3.3 DNA的复制 学案 2024—2025学年高一下学期生物人教版必修2

3.3  DNA的复制

 

【学习目标】

1.概述DNA分子通过半保留方式进行复制 2.掌握DNA复制的条件、过程、特点和意义

【能力目标】

通过对探究DNA复制方式实验的分析，学习分析实验的方法

目标一:DNA复制的推测

【自主学习】

1.半保留复制（甲）

（1）提出者：沃森和克里克   

（2）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（乙）

指DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。

3.分散复制（丙）

在子代DNA两条链中，母链和子链片段镶嵌存在，也叫弥散复制。

目标二:DNA半保留复制的实验证据

【合作学习】

1.实验者：梅塞尔森、斯塔尔                  

2.实验材料：大肠杆菌      

3.实验技术：同位素标记技术、密度梯度离心技术

4.实验原理：15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。只含14N的双链DNA密度小，一条链含14N，另一条链含15N的双链DNA居中，只含15N的双链DNA密度大。

5.实验过程：

以含有15NH4Cl培养液来培养大肠杆菌，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14NH4Cl的普通培养液中。在               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              。

6.实验预期：

（1）假设DNA是以半保留方式复制的，对离心后试管中DNA的位置就需要运用             来预测。

大肠杆菌	DNA在离心管中的位置及比例	DNA分子所含N的类型
亲代	下部，100%	15N/15N-DNA
第一代
第二代

 

 

 

 

 

（2）假设DNA是以全保留方式复制的

大肠杆菌	DNA在离心管中的位置及比例	DNA分子所含N的类型
亲代
第一代
第二代

 

 

 

 

 

（3）假设DNA是以分散方式复制的

大肠杆菌	DNA在离心管中的位置及比例	DNA分子所含N的类型
亲代
第一代
第二代

 

 

 

 

 

7.实验结果：科学家完成上述实验的结果是：亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中出现一条DNA带，位置靠近试管的底部，说明其密度最大，是                       DNA(用         表示)；将转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条带，但位置居中，说明其密度居中，是                    (用              表示)；将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条带，一条带位置居中，为15N/14N-DNA，另一条带的位置更靠上，说明其密度最小，是                                        DNA(用            表示)。

8.实验结论：                                                 。

9.科学的实验方法

（一）提出问题：DNA是如何复制的?

（二）作出假说：推测可能的复制方式

（三）演绎推理：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）实验验证、得出结论：实验验证，得到DNA的复制是以半保留的方式进行的结论

【典型例题】

例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－DNA

D.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制

目标三:DNA复制

1.DNA复制的概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。

2.发生时期：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。

3.发生场所：主要是细胞核（线粒体、叶绿体）                                    

4.DNA复制过程：

(1)解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，氢键断裂。

(2)合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则,