生物必修二第3章第3节 DNA分子的复制
高中生物第二册 第3章 第3、4节 DNA的复制 基因通常是有遗传效应的DNA片段
法错误的是
(C )
A．G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别对应的图是甲、乙、丁 B．G2代在①②③三条带中DNA分子数目的 比例为0︰1︰1
C．条带①中DNA分子所含的同位素P是31P
和32P
D．条带②中DNA分子所含的同位素P是31P
和32P
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第3章 基因的本质
生物学（必修2·遗传与进化RJ）
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第3章 基因的本质
[解析] G0代细胞的DNA分子两条链中都含31P，应位于试管的上方 “轻”的位置；G1是将G0代细胞移至含有32P的培养基中培养，细胞分 裂一次获得的，DNA分子中都是一条链含31P、另一条链含32P，分布在 试管的“中”的位置；G2是将G0代细胞移至含有32P的培养基中培养， 经过第2次细胞分裂后获得的，在DNA分子中，一半DNA分子一条链含 31P、另一条链含32P，分布在试管的“中”的位置，另一半DNA分子两 条链都含32P，分布在试管的下方“重”的位置，A正确。根据A项分析 可知，G2代在①②③三条带中DNA分子数目的比例为0︰1︰1，B正 确 。 条 带 ① 中 DNA 分 子 所 含 的 同 位 素 P 都 是 31P ， C 错 误 。 条 带 ② 中
模板：DNA分子解开的_两__条__单__链____ ②复制—原料：游离的4种_脱__氧__核__苷__酸____
原则：___碱__基__互__补__配__对__原则
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第3章 基因的本质
2．DNA半保留复制的实验证据 (1)实验材料：__大__肠__杆__菌___。 (2)实验方法：运用了__同__位__素__标__记___技术。 (3)实验过程
核心素养
1．结合DNA双螺旋结构模型，运用结构与功能观和
DNA复制课程教学设计
课题名称姓名年级学科第三章第 3 节? DNA的复制?付向红工作单位河北望都县固店中学高中生物教材版本人教版必修二一、教学内容分析本节课内容是人教版高中生物必修2 第3 章第三节。
这一课时，是遗传学的根本理论，在联系DNA结构的根底上，进一步说明DNA通过复制传递遗传信息的功能。
学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识的理解和稳固，对于学生深刻认识遗传的本质非常重要。
学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组等内容的理解和掌握。
二、教学目标1.知识目标：〔1〕用假说演绎法证明DNA分子的复制方式。
〔2〕掌握 DNA复制中的相关计算。
2.能力目标：〔1〕通过对 DNA复制方式的推测，再次领悟假说—演绎法在科学研究中的应用〔2〕通过分组探究，增强合作意识，提高合作能力3.情感态度与价值观目标：〔1〕认识到合作交流在科学研究中的重要性〔2〕认同技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
〔3〕认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程三、学习者特征分析学生已经具有了 DNA双螺旋结构、、同位素标记法、离心技术等的根本知识，在此根底上，他们能够掌握根本的思维方法，特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的开展。
观察力、记忆力、想象力有了一定的提高，认知活动的自觉性，认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的开展。
由于本课时内容具有较高的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，我除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还通过启发式教学，设置一定量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们分析、归纳、概括能力。
四、教学策略选择本节课突出对学生科学素质的培养，精心设计课堂教学，将科学探究的过程〔提出问题——建立假设——演绎推理——实验验证，得出结论〕作为本节课的教学主线，以求让学生亲身参与、体验科学探究的过程，从而培养学生的科学精神和科学素养。
〔指向目标 1〕通过了解相关计算，培养学生计算能力。
2020-2021学年高一生物人教版必修二3.3DNA的复制课件
2、时间（真核生物中）： 有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前间期
3、场所:
真核生物： 原核生物：
细胞核（主要） 叶绿体、线粒体 拟核、细胞质（质粒）
4、过程:
4、过程:
2.合成
DNA聚合酶
以两条母链为模板，4种脱氧核苷酸 为原料，按碱基互补配对原则合成 为两条新的子链。
5’
母链(模板链)
子链(新合 成的链)
A.60个
B.80个
C.120个
D.180个
3.某个DNA片段由500对碱基组成,G+C占碱基总数
的34%,若DNA复制3次，第三次复制需A分子个数为
（D）
A.2640
B.330
C.660
D.1320
相对原子质量不同，含15N的DNA比14N的密度大
1.作出假设 DNA复制是一种半保留式的复制。
2.演绎推理 如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和 子二代DNA的组成是怎样的?（请同学们绘图表示）
2.演绎推理 如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则 亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
单复制起点
