3.3 DNA的復制（第1課時） 高一生物 （人教版2019必修2）

第3節(jié)DNA的復制（第一課時）

第三章基因的本質(zhì)目標010203分析DNA復制過程，歸納DNA復制過程中相關(guān)數(shù)量計算，提高邏輯分析和計算能力。（科學思維)通過對DNA復制方式的推測及對探究DNA復制方式實驗的分析,再一次體會假說—演繹法。（社會責任）學習目標通過DNA的復制，認同生命的延續(xù)與發(fā)展觀；理解遺傳信息，認同DNA的遺傳物質(zhì)觀。（生命觀念）情景視頻一：

我們的英雄——你記得我，我就活著（視頻）少量DNA怎么為我們的英雄尋找親屬？足量DNA情景材料一：

沃森和克里克在發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著作短文的結(jié)尾處寫道：“值得注意的是，我們提出的這種堿基特異性配對方式，暗示著遺傳物質(zhì)進行復制的一種可能的機制”。

問題1：堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的？暗示DNA的復制可能要先解開DNA雙螺旋的兩條鏈，然后通過堿基互補配對合成互補鏈。問題2：DNA以什么方式復制？一、對DNA復制的推測（一）提出問題

DNA以什么方式復制？(1)半保留復制(沃森和克里克）半保留復制全保留復制分散復制有人質(zhì)疑問題3：這些觀點各有不同，如何來證明那個觀點是正確的？提出二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)DNA以半保留方式復制（全保留、分散）（二）作出假設(shè)

問題4：要通過實驗“探究DNA復制是哪種方式？”關(guān)鍵思路是什么？關(guān)鍵思路：通過實驗區(qū)分親代和子代的DNA問題5：DNA是肉眼看不可見的，如何做區(qū)分親代和子代的DNA呢？梅塞爾森斯塔爾1958年同位素標記技術(shù)大腸桿菌（繁殖快，20min一代）梅塞爾森斯塔爾1958年同位素標記技術(shù)資料：15N和14N是N元素的兩種穩(wěn)定的同位素，這兩種同位素的相對原子質(zhì)量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。大腸桿菌（繁殖快，20min一代）問題6：為什么不用32P，14C等具有放射性的同位素標記呢？形成的不同密度的DNA分子應如何區(qū)分？二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)14N/14N—DNA15N/14N—DNA15N/15N—DNA(輕帶)(中帶)(重帶)密度梯度離心技術(shù)利用離心技術(shù)可以在試管中區(qū)分含有不同質(zhì)量N元素的DNA。二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)15NH4Cl14N/14N-DNA繁殖若干代15N/15N-DNA目的？得到的大腸桿菌DNA幾乎都是15N標記的同位素標記技術(shù)二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)15N/15N-DNA14NH4Cl再分裂一次分裂一次提取DNA離心提取DNA離心？？？哪個位置？？？哪個位置同位素標記技術(shù)密度梯度離心技術(shù)二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)合作探究一：請同學們自主學習課本P53-54，小組合作思考討論完成問題。

嘗試畫出1個DNA分子分別按照半保留復制、全保留復制的方式復制兩次的圖解模型。要求：（1）限時2分鐘，小組做好分工，所有成員全力以赴，激情投入。（2）確定小組發(fā)言人，做好展示準備，并做好評價與質(zhì)疑的準備。二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)15N14N14N15N14N14N14N14N15N14N15N14NPF1F215N15N15N/15N重帶15N/14N14N/14N15N/14N輕帶中帶中帶第二代第一代提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心含14N的培養(yǎng)液（三）演繹推理

1.假設(shè)DNA的復制是半保留復制二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)第二代含14N的培養(yǎng)液第一代提出DNA離心提出DNA離心15N15NPF1F214N14N提出DNA離心重帶輕帶重帶輕帶重帶15N15N15N15N14N14N14N14N14N14N15N/15N14N/14N15N/15N14N/14N15N/15N（三）演繹推理

1.假設(shè)DNA的復制是全保留復制二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)（四）實驗驗證

二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)結(jié)論：證明DNA的復制是半保留復制排除DNA的復制是全保留復制排除DNA的復制是分散型復制親代子一代子二代細胞再分裂一次15N14N15N15N14N14N轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中細胞分裂一次15N14N提出DNA離心提出DNA離心提出DNA離心（五）實驗結(jié)論

二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)提出問題作出假設(shè)得出結(jié)論演繹推理實驗驗證證明DNA半保留復制的實驗DNA以半保留方式復制（全保留、分散）推理、探究幾種復制模式下得到子代DNA的可能情況，預測可能實驗結(jié)果DNA以半保留方式進行復制證明DNA半保留復制的實驗假說演繹法二、DNA半保留復制的實驗證據(jù)實戰(zhàn)訓練

1.細菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取其子代的DNA經(jīng)高速離心分離，下圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是（）A．第一次分裂的子代DNA應為⑤B．第二次分裂的子代DNA應為①C．第三次分裂的子代DNA應為③D．親代的DNA應為⑤實戰(zhàn)訓練

2.后再移入含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，提取其子代的DNA進行梯度離心，下圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是(

