第3章 第3节 DNA的复制-【名师导航】2026-2027学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版）

第3节　DNA的复制

概述DNA分子通过半保留方式进行复制。

知识点1　对DNA复制的推测及DNA半保留复制的实验证据

1．对DNA复制的推测

(1)半保留复制

①提出者：沃森和克里克。

②假说内容：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。

③结果：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。

(2)全保留复制

DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。

2．DNA半保留复制的实验证据

(1)实验方法：运用同位素标记技术和离心技术。

(2)实验材料：大肠杆菌。

(3)实验原理：离心后的条带15N/15N-DNA、14N/14N-DNA、15N/14N-DNA分别分布于离心管的下部、上部、中部。

(4)实验过程

(5)实验结果

①提取亲代DNA→离心→位置靠近试管底部。

②繁殖一代后，提取DNA→离心→位置居中。

③繁殖两代后，提取DNA→离心→一条带位置居中，另一条带的位置更靠上。

(6)实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。

[提醒]

(1)本实验所用15N为无放射性同位素，不能通过检测放射性获取实验结果，只能依据15N和14N DNA的相对分子质量区分。

(2)本实验所用离心技术为密度梯度离心，其原理为用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。不同于分离细胞器所用的差速离心法。

1．证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。 (　　)

2．在证明DNA复制方式的实验中，从第一代开始的细菌DNA分子中至少有一条链含 14N。 (　　)

3．DNA半保留复制的证明过程使用了假说—演绎法。 (　　)

提示：1．×　DNA的组成元素有C、H、O、N、P，这几种元素都有同位素，所以标记任何一种元素都可以。

2．√　3．√

探究DNA的复制方式

科学家曾提出DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制(复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中)，如图所示。

请据图回答下列问题：

1．可以用同位素标记技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链。通过对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。

2．若DNA复制的方式是全保留复制，请你预期实验结果并完善表格：

3．若DNA复制的方式是分散复制，则第一代和第二代出现条带的数量及位置如何？

提示：第一代只出现1条中带，第二代只出现1条位于中带和轻带之间的条带。

4．科学家的实验结果显示第一代只出现一条中带，这个结果排除了哪种复制方式？

提示：排除了全保留的复制方式。

5．科学家的实验结果显示第二代出现了一条中带和一条轻带，这个结果可以进一步将哪种复制方式排除掉？

提示：排除了分散复制的方式。

1．(链接P54思考·讨论)科学家以大肠杆菌为实验材料，设计如下的巧妙实验：①在含15N的培养液中培养大肠杆菌若干代，使其DNA均被15N标记，离心结果如图Ⅰ；②转至含14N的培养液继续培养；③取出每代大肠杆菌的DNA样本，离心。某生物小组绘制可能结果图Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。下列有关叙述错误的是(　　)