【課件】DNA的復(fù)制課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第3節(jié)DNA的復(fù)制第三章基因的本質(zhì)目標(biāo)010203分析DNA復(fù)制過程，歸納DNA復(fù)制過程中相關(guān)數(shù)量計(jì)算，提高邏輯分析和計(jì)算能力。（科學(xué)思維)通過對(duì)DNA復(fù)制方式的推測(cè)及對(duì)探究DNA復(fù)制方式實(shí)驗(yàn)的分析,再一次體會(huì)假說—演繹法。（社會(huì)責(zé)任）學(xué)習(xí)目標(biāo)通過DNA的復(fù)制，認(rèn)同生命的延續(xù)與發(fā)展觀；理解遺傳信息，認(rèn)同DNA的遺傳物質(zhì)觀。（生命觀念）思考:

生物親子代之間是通過遺傳物質(zhì)傳遞遺傳信息的，那么親代的遺傳物質(zhì)如何“多出一份”來傳遞給子代？一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)（一）提出問題

DNA以什么方式復(fù)制？(1)半保留復(fù)制(沃森和克里克）半保留復(fù)制全保留復(fù)制有人質(zhì)疑問題3：這些觀點(diǎn)各有不同，如何來證明那個(gè)觀點(diǎn)是正確的？提出課本P53一、對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)1.沃森和克里克的假說——半保留復(fù)制

DNA復(fù)制時(shí)，DNA雙螺旋解開，互補(bǔ)的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈分別作為復(fù)制的模板，游離的脫氧核苷酸根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，通過形成氫鍵，結(jié)合到作為模板的單鏈。2.其他人的觀點(diǎn)——全保留復(fù)制

DNA復(fù)制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。半保留復(fù)制全保留復(fù)制一半新一半舊一全新一全舊

新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。課本P53二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)DNA以半保留方式復(fù)制（全保留）（二）作出假設(shè)

問題4：要通過實(shí)驗(yàn)“探究DNA復(fù)制是哪種方式？”關(guān)鍵思路是什么？關(guān)鍵思路：通過實(shí)驗(yàn)區(qū)分親代和子代的DNA對(duì)原來的親代DNA鏈（母鏈）和復(fù)制出的子代DNA鏈（子鏈）進(jìn)行區(qū)分標(biāo)記，然后觀察它們?cè)谛翫NA中的分布情況。半保留復(fù)制全保留復(fù)制一半新一半舊一全新一全舊課本P53二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)【實(shí)驗(yàn)技術(shù)】2.如何在實(shí)驗(yàn)中直觀區(qū)別“母鏈”和子鏈？

可以采取什么方法？背景知識(shí)P5415N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定同位素，其相對(duì)原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。①同位素標(biāo)記技術(shù)用15N標(biāo)記母鏈，14N標(biāo)記子鏈3.復(fù)制后的DNA分子通常是隨機(jī)混合在一起的，

不易分離。怎么解決這個(gè)問題？②密度梯度離心技術(shù)可使含不同N元素的DNA在試管中發(fā)生分層密度低高半保留復(fù)制全保留復(fù)制課本P54密度梯度離心技術(shù)15N標(biāo)記：14N標(biāo)記：兩條鏈被標(biāo)記情況密度大小離心位置都是15N最大試管的______部一條15N，一條14N居中試管的______部都是14N最小試管的______部【實(shí)驗(yàn)原理】15N/15N重帶底15N/14N

中帶中14N/

14N輕帶上課本P54二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)①先讓大腸桿菌在15NH4Cl培養(yǎng)若干代②再將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到14NH4Cl中③收集大腸桿菌提取DNA進(jìn)行離心，記錄離心管中DNA的位置1958年，美國(guó)生物學(xué)家梅塞爾森和斯塔爾以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用同位素標(biāo)記技術(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)?！緦?shí)驗(yàn)過程】(密度梯度離心技術(shù))證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)閱讀課本P54結(jié)果：親代DNA都是15N標(biāo)記子代呢？合作探究一：請(qǐng)同學(xué)們自主學(xué)習(xí)課本P53-54，小組合作思考討論完成問題。

