3.3DNA的复制课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件围绕DNA复制展开，从癌症新发率情境导入，通过问题链引导学生提出半保留、全保留等复制假说，再结合梅塞尔森和斯塔尔实验设计、演绎推理及动手活动，构建“推测-验证-过程-应用”的知识脉络。 其亮点在于融合科学思维、探究实践与态度责任，如通过同位素标记和密度梯度离心实验培养证据分析能力，利用教具模拟复制过程提升动手探究能力，结合抗癌药物成就渗透健康意识与社会责任。学生能深化对生命观念的理解，教师可借助清晰活动设计提高教学效率。

近些年来癌症新发率逐年增加，研究发现癌细胞的增殖速度加快。 DNA是如何复制的，你能提出哪些推测？ 提出问题 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 情景导入 提问： 1. 一个DNA分子复制一次后变成几个DNA分子？几条链？ 2. 4条脱氧核苷酸链（两条母链、两条子链）如何组成两个DNA分子呢？ 提出假说 半保留复制 全保留复制 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 一、对DNA复制的推测 1.要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”的关键思路是什么？ 演绎推理，设计实验 2.DNA是肉眼看不可见的，用什么方法区分母链和子链？ 3.如何区分形成的不同密度的DNA分子？ 关键思路：研究子代DNA的组成情况，区分母链和新合成的子链。 同位素标记法 14N和15N是N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。 密度梯度离心法 离心介质氯化铯溶液，在离心过程中，从管口到管底，溶液密度分布从低到高，形成密度梯度。而不同密度的DNA，在离心液中进入与自身密度最接近的区域。 14N-14N （轻带） 15N-14N （中带） 15N-15N （重带） 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 放入盛有氯化铯溶液的试管中离心处理 梅塞尔森和斯塔尔的实验 演绎推理，设计实验 用14N标记子代DNA 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 根据梅塞尔森和斯塔尔的实验，利用不同颜色的笔画出半保留和全保留假说下，亲代、子一代、子二代含15N和14N情况；提取每代DNA进行密度梯度离心后在试管中标注好条带位置。 亲代 子一代 子二代 提取DNA离心 活动一：演绎推理，预测实验结果 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 分析结果，得出结论 管口 管底 代数 DNA分子吸收紫外光，所以用同一光源系统照射离心管，在照相底板上就可以记录DNA带的位置，其黑度表示DNA的相对含量。 DNA的复制是以半保留方式进行的 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 二、实验证据 分散复制 亲代DNA双链被切成片段后合成新的DNA片段， 然后子、母双链聚集成“杂种链”。 在弥散复制中，每个子代DNA分子都按照相同比例混合了亲代的DNA片段和子代DNA片段。 导致所有子代的DNA分子的密度是一样的，因此都只会在离心管中得到一个条带，且随着复制次数的增多，越来越靠近轻带。 通过子二代的实验结果排除了分散复制 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 Among 32 cancer types analyzed, random errors occurring during DNA replication account for approximately two-thirds (66%) of the mutations that drive cancer formation 科学家在《科学》杂志上发表的研究数据证实了随机DNA复制错误对癌症所起到的重要作用，66%癌症源于DNA复制随机错误。 DNA的准确复制对于细胞健康极为重要，那么DNA复制的具体过程是如何进行的? 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 三、DNA复制的过程 1.DNA复制时，需要DNA双链打开，需要破坏什么结构？如何破坏该结构？ 资料1：1976年人类在大肠杆菌中发现了一种酶，能够在DNA复制时破坏互补碱基对的氢键结构从而打开DNA双螺旋结构，称为解旋酶。解旋酶可沿着核酸链定向移动，并利用ATP水解提供的能量打开互补的DNA双链，获得单链。 资料2：电子显微镜在生物学上的广泛应用，为许多亚显微水平的研究提供了充分的证据。电镜下可清晰地观察到DNA复制过程中出现复制环。 DNA复制的特点：边解旋边复制、多起点复制 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 三、DNA复制的过程 2.DNA复制时需要哪些条件呢？ DNA的复制需要模板、原料、能量和酶。 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 三、DNA复制的过程 3.两条子链的合成是否具有方向性？ 资料4：DNA聚合酶只能将单个游离的脱氧核苷酸连接到已有核苷酸单链的3’端。 3’ DNA聚合酶依靠引物提供的3'-OH，将子链沿5'→3'方向延伸。 模板链 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 三、DNA复制的过程 活动二：利用教具模拟DNA复制的过程 引物 游离的四种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 DNA连接酶 5’ 3’ 5’ 3’ 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 4.如何将不连续的片段连接成一条完整的子链？ DNA复制的特点：边解旋边复制 半不连续复制 半保留复制 根据视频重构DNA复制的过程 DNA连接酶 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 重构DNA复制过程 文件连接 氢键 一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子 解旋 合成子链 重新螺旋 解旋酶 双链解开 4种脱氧核苷酸 DNA聚合酶 磷酸二酯键 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 ①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。 ②碱基具有互补配对的能力，保证了复制能够准确地进行。 DNA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。 5.如何保证复制具有高的准确性？ 6.DNA进行高精确性的自我复制有何意义？ 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 三、DNA复制的过程 了解了DNA复制的过程，我们能否从DNA复制方面抑制癌细胞增殖呢？请说出你的抑制思路。 中国抗癌药物成就 DNA复制的条件： DNA的复制需要模板、原料、酶和能量。 用假原料冒充真原料，掺入DNA链，让链延伸中断、复制报废 抑制DNA聚合酶的活性 抑制癌细胞呼吸、减少ATP的形成 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 中国抗癌药物成就 康方生物创始人—夏瑜 十多年前困境： 我国高度依赖进口原研抗癌药，价格昂贵； 患者要一年花费几十万，普通家庭根本用不起 2024年以夏瑜为首的团队研制出伊沃西获批上市，疗效更好，医保后只要3万多一年。 同学们，希望未来的你们，也能心怀热爱、躬身探索，成为科学研究的追梦者。 以青春之名，立鸿鹄之志， 用实干书写新时代的家国担当！ 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 DNA复制的推测 DNA复制实验证据 DNA复制 全保留复制 半保留复制 实验过程 实验结果 实验结论 基本条件 过程 特点 用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离 亲代：一条DNA带（底部） 第一代：一条DNA带（中间） 第二代：两条DNA带（中间、上部） DNA复制是半保留复制 解旋 合成子链 重新螺旋 模板 酶 能量 原料 DNA的两条链 四种脱氧核苷酸 边解旋边复制 解旋酶 DNA聚合酶 证明 参与 参与 分散复制 总结提升 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 DNA复制之歌 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 (1)大肠杆菌DNA的复制特点是______________________________________； 真核生物是 。 单起点双向复制、半保留复制边解旋边复制 多起点双向复制、半保留复制边解旋边复制 (2)在复制速率相同的前提下，图2中DNA是从其最 开始复制的，这种复制方式提高了 。 拓展、补充 图1:大肠杆菌 图2:真核生物 旧链 新链 右边 DNA复制的效率 求知 明理 健康 善良 涡阳第一中学 $