自我复制的假说: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。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式称作“半保留复制”第三节DNA的复制1.要在实验中直观地标出母链和子链，可以采取怎样的方法？同位素标记法2.如果用同位素进行标记，可标记什么元素?3.如果亲代DNA是被15N作标记的，放在含14N的环境中进行培养，

则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？可标记C、H、O、N、P（画一画：分别按照“半保留复制”“全保留复制”----复制两次）思考以下问题：15N/15N-DNA(全部)15N/15N-DNA(全部)15N/14N-DNA(全部)15N/14N-DNA(1/2)14N/14N-DNA(1/2)15N/15N-DNA(1/2)14N/14N-DNA(1/2)15N/15N-DNA(1/4)14N/14N-DNA(3/4)半保留复制全保留复制亲代子一代子二代1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔设计了一个巧妙的实验：①实验材料：大肠杆菌②实验方法：他们先用含有15NH4Cl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15N标记的。然后，将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。假设DNA是半保留复制，离心后试管中DNA的位置是怎样的？假如全保留复制是正确的，离心后试管中DNA的位置又是怎样的？同位素标记法（15N14N

）假如半保留复制是正确的，实验的预期结果15N/14N-DNA中带15N/14N-DNA14N/14N-DNA轻带中带15N15N14N14N15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N亲代DNADNA复制一次DNA复制两次1/2轻DNA重DNA1/2重DNA3/4轻DNA1/4重DNA假如全保留复制是正确的，实验的预期结果大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代提取DNA，离心转移至含14NH4Cl的培养液中细胞分裂一次细胞再分裂一次提取DNA，离心提取DNA，离心重带中带轻带重带中带轻带科学家完成上述实验的结果是：实验验证实验结果证明:DNA的复制是以半保留的方式进行的。（二）推测可能的复制方式（三）推理、预测半保留复制和全保留复制的实验结果（四）进行实验、实验结果与半保留复制的预期结果一致,…（一）DNA的是如何复制的?半保留复制全保留复制作出假说演绎推理实验验证得出结论提出问题假说——演绎法例1、细菌在15N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再移入14N培养基中培养，抽取其子代的DNA经密度梯度离心分离，下图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⑤A例2、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如下图(

)所示。

D例3、依据材料完善下表。DNA条带类型DNA含量亲代完成一次分裂完成两次分裂轻带(14N/14N－DNA)00①________中带(15N/14N－DNA)02n②________重带(15N/15N－DNA)n0③________2n

2n

0

材料：科学家将细菌中的全部N标记为15N，并将细菌转入到以14NH4Cl为唯一氮源的培养基中培养。分别取亲代、完成一次分裂和完成两次分裂的细菌，并分离出细菌的DNA进行密度梯度离心。实验证明了DNA分子通过半保留方式进行复制。1.解旋解旋酶在解旋酶的作用下，双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，每条单链均作为模板合成新的DNA。2.合成子链DNA聚合酶以两条母链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，在DNA聚合酶作用下，按碱基互补配对原则合成出两条子链（方向？）。母链(模板链)子链(新合成的链)四种脱氧核苷酸3.重新螺旋一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子。3’3’5’3’5’5’3’5’二、DNA复制的过程母链(模板链)二.DNA复制的过程以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。真核细胞？

原核细胞呢？细胞分裂的间期。形成2个完全相同的DNA（新合成的链与对应的模板链）1.概念：2.场所：3.时间：4.结果：5.过程：1、解旋2.合成子链3.重新螺旋主要在细胞核（线粒体、叶绿体）拟核、质粒。病毒呢？宿主细胞7.特点：①边解旋边复制6.条件：模板：原料：能量：酶：9.意义：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。②多起点复制DNA两条母链4种脱氧核苷酸ATP解旋酶、DNA聚合酶等8.方式：半保留复制真核生物与原核生物DNA复制的区别真核生物DNA的复制从多个起点开始进行（不是同时进行），使得复制能在较短时间内完成。原核生物DNA的复制只有一个复制起点。深化探究．根据图1、图2思考下列问题：(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？(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)从图1结构中是否可以看出DNA复制是半保留复制？图1所示的结构还有什么特点？(4)DNA复制过程中，解旋酶和DNA聚合酶分别作用于图2中的哪个部位？(用字母表示)酶1是解旋酶，酶2是DNA聚合酶a和c,b和d是，因为新形成的子代DNA分子中只有一条链是亲代的母链。边解旋边复制解旋酶DNA聚合酶例1．下图为真核细胞DNA的复制过程模式图。据图分析，下列相关叙述错误的是(

)A．由图示可知，DNA复制的方式是半保留复制B．DNA聚合酶催化氢键的形成，且需要消耗ATPC．子链合成的方向是一定的，即只能从5′－端→3′－端D．从图中可以看出合成两条子链时，DNA聚合酶移动的方向是相反的B例2、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（）AA.真核生物DNA分子复制是从多个起点同时开始的，多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成，提高了复制速率B.图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的C.原核细胞DNA的复制只有一个起点D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则DNA是主要的遗传物质：基因染色体DNA蛋白质定位成分结构双螺旋结构脱氧核苷酸形成复制功能半保留复制DNA可能的复制机制假说复制机制的实验证据碱基互补配对原则验证时间场所条件过程结果原则意义结论本节思维导图复习1．DNA复制始于基因组中的特定位置(复制起点)，即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白识别富含A—T碱基对的序列，一旦复制起点被识别，启动蛋白就会募集其他蛋白质一起形成前复制复合物，从而解开双链DNA，形成复制叉。在原核生物中，复制起点通常为一个，在真核生物中则为多个。下列相关叙述错误的是(

