第三章 第3节 DNA的复制-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中生物学课件聚焦“DNA的复制”，系统梳理半保留复制的实验证据、过程、条件及数量规律，通过假说提出、实验验证（同位素示踪与离心技术）、过程解析到规律总结的脉络，搭建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过假说—演绎法分析大肠杆菌实验，结合表格归纳复制数量规律，融入探究实践。学生能提升实验分析与逻辑推理能力，教师可借助分层练习与考点突破，高效落实教学目标。

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4．解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键。(　　) 5．DNA分子通过复制，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。(　　) 答案：1.√　2.√ 3．×　提示：双链均为15N标记的DNA分子，在只含14N的培养液中复制2次后，4个DNA分子中有2个含15N，但都含有14N。 4．×　提示：解旋酶的作用部位是氢键，DNA聚合酶的作用部位是两个脱氧核苷酸之间的化学键(磷酸二酯键)。 5．√ DNA半保留复制的实验证据及规律总结 1．实验 实验材料 大肠杆菌 实验方法 同位素示踪法和离心技术 实验过程 ①用15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌，获得5N/15N—DNA； ②将大肠杆菌转移到含14N的普通培养液中培养； ③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA； ④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置 实验预期 离心后出现3条DNA带 ①重带(密度最大，最靠近试管底部)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N) ②杂交带(密度居中，位置也居中，也称中带)：一条链为15N，另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N) ③轻带(密度最小，离试管底部最远)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N) 实验结果(与预期结果相同) 实验结论 DNA复制方式为半保留复制 2.规律总结 已知某一DNA分子用15N标记(0代)，将含有该标记DNA分子的细胞(或某种细菌)转移到只含14N的培养基中培养(进行DNA复制)若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例如表： 世代 DNA分子的特点 分子总数 链总数 细胞中的DNA分子在离心管中的位置 不同DNA分子占全部DNA分子之比 只含 15N 分子 含14N、 15N杂 交分子 只含 14N 分子 含15N 的链 含14N 的链 0 1 2 全在下部 1 0 0 1 0 1 2 4 全在中部 0 1 0 1/2 1/2 2 4 8 1/2中部，1/2上部 0 1/2 1/2 1/4 3/4 3 8 16 1/4中部，3/4上部 0 1/4 3/4 1/8 7/8 n 2n 2n＋1 2/2n中部，1－2/2n上部 0 2/2n(或 1/2n－1) 1－ 2/2n 1/2n 1－ 1/2n [例1]　科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素标记技术及密度梯度离心技术进行了DNA复制方式的探索实验，实验内容及结果见表。 组别 1组 2组 3组 4组 培养液中唯一氮源 14NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 14NH4Cl 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B的子一代 B的子二代 操作 提取DNA并离心 离心结果 仅为轻带(14N/14N) 仅为重带(15N/15N) 仅为中带(15N/14N) 1/2轻带(14N/14N) 1/2中带(15N/14N) 请分析并回答： (1)要得到DNA中的N全部为15N的大肠杆菌B，必须经过　________　代培养，且培养液中的　____________　是唯一氮源。 (2)若B的子一代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重带”DNA来自　________　，据此可判断DNA的复制方式不是　________　(填“半保留”或“全保留”)复制。 (3)若将B的子一代DNA双链分开后再离心，其结果是　________　(填“能”或“不能”)判断DNA的复制方式。 (4)若在同等条件下将B的子二代继续培养，子n代DNA离心的结果是密度带的数量和位置　____________　，密度带宽度发生变化的是　________　带。 [解析]　(1)培养液中以15NH4Cl为唯一氮源，需经过多代培养，才能得到DNA中的N全部为15N的大肠杆菌B。(2)“轻带”DNA为14N/14N DNA，“重带”DNA为15N/15N DNA，据表可知，“重带”DNA来自B，若后代DNA的两条链全是原来的或全是新合成的，说明DNA的复制方式是全保留复制。(3)若将B的子一代DNA双链分开后再离心，无法判断后代DNA的两条单链的来源，也就不能判断DNA的复制方式。(4)将B的子二代继续培养，子n代DNA的情况是有2个为15N/14N DNA，其余(2n－2)个为14N/14N DNA，所以子n代DNA离心的结果是密度带的数量和位置没有变化，密度带宽度发生变化的是“轻带”。 [答案]　(1)多　15N(或15NH4Cl)　(2)B　半保留　(3)不能　(4)没有变化　轻 DNA分子复制过程中的数量关系 1．一条双链DNA分子，复制n次，形成的子代DNA分子中，含亲代DNA母链的有两个DNA分子，占子代DNA总数的2/2n；亲代DNA分子母链两条，占子代DNA中脱氧核苷酸链总数的2/2n＋1＝eq \f(1,2n)。 2．用3H标记的噬菌体n个，侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有噬菌体后代m个，则此时培养基中含被标记的噬菌体比为2n/m。 3．DNA不论复制多少次，产生的子代DNA分子中含母链的DNA分子数总是2个，含母链数也总是2条。 4．复制所需的脱氧核苷酸数＝a×(2n－1)，其中的a为所求的脱氧核苷酸在原来DNA(即作模板的亲代DNA)分子中的数量，n为复制次数。第n次复制所需某种脱氧核苷酸数为a·2n－1。 5．一定数量的碱基对所能构成的DNA分子种类数或所携带的遗传信息的种类数＝4n(n为碱基对数)。 [例2]　将一个由100个碱基组成的双链DNA分子(设为亲代DNA)放在含有被3H标记的脱氧胸苷(3H－dT)的培养液中进行复制，一段时间后测得子二代的放射性强度[放射性强度＝(含3H的碱基总数/DNA中的碱基总数)×100%]为30%。则亲代DNA中含有的胸腺嘧啶的个数为(　　) A．10 　　　 B．20　　　 C．30 　　　 D．40 [解析]　D　[设每个DNA分子中含有x个胸腺嘧啶，则子二代的放射性强度＝[(22－1)x/(22×100)]×100%＝30%，解得x＝40。] 1．细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　) A．子一代DNA应为② B．子二代DNA应为① C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤ 解析：C　[亲代DNA全为15N，应为⑤，复制一次后，DNA一条链为15N，一条链为14N，应为②；复制两次后形成4个DNA，其中2个全为14N,2个是一条链为15N，一条链为14N，应为①；复制三次后形成8个DNA，其中6个DNA全为14N,2个DNA的一条链为14N，一条链为15N，故C错。] 2．(不定项)下列有关探究DNA复制过程的说法，正确的是(　　) A．实验利用了同位素示踪法 B．细胞有丝分裂一次意味着DNA复制一次 C．密度梯度超速离心后，DNA在试管中的位置与相对分子质量无关 D．实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点 解析：ABD　[探究DNA复制的实验利用15N标记亲代细胞的DNA，在含14N的培养液中连续分裂两次(在每次分裂的间期DNA都复制一次)，分别取分裂一次和分裂两次的细胞DNA，进行密度梯度超速离心，DNA在试管中的位置取决于DNA分子所含同位素的情况，即相对分子质量的大小。实验结果说明了DNA具有半保留复制的特点。] 3．某一个DNA分子中，A为200个，复制n次后，消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸3 000个，则该DNA分子已经复制了几次？(　　) A．4次 　　 B．3次 　　 C．5次 D．6次 解析：A　[利用DNA复制规律可知，经过n次复制利用腺嘌呤脱氧核苷酸数目3 000＝(2n－1)·200，得n＝4。] 4．正常情况下，一个DNA分子复制一次后形成(　　) A．四个相同DNA分子 B．四个不同DNA分子 C．两个相同DNA分子 D．两个不同DNA分子 解析：C　[DNA复制是以亲代DNA分子为模板，以脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，以半保留方式进行的复制，所以合成的2个子代DNA分子完全相同，即正常情况下，一个DNA分子复制一次后形成2个相同的DNA分子。故选C。] $