DNA的复制【教学课件】 2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第3章基因的本质

第3节DNA的复制一、对DNA复制的推测“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”提出问题：DNA是怎样进行复制的?一、对DNA复制的推测作出假设：DNA复制的方式沃森和克里克：半保留复制⑴DNA复制时，DNA双螺旋

，

互补的碱基之间的

断裂。⑵解开的两条单链分别作为复制的

，游离的脱氧核苷酸根据

原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。⑶新合成的每个DNA分子中，都保留了原来的一条链，因此，这种复制方式称作

。解开氢键模板碱基互补配对半保留复制一、对DNA复制的推测作出假设：DNA复制的方式半保留复制全保留复制分散复制DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。亲代DNA双链被切成片段后合成，然后子、母双链聚集成“杂种链”新合成的每个DNA分子中，都保留了原来的一条链一、对DNA复制的推测作出假设：DNA复制的方式半保留复制全保留复制分散复制思考：1.不同复制方式的差异是?在子代DNA分子中，来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链的结合情况不同。2.如何观察母链与子链的结合方式?同位素标记技术可用C、H、O、N、P二、DNA半保留复制的实验证据设计实验：DNA复制的方式（1）实验者：____________________。梅塞尔森和斯塔尔活动一：请阅读课本P54，并思考以下问题：实验技术?实验材料?实验原理?二、DNA半保留复制的实验证据设计实验：DNA复制的方式（1）实验者：____________________。（2）实验技术：

。（3）实验材料：大肠杆菌。梅塞尔森和斯塔尔同位素标记技术（​15N和​14N）

稳定性大密度梯度离心技术二、DNA半保留复制的实验证据设计实验：DNA复制的方式密度梯度离心技术利用介质在离心管内形成连续或不连续的密度梯度，然后将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部。在重力或离心力场的作用下，不同密度的细胞或颗粒会沿着密度梯度分层、分离。差速离心技术通过逐步提高离心速度，使不同大小的颗粒或细胞器在离心力的作用下逐渐分离。二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理（1）半保留复制15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N15N14N亲代第一代第二代15N15N15N/15N-DNA重带14N/14N-DNA轻带15N/14N-DNA中带15N/14N-DNA中带二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理活动二：画出1个DNA分子按照全保留复制的方式复制2次的图解模型NNNNNNNNNNNN亲代第一代第二代15N15N15N/15N-DNA重带二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理（2）全保留复制15N15N14N14N14N14N14N14N15N15N14N14N亲代第一代第二代15N15N15N/15N-DNA重带14N/14N-DNA轻带15N/15N-DNA重带14N/14N-DNA轻带15N/15N-DNA重带二、DNA半保留复制的实验证据演绎推理（3）分散复制15N/14N混合-DNA中带亲代第一代第二代15N15N15N/14N混合-DNA中带15N/14N15N/15N-DNA重带15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N15N/14N二、DNA半保留复制的实验证据实验验证：繁殖若干代得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的二、DNA半保留复制的实验证据实验验证：再分裂一次分裂一次二、DNA半保留复制的实验证据实验验证：14N/14N-DNA轻带中带重带通过密度梯度离心使其发生分层（15N质量大于14N）15N/15N-DNA15N/14N-DNA（密度最小）（密度居中）（密度最大）二、DNA半保留复制的实验证据实验验证：再分裂一次分裂一次重带中带中带轻带排除全保留复制排除分散复制二、DNA半保留复制的实验证据实验结论：DNA分子复制的特点是________________________。半保留复制二、DNA半保留复制的实验证据（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—演绎法提出问题作出假说演绎推理实验验证得出结论二、DNA半保留复制的实验证据该图为噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图，请大家思考红色圈大肠杆菌内子代噬菌体的DNA分子，为什么有的DNA两条链中一条为红色标记一条为蓝色标记，为什么有的DNA分子的两条链均为蓝色标记？T2噬菌体侵染大肠杆菌实验P45DNA复制方式为半保留复制练习1.某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是（