嘗試畫出1個(gè)DNA分子分別按照半保留復(fù)制、全保留復(fù)制的方式復(fù)制兩次的圖解模型。要求：（1）限時(shí)2分鐘，小組做好分工，所有成員全力以赴，激情投入。（2）確定小組發(fā)言人，做好展示準(zhǔn)備，并做好評(píng)價(jià)與質(zhì)疑的準(zhǔn)備。二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N15N14NPF1F215N15N15N/15N重帶15N/14N14N/14N15N/14N1/2輕帶1/2中帶中帶第二代第一代提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心含14N的培養(yǎng)液（三）演繹推理

1.假設(shè)DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)課本P54第二代含14N的培養(yǎng)液第一代提出DNA離心提出DNA離心15N15NPF1F214N14N提出DNA離心重帶輕帶重帶輕帶重帶15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/15N（三）演繹推理

1.假設(shè)DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)課本P54【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】大腸桿菌在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中生長(zhǎng)若干代提取DNA，離心15N/15N-DNA第一代轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細(xì)胞分裂一次提取DNA，離心15N/14N-DNA親代第二代細(xì)胞再分裂一次提取DNA，離心15N/14N-DNA14N/14N-DNA二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】閱讀課本P54-55DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與半保留復(fù)制假說預(yù)期一致排除DNA的復(fù)制是全保留復(fù)制提出問題作出假設(shè)得出結(jié)論演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)DNA以半保留方式復(fù)制（全保留）推理、探究幾種復(fù)制模式下得到子代DNA的可能情況，預(yù)測(cè)可能實(shí)驗(yàn)結(jié)果DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)假說演繹法二、DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練

1.將在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)了若干代的某真核細(xì)胞轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂，并進(jìn)行密度梯度離心下圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.第一次分裂的子代DNA應(yīng)為② B.第二次分裂的子代DNA應(yīng)為①C.第三次分裂的子代DNA應(yīng)為③ D.親代的DNA應(yīng)為④【例1】(2022·廣東廣州)科學(xué)家以大腸桿菌為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),首先用含有15NH4Cl的培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌,讓其繁殖若干代后轉(zhuǎn)移至含14NH4Cl的培養(yǎng)液中,在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA進(jìn)行離心,該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為“DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制”提供了證據(jù)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.14NH4Cl和15NH4Cl都能為大腸桿菌合成DNA提供氮元素B.在14NH4Cl培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)時(shí),不含15N的DNA不被復(fù)制C.設(shè)定收集大腸桿菌時(shí)刻的主要依據(jù)是大腸桿菌的繁殖速率D.收集到的DNA分子中含15N的占比隨時(shí)間推移會(huì)逐漸降低B金版學(xué)案P90三、DNA復(fù)制的過程請(qǐng)閱讀課本P55-56的內(nèi)容，思考并回答下列問題：課本P55-561.DNA復(fù)制的概念是什么?時(shí)間?場(chǎng)所?2.DNA復(fù)制過程怎么進(jìn)行?3.DNA復(fù)制過程需要哪些條件?4.DNA復(fù)制過程有何特點(diǎn)?5.DNA復(fù)制有何生物學(xué)意義?概念場(chǎng)所時(shí)期條件DNA的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。真核生物主要是在細(xì)胞核(次要在線粒體、葉綠體)細(xì)胞分裂（有絲分裂或減數(shù)分裂）前的間期DNA的復(fù)制三、DNA復(fù)制的過程模板原料酶能量親代DNA分子中的兩條母鏈以細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP等課本P55CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶三、DNA復(fù)制的過程使氫鍵斷裂課本P55(1)解旋：利用

