3.3DNA的复制课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学课件聚焦DNA复制，涵盖复制方式推测、半保留复制实验证据及复制过程等核心内容。从沃森和克里克论文提出问题切入，引导学生作出假设，通过实验验证后讲解复制过程与计算，构建连贯的学习支架。 其亮点在于运用假说—演绎法，结合梅塞尔森和斯塔尔同位素标记实验分析，设计绘图、推理等探究活动，培养科学思维与探究实践能力。练习题联系实例，帮助学生巩固应用，教师可利用其结构清晰、活动丰富的特点提升教学效果。

第3章 基因的本质 第3节 DNA的复制 一、对DNA复制的推测 “值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制” 提出问题：DNA是怎样进行复制的? 一、对DNA复制的推测 作出假设：DNA复制的方式 沃森和克里克： 半保留复制 ⑴DNA复制时，DNA双螺旋 ， 互补的碱基之间的 断裂。 ⑵解开的两条单链分别作为复制的 ， 游离的脱氧核苷酸根据 原则， 通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。 ⑶新合成的每个DNA分子中，都保留了原来的一条链，因此，这种复制方式称作 。 解开 氢键 模板 碱基互补配对 半保留复制 一、对DNA复制的推测 作出假设：DNA复制的方式 半保留复制 全保留复制 分散复制 DNA复制以DNA双链为模板， 子代DNA的双链都是新合成的。 亲代DNA双链被切成片段后合成， 然后子、母双链聚集成“杂种链” 新合成的每个DNA分子中， 都保留了原来的一条链 一、对DNA复制的推测 作出假设：DNA复制的方式 半保留复制 全保留复制 分散复制 思考： 1.不同复制方式的差异是? 在子代DNA分子中， 来自模板DNA的母链 与新合成的DNA子链 的结合情况不同。 2.如何观察母链与子链的结合方式? 同位素标记技术 可用C、H、O、N、P 二、DNA半保留复制的实验证据 设计实验：DNA复制的方式 （1）实验者：____________________。 梅塞尔森和斯塔尔 活动一：请阅读课本P54，并思考以下问题： 实验技术? 实验材料? 实验原理? 二、DNA半保留复制的实验证据 设计实验：DNA复制的方式 （1）实验者：____________________。 （2）实验技术： 。 （3）实验材料：大肠杆菌。 梅塞尔森和斯塔尔 同位素标记技术（​15N和​14N ） （4）实验原理：和 是氮元素的两种 同位素，这两种同位素的 相对原子质量不同，含的比含的 密度______， 可利用 在试管中分离开含有相对原子质量 不同的氮元素的 。 稳定性 大 密度梯度离心技术 二、DNA半保留复制的实验证据 设计实验：DNA复制的方式 密度梯度离心技术 利用介质在离心管内形成连续或不连续的密度梯度， 然后将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部。 在重力或离心力场的作用下，不同密度的细胞或 颗粒会沿着密度梯度分层、分离。 差速离心技术 通过逐步提高离心速度，使不同大小的颗粒或细胞器在离心力的作用下逐渐分离。 二、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理 （1）半保留复制 15N 14N 14N 15N 14N 14N 14N 14N 15N 14N 15N 14N 亲代 第一代 第二代 15N 15N 15N/15N-DNA 重带 14N/14N-DNA 轻带 15N/14N-DNA 中带 15N/14N-DNA 中带 二、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理 活动二：画出1个DNA分子按照全保留复制的方式复制2次的图解模型 N N N N N N N N N N N N 亲代 第一代 第二代 15N 15N 15N/15N-DNA 重带 二、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理 （2）全保留复制 15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 15N 15N 14N 14N 亲代 第一代 第二代 15N 15N 15N/15N-DNA 重带 14N/14N-DNA 轻带 15N/15N-DNA 重带 14N/14N-DNA 轻带 15N/15N-DNA 重带 二、DNA半保留复制的实验证据 演绎推理 （3）分散复制 15N/14N混合-DNA 中带 亲代 第一代 第二代 15N 15N 15N/14N混合-DNA 中带 15N/14N 15N/15N-DNA 重带 15N/14N 15N/14N 15N/14N 15N/14N 15N/14N 二、DNA半保留复制的实验证据 实验验证： 繁殖若干代 得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的 二、DNA半保留复制的实验证据 实验验证： 再分裂一次 分裂一次 二、DNA半保留复制的实验证据 实验验证： 14N/14N-DNA 轻带 中带 重带 通过密度梯度离心使其发生分层（15N质量大于14N） 15N/15N-DNA 15N/14N-DNA （密度最小） （密度居中） （密度最大） 二、DNA半保留复制的实验证据 实验验证： 再分裂一次 分裂一次 重带 中带 中带 轻带 排除全保留复制 排除分散复制 二、DNA半保留复制的实验证据 实验结论：DNA 分子复制的特点是________________________。 