多复制起点
原核生物DNA的 复制只有一个 复制起点。
真核生物DNA的复制从多个 起点开始进行，使得复制能 在较短时间内完成。
9.准确复制的原因：
3'
5'
3'
5'
5'
3'
①DNA独特的双螺旋结构，提供精确的模板。
②碱基互补配对原则（A=T，C=G），保证了复制 的准确进行。
10.意义：
DNA通过复制，使遗传信息从亲代细胞传递给子代 细胞，保持了遗传信息的连续性。
高中生物必修二第三章第3节 DNA分子的复制
活动任务----演绎推理：
请依据两种假说分别演绎推理15N标记的DNA在14N的培养 基中培养1代前后的DNA,并分别预测两种假说第0代和第1代 DNA密度梯度离心后的结果，并画在离心管相应的位置上。
实验结果：
大肠杆菌在含15NH4Cl的 培养液中生长若干代
转移到含14NH4Cl 的培养液中
15N/15N DNA
A.每条染色体的两条单体都有被标记
B.每条染色体中都只有一条单体被标记
C.只有半数的染色体中一条单体被标记
D.每条染色体的两条单体都不被标记
4、用P标记了玉米体细胞(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，在第二次细胞分裂的中期、后 期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记 的染色体条数分别是
2.半保留复制
新合成的DNA 分子一半新的， 一半旧的
3.分散复制
新合成的DNA分子新的和旧 的都有
1956年，两位年轻的美国分子生物学家梅塞尔森和斯塔 尔合作开展关于DNA复制的实验研究，实验结果于1958 年正式发表。
关键问题1： 肉眼看不见的DNA分子，用什么方法区分
亲代和子代的DNA单链？
（ ）个；第4次复制时需要游离的胞嘧 啶脱氧核苷酸的数目为 （ ）个
五、DNA复制与细胞分裂的关系:
进行第一次有丝分裂：
进行第二次有丝分裂：
1. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记 的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记 分布情况是（ ）
A.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20 C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10
高中生物必修2第三章第三节DNA的复制
碱基互补配对原则保证了准确的 进行
7、结果：
DNA复制1次，可以产生两个完
全一样的DNA分子，如果连续复 制n次，则可以形成 个子代 DNA分子。
与复制有关的碱基计算
①一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？ 母链多少条？子链多少条？
3、一个DNA分子中有100个碱基对，其中有 30个鸟嘌呤，如果连续复制两次，则需要游 离的腺嘌呤脱氧核苷酸的数目是（210） DNA分子碱基总数＝100×2＝200个
G+A=C+T G+A=100个 T=A=70个 复制2次，游离的3T=210个 A=70个
课堂练习
1、1个DNA分子经过4次复制，形成16个DNA 分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有 （ ） A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个 2、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的 （ ） A、分裂前期 B. 分裂中期 C. 分裂后期 D. 分裂间期
第四节
DNA的复制
一.对DNA分子复制的推测 沃森和克里克的推测(假说) 复制时,DNA的双螺旋 解开. 互补的碱基间氢键断 裂 分开的两条链作为模 板,以碱基互补配对的 原则合成新的一条链
二、DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
重带(下部)
15N/ 14N
中带(中间)
14N/ 14N
轻带(上部)
边解旋边复制
什么叫解旋？解旋的目 的是什么？
在ATP供能、解旋酶的作用 下，DNA两条多脱氧核苷酸链配 对的碱基从氢键处断裂，双螺 旋的两条链解开的过程。
目的：就是为复制提供准确 的模板，解开的两条单链叫母链。
高中生物必修二第三章第3节《dna分子的复制》
2.演绎推理
问题1：如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代 的组成是怎样的呢？
问题2：如果DNA是全保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代 的组成是怎样的呢？
问题3：如果DNA是分散复制，复制后得到的子一代DNA和子二代的 组成是怎样的呢？
半保留复制
亲代DNA 子一代DNA 子二代DNA
2.过程
解链
合成子链 螺旋
特点1：边解旋边复制 特点2：半保留复制
课堂小结
巧记DNA的复制——“一所，两期，三步，四条件”： 1.“一所”是指复制的场所主要是细胞核；
2.“两期”是指复制的时期主要是有丝分裂的间期和减数 第一次分裂前的间期；
3.“三步”是指“三个步骤”是解旋、形成子链、母链与 子链形成新的DNA分子； 4.“四个条件”是指原料、模板、能量和酶。
全保留复制
亲代DNA 子一代DNA 子二代DNA
分散复制
亲代DNA 子一代DNA 子二代DNA
问题：要判断前面假设的正确性，就可通过分别观察亲代和子一代、子二代 DNA的情况是否和我们假设的相一致。但在实验中，DNA是看不见的，怎么 办呢？
科学家巧妙地准备了材料和精巧的实验方法
他的思路是：培养15N标记的大肠杆菌，放置在只含14N培养基中连续培养。已 知细菌20分钟分裂一次，分别在20分钟、40分钟。。。。。。取样，然后破 碎细胞，分离出DNA，就可以准确地获得各代DNA。通过离心处理，完全含 有15N的DNA密度大，位于离心管的最下面，称为重带；完全含有14N的DNA 密度小，位于离心管的最上面，称为轻带；既有15N又含14N的DNA，密度居 于中间，称为中带。
（一）DNA的复制方式是怎样的?