）A．本活动运用了同位素标记技术和离心技术B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N/15N-DNAD．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制B练习2.细菌在15N培养基中繁殖数代后，其DNA的含氮碱基均含有15N，然后再移入14N培养基中培养，提取其子代的DNA离心，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三、DNA复制的过程活动三：请阅读课本P55-P56，并思考以下问题：DNA复制的概念、发生的时期、场所？DNA复制的过程是怎样的？DNA复制需要哪些基本条件？DNA复制有哪些特点?DNA能精确复制的原因是什么？DNA复制有何意义？三、DNA复制的过程1.概念：以_____________为模板合成_____________的过程。2.时间：在真核生物中，这一过程发生在________________________。

细胞分裂前的间期3.场所：真核生物：原核生物：病毒：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体拟核（主要）、细胞质（质粒DNA）宿主细胞内三、DNA复制的过程三、DNA复制的过程1.概念：以_____________为模板合成_____________的过程。2.时间：在真核生物中，这一过程发生在________________________。

细胞分裂前的间期3.场所：真核生物：原核生物：病毒：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体拟核（主要）、细胞质（质粒DNA）宿主细胞内4.过程：（1）解旋DNA半保留复制（2）合成子链（3）重新螺旋三、DNA复制的过程4.过程：（1）解旋CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶解旋条件：结果：解旋酶、能量氢键断裂，双链解开三、DNA复制的过程4.过程：（2）合成子链CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT遵循

原则。碱基互补配对三、DNA复制的过程4.过程：（2）合成子链CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP5′－端→3′－端DNA聚合酶作用形成磷酸二酯键子链延伸合成的方向？有RNA引物结合到模板3′－端引发子链的延伸三、DNA复制的过程4.过程：（2）合成子链解开的每一条母链DNA聚合酶游离的4种脱氧核苷酸碱基互补配对原则5′端到3′端合成子链模板：原料：酶：原则：方向：能量:特点：ATP边解旋边复制三、DNA复制的过程复制叉连续复制不连续复制前导链后随链半不连续复制三、DNA复制的过程连续复制前导链不连续复制后随链连续子链不连续子链DNA连接酶（冈崎片段）DNA连接酶三、DNA复制的过程CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'（3）重新螺旋4.过程：三、DNA复制的过程已知果蝇的基因组大小为1.8x108bp(bp表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100bp/s。右图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。同时进行多个起点的DNA复制，提高DNA复制的效率三、DNA复制的过程4.过程：多起点复制起点1起点2起点3三、DNA复制的过程5.方向：__________________________。6.特点：______________________________________________________________。子链的5’→3’半保留复制、边解旋边复制、半不连续复制、双向复制原核生物：单起点真核生物：多起点三、DNA复制的过程7.

意义：DNA分子通过复制，将__________从亲代细胞传给了子代细胞，

从而保持了________________________。遗传信息遗传信息的连续性

双螺旋碱基互补配对原则练习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（

）×××××练习下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是（

）A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开B．DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段D．DNA的两条子链都是连续合成的D练习图1是果蝇DNA电镜照片，图中的泡状结构是DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分；图2为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图。下列有关叙述错误的是（

）A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的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四、DNA复制的相关计算第一代第二代第三代活动四：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的复制过程亲代四、DNA复制的相关计算

四、DNA复制的相关计算

复制n次产生的新DNA数

第n次产生的新DNA数

四、DNA复制的相关计算例1：某一个带有同位素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，只含14N标记的DNA分子占（）A.12.5%B.25%C.75%D.100%变式1：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1/8CC四、DNA复制的相关计算例2：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制5次，含15N的链

有

条；含14N的链占全部DNA分子单链的比例是

。变式2：将用15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制3次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是（

）1/2、1/4B.1/4、1/8C.1/4、1D.1/8、1/831/32B2四、DNA复制的相关计算例3：一个DNA分子中有碱基A20个，占全部碱基的20％，若DNA连续复制2次，

需要碱基C

个，第2次复制需要碱基C

个,变式3：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A9060变式4：某个DNA片段由100个碱基对组成，A＋T占碱基总数的30%，若该DNA片段第3次复制需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（）A.200B.280C.360D.490B五、DNA复制