半保留复制 二、DNA半保留复制的实验证据 （二）推测可能的复制方式 （三）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）完成实验 （一）DNA的是如何复制的? 半保留复制 全保留复制 假说—演绎法 提出问题 作出假说 演绎推理 实验验证 得出结论 二、DNA半保留复制的实验证据 该图为噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图，请大家思考红色圈大肠杆菌内子代 噬菌体的DNA分子，为什么有的DNA两条链中一条为红色标记一条为蓝色标记， 为什么有的DNA分子的两条链均为蓝色标记？ T2噬菌体侵染大肠杆菌实验P45 DNA复制方式为半保留复制 练习 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 B 练习 2.细菌在15N培养基中繁殖数代后，其DNA的含氮碱基均含有15N，然后再移入14N培养基中培养，提取其子代的DNA离心，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是（ ） A. 第一次分裂的子代 DNA 应为⑤ B. 第二次分裂的子代 DNA 应为① C. 第三次分裂的子代 DNA 应为③ D. 亲代的 DNA 应为⑤ A 三、DNA复制的过程 活动三：请阅读课本P55-P56，并思考以下问题： DNA复制的概念、发生的时期、场所？ DNA复制的过程是怎样的？ DNA复制需要哪些基本条件？ DNA复制有哪些特点? DNA能精确复制的原因是什么？ DNA复制有何意义？ 三、DNA复制的过程 1.概念：以_____________为模板合成_____________的过程。 2.时间：在真核生物中，这一过程发生在________________________。 亲代 子代 细胞分裂前的间期 3.场所： 真核生物： 原核生物： 病毒： 细胞核（主要）、叶绿体、线粒体 拟核（主要）、细胞质（质粒DNA） 宿主细胞内 三、DNA复制的过程 三、DNA复制的过程 1.概念：以_____________为模板合成_____________的过程。 2.时间：在真核生物中，这一过程发生在________________________。 亲代 子代 细胞分裂前的间期 3.场所： 真核生物： 原核生物： 病毒： 细胞核（主要）、叶绿体、线粒体 拟核（主要）、细胞质（质粒DNA） 宿主细胞内 4.过程： （1）解旋 DNA半保留复制 （2）合成子链 （3）重新螺旋 三、DNA复制的过程 4.过程： （1）解旋 C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A C G T A T A C G G C T A G C C G T A 3' 5' C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' ATP 解旋酶 解旋 条件： 结果： 解旋酶、能量 氢键断裂，双链解开 三、DNA复制的过程 4.过程： （2）合成子链 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 遵循 原则。 碱基互补配对 三、DNA复制的过程 4.过程： （2）合成子链 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A T A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T A C G C A A G C T A G T C A T T A DNA聚合酶 5' 3' T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' ATP ATP 5′－端→3′－端 DNA聚合酶作用形成磷酸二酯键 子链延伸合成的方向？ 有RNA引物结合到模板3′－端引发子链的延伸 三、DNA复制的过程 4.过程： （2）合成子链 解开的每一条母链 DNA聚合酶 游离的4种脱氧核苷酸 碱基互补配对原则 5′端到3′端 合成子链 模板： 原料： 酶： 原则： 方向： 能量: 特点： ATP 边解旋边复制 三、DNA复制的过程 复制叉 连续复制 不连续复制 前导链 后随链 半不连续复制 三、DNA复制的过程 连续复制 前导链 不连续复制 后随链 连续子链 不连续子链 DNA连接酶 （冈崎片段） DNA连接酶 三、DNA复制的过程 C C G T A G T A T A C G G C T A G C C G T A T A C G G C C G T A T A G C C G A T A T C G A T C G T A T A T A A 3' 5' A C G C A A G C T A G T C A T T A T A T G C A T G A T C G A G C T T 5' 3' T A G C C G T A T A G C C G A T A T 3' 5' T T A C G C G T A T A T A T A 5' 3' （3）重新螺旋 4.过程： 三、DNA复制的过程 已知果蝇的基因组大小为1.8x108bp(bp表示碱基对），真核细胞中DNA复制的速率一般为50～100bp/s。 右图为果蝇DNA的电镜照片，图中的泡状结构叫作DNA复制泡，是DNA上正在复制的部分。