（二）主要提出两种假说
生物高中必修2第三章第三节教学设计3
___DNA的复制______高一年级生物备课组班级姓名学号【布置作业】1.某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而达到控制癌症的目的。
这些药物作用的细胞正处于细胞周期的（）A 间期B 前期C 中期D 不能确定2.DNA分子解旋时，下列哪一组碱基被解开（）A 鸟嘌呤和腺嘌呤B 胸腺嘧啶和胞嘧啶C 腺嘌呤和胸腺嘧啶D 腺嘌呤和胞嘧啶3.下面关于DNA复制过程的描述，错误的是（）A 复制需要能量 B边解旋边复制C复制需要氨基酸 D复制遵循碱基互补配对原则4.一个DNA分子经过3次复制后，新的DNA分子中，保留有原来母链的占（）A 1/2B 1/4C 1/8D 1/165.DNA分子共有碱基1400个，其中一条链上的（A＋T）/（C＋G）＝2 ：5。
该DNA分子连续复制两次，共需游离胸腺嘧啶脱氧核苷酸（）A 300个B 400个C 600个D 1200个6.一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的（）A 1/10B 1/5C 1/16D 1/257．某DNA共有a个碱基，其中胞嘧啶m个，复制n次后，需要胸腺嘧啶数为（）A （a/2－m）×（2n－1）B a/2－mC （a－2m）×nD 2m×2n8.如果用同位素32P 标记一个噬菌体内的双链DNA分子，然后让它侵染大肠杆菌，最后释放出400个后代，则其后代中含有32P的噬菌体应占（）A 1％B 2％C 0.5％D 50％9.从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制需要_________、_________、和_________等条件。
DNA分子的_________结构能够为复制DNA提供精确的模板，通过_________保证了复制能够准确地进行。
浙科版高中生物学必修2精品课件 第3章 遗传的分子基础 第3节 DNA通过复制传递遗传信息
2.实验材料:大肠杆菌。
3.实验原理
含15N的双链DNA密度较大,含14N的双链DNA密度较小,而一
条链含15N与另一条链含14N的双链DNA密度应该介于双链均
含15N的DNA和双链均含14N的DNA之间。
4.实验过程
(1)培养含15N的大肠杆菌:用以 15NH4Cl为唯一氮源的培养液
结构。这样,原来的一个双螺旋DNA分子就变成了两个双螺
旋DNA分子。这两个新形成的DNA分子是相同的,并且与亲
代DNA分子相同。
2.复制的条件
模板:亲代DNA解旋产生的两条母链。
原料:游离的四种脱氧核苷酸。
酶:解旋酶、DNA聚合酶。
能量来源:ATP。
3.复制的特点
(1)边解旋边复制,即随着DNA的不断解旋,新的子链也逐渐合
2.DNA分子复制时,解旋酶作用的部位可能是(
)
A.腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B.腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C.脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
D.脱氧核糖与磷酸之间的化学键
答案:B
解析:DNA复制过程中用到解旋酶和DNA聚合酶,其中解旋酶
的作用是把两条螺旋的双链解开,破坏的是A与T、G与C之
间的氢键。
DNA双链充分被15N标记。
(2)将被15N标记的大肠杆菌转移到只含14N的培养基中培养。
(3)在不同时刻收集大肠杆菌并分离出DNA(间隔的时间为大
肠杆菌分裂一次所需的时间)。
(4)将分离出的DNA进行离心,记录离心后试管中DNA的位置。
5.实验预期:离心后应出现3种类型的DNA带。
(1)重带(梯度密度最高):两条链都被15N标记的亲代双链DNA
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技能训练
规律总结
一个亲代DNA分子经 n 次复制后，则
（2）脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：2n+1条
②亲代脱氧核苷酸链数：
2条
③新合成的脱氧核苷酸链数： 2n+1-2条
细菌转培养在含 N14的培养基中， 长出第一代子代
细菌培养在含N14 的培养基中，长 出第二代子代
15N/15N
半保留复制
15 15
15N/14N
15 14
15 14
14N/14N
15N/14N
15 14 14 14
15 14 14 14
技能训练