)A.第一次分裂的子代DNA應為② B.第二次分裂的子代DNA應為①C.第三次分裂的子代DNA應為③ D.親代的DNA應為④實戰(zhàn)訓練

3.將在含15NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)了若干代的某真核細胞轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，讓細胞連續(xù)進行有絲分裂，并進行密度梯度離心。下列相關(guān)說法中，不正確的是A.細胞經(jīng)過一次分裂和離心后，DNA位于試管的中層B.細胞經(jīng)過兩次分裂和離心后，一半DNA位于試管的中層，另一半DNA位于上層C.細胞經(jīng)過三次分裂和離心后，3/4的DNA位于試管的中層，1/4的DNA位于試管的上層D.該實驗可以證明DNA的復制方式是半保留復制實戰(zhàn)訓練

4.把培養(yǎng)在含輕氮(14N)環(huán)境中的細菌，轉(zhuǎn)移到含重氮(15N)環(huán)境中培養(yǎng)相當于復制一次的時間，然后放回原環(huán)境相當于連續(xù)復制兩次的時間后，細菌DNA組成分析結(jié)果是(

)A．3/4輕氮型、1/4中間型B．1/4輕氮型、3/4中間型C．1/2中間型、1/2重氮型D．1/2輕氮型、1/2中間型DNA復制的概念是什么?時間？場所？DNA復制過程需要哪些條件?簡述DNA復制過程怎么進行?DNA復制過程有何特點?精確復制的原因有何生物學意義？234

1合作探究二：請同學們自主閱讀教材P55-56，小組合作思考討論完成問題。

三、DNA復制的過程概念場所時期條件DNA的復制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。主要是在細胞核(次要在線粒體、葉綠體)細胞分裂（有絲分裂或減數(shù)分裂）前的間期DNA的復制三、DNA復制的過程模板原料酶能量親代DNA分子中的兩條母鏈以細胞中游離的4種脫氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶等ATP等三、DNA復制的過程在ATP的驅(qū)動下，解旋酶將DNA部分雙螺旋的兩條鏈解開。CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶三、DNA復制的過程（一）解旋

①游離的4種脫氧核苷酸按堿基互補配對原則隨機CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氫鍵三、DNA復制的過程（二）合成子鏈

地與兩條母鏈的堿基配對，確定子鏈的脫氧核苷酸排列順序。②在DNA聚合酶的催化下從子鏈的5'端把子鏈的脫氧核苷酸聚合成脫氧核苷酸鏈。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP

合成方向：

子鏈的5'端→

3'端形成磷酸二酯鍵三、DNA復制的過程（二）合成子鏈

CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT5'3'TAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA5'3'三、DNA復制的過程（三）形成子代DNA分子

每條新鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。特點精確復制的原因意義

方向結(jié)果①半保留復制；②邊解旋邊復制；③雙向復制；④真核生物有多個復制起點（1）DNA分子獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復制提供了精確的模板；（2）堿基互補配對原則，保證了復制能夠準確地進行。將遺傳信息從親代傳給子代，從而保持遺傳信息的連續(xù)性。一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子從子鏈的5'端向3'端延伸DNA復制的過程三、DNA復制的過程實戰(zhàn)訓練

5.下列關(guān)于DNA復制過程的正確順序是 ①互補堿基對之間氫鍵斷裂②互補堿基對之間形成氫鍵③DNA分子在解旋酶的作用下解旋④以解旋后的母鏈為模板進行堿基互補配對⑤子鏈與母鏈盤旋成雙螺旋狀結(jié)構(gòu)

A.①③④②⑤B.①④②⑤③

C.①③⑤④②D.③①④②⑤

實戰(zhàn)訓練

6.一個DNA分子自我復制后形成兩個DNA分子，這兩個新的DNA分子（）A.分別由兩條母鏈和兩條子鏈形成B.兩條母鏈和兩條子鏈隨機結(jié)合而成C.分別由一條子鏈及一條母鏈結(jié)合而成D.一條子鏈與另一條子鏈的母鏈結(jié)合實戰(zhàn)訓練

7．在一個細胞周期中，DNA復制過程中的解旋發(fā)生在（）A．兩條DNA母鏈之間B．DNA子鏈與其互補的母鏈之間C．兩條DNA子鏈之間D．DNA子鏈與其非互補母鏈之間實戰(zhàn)訓練

8．一個DNA分子復制完成后，新形成的兩條子鏈（）A．是DNA母鏈的片段B．與DNA母鏈之一完全相同C．與DNA母鏈相比，一定有所變化D．與DNA的兩條母鏈分別相同實戰(zhàn)訓練

9．DNA復制保證了親子代間遺傳信息的連續(xù)性。下列關(guān)于DNA復制的敘述，正確的是（

）

A．復制均在細胞核內(nèi)進行

B．堿基互補配對原則保證了復制的準確性

C．1個DNA分子復制1次產(chǎn)生4個DNA分子

D．游離的脫氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子鏈實戰(zhàn)訓練

10.下圖為某真核細胞中DNA復制過程的模式圖，下列敘述正確的是A.DNA分子