提供的能量，在

的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開；細(xì)胞解旋酶ATPCCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT三、DNA復(fù)制的過程（2）合成子鏈

氫鍵形成不需要酶課本P55以解開的的每條_____為模板，在___________等酶的作用下，利用細(xì)胞中_______________________為原料，按照______________原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一段子鏈；母鏈游離的4種脫氧核苷酸DNA聚合酶堿基互補(bǔ)配對(duì)②在DNA聚合酶的催化下從子鏈的5'端把子鏈的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP

合成方向：

子鏈的5'端→

3'端三、DNA復(fù)制的過程（2）合成子鏈

形成磷酸二酯鍵課本P55CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'三、DNA復(fù)制的過程（3）形成子代DNA分子

每條子鏈與其對(duì)應(yīng)的_____盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，形成___個(gè)與親代_________的DNA。課本P56母鏈2完全相同三、DNA復(fù)制的過程4.過程:課本P55-56：①解旋

②合成子鏈

③形成子代DNA分子

特點(diǎn)：邊解旋邊復(fù)制

.

.

.三、DNA復(fù)制的過程模板：原料：能量：酶：親代DNA的兩條母鏈ATP

、

等

5.條件游離的4種脫氧核苷酸解旋酶DNA聚合酶6.結(jié)果：一個(gè)DNA分子→兩個(gè)

的DNA分子完全相同7.特點(diǎn)：①?gòu)倪^程上看

；

②從方式上看

。邊解旋邊復(fù)制半保留復(fù)制★課本P55-56ATCGATAGCTATCGATAGCTTAGCTATCGA復(fù)制1次三、DNA復(fù)制的過程8.準(zhǔn)確復(fù)制的原因：①DNA獨(dú)特的

，為復(fù)制提供精確的模板。②通過

，保證了復(fù)制準(zhǔn)確無誤。雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基互補(bǔ)配對(duì)課本P569.意義：DNA通過復(fù)制，將遺傳信息從

細(xì)胞傳給了

細(xì)胞，使從而保持了

的連續(xù)性。親代子代遺傳信息原則堿基互補(bǔ)配對(duì)原則時(shí)間有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期場(chǎng)所

真核生物：細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體

原核生物：擬核、質(zhì)粒條件模板親代DNA的兩條單鏈原料4種游離的脫氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等結(jié)果1個(gè)DNA→2個(gè)完全相同的DNA特點(diǎn)半保留復(fù)制；邊解旋邊復(fù)制；多起點(diǎn)復(fù)制意義保證了親代和子代之間遺傳信息的連續(xù)性總結(jié)DNA的復(fù)制課本P56一、概念檢測(cè)1.DNA復(fù)制是在為細(xì)胞分裂進(jìn)行必要的物質(zhì)準(zhǔn)備。據(jù)此判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）DNA復(fù)制與染色體復(fù)制是分別獨(dú)立進(jìn)行的。（

）（2）在細(xì)胞有絲分裂的中期，每條染色體是由兩條染色單體組成的，所以DNA的復(fù)制也是在這個(gè)時(shí)期完成。（

）練習(xí)與應(yīng)用××DNA復(fù)制隨著染色體的復(fù)制而完成有絲分裂前的間期課本P56練習(xí)與應(yīng)用2.DNA的復(fù)制保證了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述，正確的是（