请你推测果蝇DNA形成多个复制泡的原因。 同时进行多个起点的DNA复制， 提高DNA复制的效率 三、DNA复制的过程 4.过程： 多起点复制 起点1 起点2 起点3 三、DNA复制的过程 5.方向：__________________________。 6.特点：______________________________________________________________。 子链的5’→3’ 半保留复制 、边解旋边复制 、半不连续复制 、双向复制 原核生物：单起点 真核生物：多起点 三、DNA复制的过程 7. 意义：DNA 分子通过复制，将__________从亲代细胞传给了子代细胞， 从而保持了________________________。 遗传信息 遗传信息的连续性 8. 分子精确复制的原因： ① 具有独特的________结构，为复制提供精确的模板。 ②通过______________________保证复制能准确进行。 双螺旋 碱基互补配对原则 练习 1.DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同（ ） 2.DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制（ ） 3.单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链（ ） 4.真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中（ ） 5.解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键（ ） × × × × × 练习 下图表示DNA复制的过程，结合图示判断，下列有关叙述错误的是（ ） A．DNA复制过程中首先需要解旋酶破坏DNA双链间的氢键，使两条链解开 B．DNA分子的复制具有边解旋边复制的特点，生成的两条子链方向相反 C．DNA分子的复制需要DNA聚合酶将单个脱氧核苷酸连接成DNA片段 D．DNA的两条子链都是连续合成的 D 练习 图1是果蝇DNA电镜照片，图中的泡状结构是DNA复制泡， 是DNA上正在复制的部分；图2为真核生物染色体上 DNA分子复制过程示意图。下列有关叙述错误的是（ ） A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的 B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的 C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶 D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率 A 四、DNA复制的相关计算 第一代 第二代 第三代 活动四：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的复制过程 亲 代 四、DNA复制的相关计算 分子复制为半保留复制，若将一个被标记的 转移到含 的培养基中培养（复制）若干代，结果分析如下： （1）第代分子数： ①无论复制多少次，含的 分子始终是 2 个。 ②含的分子有 个， 只含的分子有 个。 （2）第代分子的总链数： ①无论复制多少次，含 的单链始终是 2 条。 ②含的单链是 条。 四、DNA复制的相关计算 分子复制为半保留复制，若将一个被标记的 转移到含 的培养基中培养（复制）若干代，结果分析如下： （3）消耗的脱氧核苷酸数： 若一亲代分子含有某种脱氧核苷酸个， 则进行 次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸个； 进行第 次复制时，需消耗游离的该脱氧核苷酸个。 每个DNA中有该核苷酸m个， 表示 。 复制n次产生的新DNA数 每个DNA中有该核苷酸m个， 表示 。 第n次产生的新DNA数 （ ） 四、DNA复制的相关计算 例1：某一个带有同位素15N标记的DNA分子，以含14N的脱氧核苷酸为原料，连续复制三次，在合成的DNA分子中，只含14N标记的DNA分子占（ ） A.12.5% B.25% C.75% D.100% 变式1：将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（ ） A. 所有的大肠杆菌都含有15N B. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2 C. 含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4 D. 含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8 C C 四、DNA复制的相关计算 例2：有15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中复制5次，含15N的链 有 条；含14N的链占全部DNA分子单链的比例是 。 