DNA分子的复制的计算
一个被15N标记的DNA分子在含有14N标记的脱氧核苷酸的培养基中复制n 次。试画出第1、2、3代DNA。
当堂检测
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是( D )
A．复制均在细胞核内进行
B．复制仅发生在有丝分裂的间期
C．复制过程先解旋后复制
D．碱基互补配对保证了复制的准确性
2．DNA分子复制时，解旋酶作用的部位应该是( B )
A．腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键
B．腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的氢键
C．脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
必修二 第3章 基因的本质
第3节 DNA的复制
DNA分子复制的假说
沃森和克里克提出：DNA分子复制时， DNA分子的双螺旋将解开 ，互补的碱基之 间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的 模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对 的原则，通过形成氢键，结合到作为模板的 单链上，由于新合成的每个DNA分子中， 都保留了原来DNA分子中的一条单链，所
亲代 1代 2代 3代 n代
子代 DNA 总数
0 2 4 8 2n
只含 15N 分子
1 0 0 0 0
含 15N14N 杂交分
子
0 2 2 2 2
பைடு நூலகம்
只含 14N 分子
0 0 2 6 2n-2
含15N 链
2 2 2 2 2
含14N链
0 2 6 14 2n+1-2
技能训练 规律总结
一个亲代DNA分子经 n 次复制后，则
知者加速
在证明DNA进行半保留复制的实验中，如何区分 亲代与子代DNA分子的？
自学检测
对DNA分子复制的推测
半保留复制： 亲代DNA
子代DNA
复制一次
沃森和克里克推测是 半保留复制模型
(提示：如何区分亲代 和子代DNA分子？)
全保留复制： 亲代DNA
子代DNA 同位素标记法
复制一次
教师释疑
细菌先培养在含 N15的培养基中
D．脱氧核糖与磷酸之间的化学键
3．细胞每次分裂时DNA都复制一次，每次复制都是( D )
A．母链和母链、子链和子链各组成一个子代DNA
B．每条子链和与它碱基互补配对的母链组成子代DNA
C．每条子链随机地和两条母链之一组成子代DNA
D．母链降解，重新形成两个子代DNA
人生在勤，不索何获？
技能训练 （3）消耗的脱氧核苷酸数
思考：若一亲代DNA中有胸腺嘧啶m个，则 （1）经过1次复制，消耗胸腺嘧啶多少个？ m个
（2）经过2次复制，消耗胸腺嘧啶多少个？ 3m个
（3）经过3次复制，消耗胸腺嘧啶多少个？7m个
（4）经过n次复制，需消耗胸腺嘧啶多少个？ m（2n-1）
第n次复制，需消耗胸腺嘧啶多少个？ m2n-1
（在DNA聚合酶的催化下，利用 4种游离的脱氧核苷酸进行）
形成子代 ②半保留复制
DNA：
母链（旧链）
组成
子链（新链）
教师释疑
能量 解旋
两条螺旋的双链
脱氧核苷酸 DNA聚合酶
双螺旋结构
自学提示（二）
内容 时间 要求 方法
教材P52-53 DNA半保留复制的实验证据
8min 安静完成自学
1.科学家对DNA的复制做出哪些推测？ 2.怎样证明DNA分子是半保留复制的？
以，这种复制方式被称为半保留复制。
自学提示（一）
DNA分子复制的过程
阅读课本P54内容，找出下列问题的答案。
场所
意义 DNA分子复制
过程
精确复制的原因 特点
自学检测
DNA分子复制的过程
1、概念: 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 2、场所: 主要是细胞核（线粒体、叶绿体或细菌质粒） 3、时间: 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 4、条件:
模板 原料 酶 能量
DNA分子的两条链为模板 细胞中游离的脱氧核苷酸 DNA解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶
ATP
复制过程:
教师释疑
意义：DNA通过复制，使遗传信息从亲代传 给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
解旋：解旋酶催化、能量
模板 同时进行
合成 ①边解旋边复制 子链：以母链为模板进行碱基配对