）A.復(fù)制均在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行

B.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性C.1個(gè)DNA分子復(fù)制1次產(chǎn)生4個(gè)DNA分子D.游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈B細(xì)胞核（主要）、細(xì)胞質(zhì)2個(gè)DNA聚合酶【例3】下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述,正確的是()A.在細(xì)胞分裂前的間期發(fā)生DNA復(fù)制B.DNA復(fù)制后,兩條母鏈形成一個(gè)DNA分子,兩條子鏈形成一個(gè)DNA分子C.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)全部解開以后才開始DNA的復(fù)制D.DNA聚合酶可以將兩個(gè)游離的脫氧核苷酸連接形成磷酸二酯鍵金版學(xué)案P91A促進(jìn)單個(gè)脫氧核苷酸連接到正在合成的子鏈上邊解旋邊復(fù)制子代DNA中一條為母鏈,一條為子鏈DNA復(fù)制過程中的相關(guān)計(jì)算一個(gè)全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代，其結(jié)果如下，回答下列問題。15N15N復(fù)制1次15N15N14N14N復(fù)制2次15N15N復(fù)制3次15N15N1個(gè)DNA分子復(fù)制n次，①子代DNA個(gè)數(shù)為

；②含15N的DNA數(shù)為

；③只含15N的DNA數(shù)為

；④含14N的DNA數(shù)為

；

⑤只含14N的DNA數(shù)為

；2n個(gè)2個(gè)0個(gè)2n個(gè)2n-2個(gè)2=21個(gè)4=22個(gè)8=23個(gè)無論復(fù)制幾次，含15N(母鏈)的DNA永遠(yuǎn)只有2個(gè)親代1.DNA分子數(shù)DNA復(fù)制過程中的相關(guān)計(jì)算一個(gè)全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代，其結(jié)果如下，回答下列問題。15N15N復(fù)制1次15N15N14N14N復(fù)制2次15N15N復(fù)制3次15N15N1個(gè)DNA分子復(fù)制n次，子代中①脫氧核苷酸鏈總數(shù)為

；②含15N的鏈為

，③含14N的鏈為

。2n+1條2條4=22條8=23條16=24條2n+1-2條親代2.脫氧核苷酸鏈數(shù)無論復(fù)制幾次，含15N(母鏈)的DNA永遠(yuǎn)只有2個(gè)課本P56練習(xí)與應(yīng)用3.將DNA雙鏈都被15N標(biāo)記的大腸桿菌放在含有14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其分裂3次，下列敘述正確的是(

)A.所有的大腸桿菌都含有15NB.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/2C.含有15N的大腸桿菌占全部大腸桿菌的比例為1/4D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例為1/8C【例4】下列關(guān)于圖示DNA片段的說法,錯(cuò)誤的是()A.復(fù)制過程中,DNA聚合酶催化①②所示化學(xué)鍵的形成B.復(fù)制過程中解旋酶作用于③所示位置C.DNA以雙鏈中的一條鏈為模板進(jìn)行復(fù)制D.把此DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復(fù)制二代,子代中只含15N的DNA占金版學(xué)案P91CDNA的兩條鏈為模板DNA復(fù)制過程中的相關(guān)計(jì)算一個(gè)全部N原子被15N標(biāo)記的DNA分子（親代），轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上培養(yǎng)n代，其結(jié)果如下，回答下列問題。15N15N復(fù)制1次15N15N14N14N復(fù)制2次15N15N復(fù)制3次15N15N若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則①經(jīng)過n次復(fù)制共需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為

；②第n次復(fù)制需要消耗該脫氧核苷酸個(gè)數(shù)為

。親代3.消耗脫氧核苷酸數(shù)m·(2n-1)個(gè)m·2n-1個(gè)無論復(fù)制幾次，含15N(母鏈)的DNA永遠(yuǎn)只有2個(gè)3.用15N標(biāo)記一個(gè)含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子,其中有胞嘧啶60個(gè),該DNA在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次,其結(jié)果不可能是()A.含有15N的DNA占B.含有14N的DNA占7/8C.復(fù)制過程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè)D.共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子《金版學(xué)案》P92(24-1)×40=600(個(gè))100%B課后練習(xí)：金版學(xué)案P92第2、4、5、6P93頁第10拓展DNA復(fù)制的特點(diǎn)---多起點(diǎn)復(fù)制①真核生物的DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)開始的，使得復(fù)制能在較短時(shí)間內(nèi)完成，但各個(gè)起點(diǎn)開始的時(shí)間不同，