变式2：将用15N标记的1个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制3次， 则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有15N的脱氧核苷酸链占 全部DNA单链的比例依次是（ ） 1/2 、1/4 B. 1/4 、1/8 C. 1/4 、1 D. 1/8 、1/8 31/32 B 2 四、DNA复制的相关计算 例3：一个DNA分子中有碱基A20个，占全部碱基的20％，若DNA连续复制2次， 需要碱基C 个，第2次复制需要碱基C 个, 变式3：某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，共消耗周围环境中的腺嘌呤脱氧核苷酸3 000个，则该DNA分子已经复制了几次（ ） A.四次 B.五次 C.六次 D.七次 A 90 60 变式4：某个DNA片段由100个碱基对组成，A＋T占碱基总数的30%， 若该DNA片段第3次复制需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为（ ） A.200 B.280 C.360 D.490 B 五、DNA复制与细胞中的染色体标记问题 1.有丝分裂: 复制 第1次分裂 复制 复制 →每条染色体 均带有标记 每条姐妹染色单体均带有标记 第2次分裂 第2次分裂 培养一个细胞周期，产生的子染色体 都带有标记 培养2个细胞周期，产生的子染色体一半带有标记 五、DNA复制与细胞中的染色体标记问题 2.减数分裂： 复制 减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅱ 减数分裂Ⅰ 产生的子染色体都带有标记 五、DNA复制与细胞中的染色体标记问题 用32P标记了某玉米体细胞(正常体细胞含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，完成了两次细胞分裂。下列有关叙述错误的是（ ） A．在第一次细胞分裂的中期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的 染色体数分别是20和20； B．在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的 染色体数分别是40和40； C．在第一次分裂完成后，形成的两个子细胞中染色体上的DNA都是有 一条链含32P，另一条链不含32P； D．在第二次分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从0到20都有可能 B 五、DNA复制与细胞中的染色体标记问题 假设某果蝇的一个精原细胞的全部染色体DNA分子均用15N标记，然后培养在含14N的培养基中，则该精原细胞经过减数分裂产生的4个精子中，含15N标记的精子数目为（ ） A．1 B．2 C．4 D．3 C 练习 将用标记的一个分子放在含有 的培养基中复制次， 则后代中含的单链占全部 单链的比例和含有的分子 占全部 分子的比例依次是( ) B A. ， B. ， C. ， D. ， 练习 一个标记的、含1 000个碱基对的 分子片段，其中一条中 占，若将该分子放在 的培养基中连续复制3次， 相关叙述正确的是 ( ) C A. 该分子的另一条链中占 B. 该 分子中含有A的数目为400个 C. 该分子第3次复制时需要消耗2 800个 D. 经3次复制后，子代分子中含的比例为 练习 研究人员将含 的大肠杆菌转移到 含的培养液中，培养 分钟后提取子代 大肠杆菌的 进行热变性处理，然后进行 密度梯度离心，离心管中出现的两个条带分别 对应图中的两个峰。下列分析正确的是 ( ) A. 热变性处理导致 分子中的磷酸二酯键断裂 B. 根据条带的位置和数目可以判断 的复制方式 C. 根据实验结果推测 分钟内大肠杆菌细胞最多分裂一次 D. 未经热变性处理的子代 进行密度梯度离心后也能出现两个条带 C 练习 一个含有条染色体的生物体细胞，其染色体中 的两条链都被 标记，在不含标记的原料中进行有丝分裂，叙述不正确的是( ) C A. 第一次分裂的后期细胞中有 条带标记的染色体 B. 第二次分裂的中期每个细胞中有 条带标记的染色单体 C. 第二次分裂的后期每个细胞中有 条带标记的染色体 D. 第二次分裂结束后有的子细胞中可能不带有标记 练习 将某二倍体动物精原细胞全部中的一条单链被 标 记后置于不含 的培养液中培养，经过减数分裂最终得到4个子细胞， 检测相应细胞中标记的情况。若不考虑染色体互换和染色体变异，下 列叙述错误的是( ) D A. 最终可能出现2个子细胞中含，2个不含 的情况 B. 最终可能出现3个子细胞中含，1个不含 的情况 C. 减数第一次分裂得到的2个子细胞均含有 D. 减数第二次分裂后期细胞中全部染色体均含 练习 双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就之一。 下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是 ( ) B ①赫尔希和蔡斯证明 是遗传物质的实验 ②富兰克林等拍摄的分子 射线衍射图谱 ③查哥夫发现的 中嘌呤含量与嘧啶含量相等 ④沃森和克里克提出的 半保留复制机制 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 练习 酵母菌的中碱基A约占 ，关于酵母菌核酸的叙述错误的是( ) D 复制后A约占 B. 中C约占 C. 中 D. 中约占 练习 下列有关细胞内的 及其复制过程的叙述，正确的是( ) A A. 子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到 端 B. 子链的合成过程不需要引物参与 C. 每条链的 端是羟基末端 D. 聚合酶的作用是打开 双链 Thank You Lavf58.30.100 $