)A．启动蛋白识别富含A—T碱基对的序列有利于将DNA双螺旋解开B．在复制叉的部位结合有解旋酶、RNA聚合酶C．DNA复制过程中，细胞内会发生ATP→ADP的转化D．真核细胞的DNA分子上可能有多个富含A—T碱基对的区域B复习2．如图为真核细胞DNA复制的电镜照片，其中泡状结构为复制泡，是DNA上正在复制的部分。下列相关叙述错误的是(

)A．每个复制泡中含有2条DNA母链和2条子链B．每个复制泡中一条子链是完全连续的，另一条子链是不连续的C．解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等多种酶参与了该过程D．该图说明了真核细胞通过多起点复制的方式提高复制速率B三、DNA分子复制中的相关计算（１）DNA分子数用15N标记DNA分子的两条链，让其在只含14N的环境中复制n次，则①子代DNA分子总数：②含15N的DNA分子数：⑤只含15N的DNA分子数：2n个2个2n个③含14N的DNA分子数：④只含14N的DNA分子数：2n-2个0个用15N标记DNA分子的两条链，让其在只含14N的环境中复制n次，则（2）脱氧核苷酸链数①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：②含15N脱氧核苷酸链数：③含14N的脱氧核苷酸链数：

2n+1条2条2n+1-2条用15N标记DNA分子的两条链，让其在只含14N的环境中复制n次，则（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次复制后需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m（2n-1）①※若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸个数为：m

2n-1假设1个DNA分子复制n次(设该DNA分子中含某种脱氧核苷酸m个)小结关于“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，但后者只指第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。1．已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A∶C∶T∶G＝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4500个，则该DNA分子已经复制了(

)A．3次B．4次C．5次D．6次B2、一个不含放射性元素的噬菌体，在脱氧核苷酸被32P标记及氨基酸被15N标记的细菌内，连续繁殖三代，子代噬菌体中含有32P和15N的噬菌体分别占子代噬菌体总数的百分数为()AA.100％、100％B.25％、50％C.50％、50%D.25％、0练习3、某DNA分子含m对碱基，其中腺嘌呤有a个。下列有关此DNA在连续复制时所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数目的叙述中，错误的是(

)A．在第一次复制时，需要(m－a)个B．在第二次复制时，需要2(m－a)个C．在第n次复制时，需要2n－1(m－a)个D．在n次复制过程中，总共需要2n(m－a)个D4、若以被同位素标记的DNA分子的两条链为模板，复制n次后，标记的DNA分子占

，标记的DNA单链占所有单链的

；若用同位素标记原料，则复制n次后，标记的DNA分子占

，标记的单链占

。1/2n-11/2n100%1－1/2n微专题6

DNA的半保留复制及细胞分裂DNA的半保留复制问题

关键：完成染色体与DNA的转换母链被标记，培养液不含标记同位素1．有丝分裂过程中子染色体标记情况的分析(1)过程图解(一般只研究一条染色体)(2)规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。将DNA分子双链用3H标记的蚕豆(2n＝12)根尖移入普通培养液(不含放射性元素)中，再让细胞连续进行有丝分裂。根据图示判断，在普通培养液中的第二次有丝分裂中期，一个细胞中染色体标记情况依次是 (

)A．6个a，6个bB．12个bC．6个b，6个cD．b＋c＝12个，但b和c数目不确定B2．减数分裂过程中子染色体标记情况的分析(1)过程图解（一般选取一对同源染色体为研究对象）。(2)规律总结：母链被标记，培养液不含标记同位素子染色体都带有标记。用32P标记某动物精原细胞的全部核DNA，然后将细胞置于31P标记的培养液中培养，使其进行一次有丝分裂或减数分裂(减数分裂Ⅰ、减数分裂Ⅱ)，下列有关叙述正确的是 (

)A．有丝分裂前期与减数分裂Ⅰ前期细胞中，32P标记的DNA分子数相同、染色体数不同B．有丝分裂后期与减数分裂Ⅰ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同C．有丝分裂中期与减数分裂Ⅱ中期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数不同D．有丝分裂后期与减数分裂Ⅱ后期细胞中，32P标记的DNA分子数不同、染色体数相同C3．利用模型分析子细胞中染色体标记情况

此类题目可通过构建模型图解答，图示及分析如下：将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关的说法正确的是 (

)A．若子细胞中染色体数为2N，则其中含3H的染色体数一定为NB．若子细胞中染色体数为N，则其中含3H的DNA分子数为N/2C．若子细胞中染色体都含3H，则该细胞的分裂方式为减数分裂D．若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体分离【答案】CA变式1、若用32P标记了玉米体细胞(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，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是

A．中期20和20、后期40和20

B．中期20和10、后期40和20C．中期20和20、后期40和10

D．中期20和10、后期40和10变式2、取1个含有1对同源染色体的精原细胞，用15N标记细胞核中的DNA，进行有丝分裂，形成4个细胞，这4个细胞中含15N的细胞个数可能是(

)A．2B．3C．4D．前三项都对D[跟踪训练]1．用32P标记某植物体细胞(含12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，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P标记的情况是 (

)A．带有32P标记的染色体有6条B．每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记C．带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同D．每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条C2．被15N标记DNA的1