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(共39张PPT)
第3章　基因的本质
第3节　DNA的复制
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研习任务一　对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据
素养目标：1.生命观念：理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础，从而形 成生命的物质观。2.科学思维：利用假说－演绎法，理解DNA的复制方式及特点。 3.科学探究：分析DNA半保留复制的实验，认同在探究过程中开展合作的必要性。
1. 对DNA复制的推测
（1）
梳理　教材
（2）遗传物质自我复制的其他假说
全保留复制是指DNA复制以 为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
DNA双链　
2. DNA半保留复制的实验证据
×
√
√
互动　探究
1. 怎样测定子代DNA带有同位素的情况？
提示：对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布。
2. 若DNA复制的方式为全保留复制，上述实验结果是怎样的？
提示：①亲代大肠杆菌：提取DNA→离心→全部是重带。②繁殖一代后取出：提取 DNA→离心→1/2重带、1/2轻带。③繁殖两代后取出：提取DNA→离心→1/4重带、 3/4轻带。
3. 教材中“证明DNA半保留复制的实验”中（1）第一代只出现了一条中带，这个结 果排除了哪种复制方式？
提示：（1）排除了全保留复制的方式。
（2）第二代出现了一条中带和一条轻带，这个结果又可以排除哪种复制方式？
提示：（2）排除弥散复制的方式。
重点　理解
1. 关于DNA分子复制的早期推测
在DNA分子复制的早期研究中，科学家们提出了三个模型：全保留复制模型、弥散 复制模型和半保留复制模型。
比较如下：
全保留复制：亲代DNA分子两条链不变，子代DNA分子的两条链都是新合成的。
半保留复制：新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。
弥散复制：亲代DNA分子的两条链分散成短片段，与新合成的子代DNA分子的两条 链分散成的短片段混杂在一起，不能分出亲代DNA单链。
如下图所示：
2. 试管中三个条带分析
重带：两条链均只含15N。即此DNA中两条链均为亲代链。
中带：一条链中只含14N，另一条链中含15N。即此子代DNA中只含有一条初始 亲代链。
轻带：两条链均只含14N。即此子代DNA中不含亲代链。
随堂　练习
A
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
解析：亲代DNA为15N15N，经第一次复制所形成的子代DNA应均为15N14N，即应如图 ②所示，A项错误。
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研习任务二　DNA的复制
梳理　教材
1. 概念：以 为模板合成子代DNA的过程。
2. 时间：细胞分裂前的 ，随着染色体的复制而完成。
3. 场所：主要是细胞核。
亲代DNA　
间期　
4. 过程
5. 结果：一个DNA分子形成了 的DNA分子，新复制出的两个子代 DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中。
6. 特点：半保留复制；边解旋边复制。
7. 准确复制的原因
（1）DNA独特的 结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过 ，保证了复制能够准确地进行。
两个完全相同　
双螺旋　
碱基互补配对原则　
遗传信息　
连
续性　
[助学巧记]
√
√
×
√
互动　探究
1. 所有的真核细胞都存在核DNA复制吗？为什么？
提示：不一定，高度分化的细胞不再分裂，细胞内无DNA复制。
2. DNA复制的具体场所有哪些？
提示：DNA复制的主要场所是细胞核，还有线粒体、叶绿体及原核细胞的拟核等。
3. 如图为真核细胞DNA复制过程的模式图，据图回答相关问题：
（1）据图可知DNA聚合酶使两条子链从5'端到3'端，还是从3'端到5'端进行合成？
提示：（1）从5'端到3'端进行合成。
（2）合成的两条子链间碱基排列顺序相同还是互补？
提示：（2）互补。
重点　理解
1. 有关DNA复制的理解
（1）DNA复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、叶绿体中也能进行 DNA复制。
（2）能够进行DNA复制的生物：一切以DNA为遗传物质的生物。
（3）真核生物细胞核中DNA复制发生的时间：在体细胞中发生在有丝分裂前的间 期；在性原细胞中发生在减数第一次分裂前的间期或有丝分裂前的间期。
（4）复制所需的酶是指一个酶系统，不仅仅是指解旋酶和DNA聚合酶，还包括DNA 连接酶等。
①解旋酶的作用是破坏碱基间的氢键。
②DNA聚合酶的作用是连接游离的脱氧核苷酸。
③DNA连接酶的作用是连接DNA片段。
（5）两个子代DNA的位置及分开时间：复制产生的两个子代DNA分子位于一对姐妹 染色单体上，由着丝粒连接在一起，在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期着丝粒分 裂时分开，分别进入两个子细胞中。
（6）DNA分子的复制往往是从多个起点双向进行的，如下图：
随堂　练习
A. 由图示得知，DNA分子复制的方式是半保留复制
B. DNA解旋酶能使双链DNA解开，且需要消耗ATP
C. 从图中可以看出合成两条子链的方向是相反的
D. DNA在复制过程中先全部解旋，后半保留复制
解析：DNA复制过程是边解旋边复制，并非是先全部解旋后再进行复制，所以D 错误。
D
A. 1 155 B. 1 320 C. 2 310 D. 2 640
解析：由于G＋C占总数的34％，所以A＋T占66％，A与T各占33％，整个DNA片段 中含有500对碱基，该DNA片段中腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为33％×1 000＝330 个，在第三次复制时需新合成8条DNA单链，相当于4个DNA分子，因此需要游离的 腺嘌呤脱氧核苷酸分子个数为330×4＝1 320（个）。
B
[知识结构]
[主题要点]
1. DNA复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
2. DNA复制的过程可分为三步
（1）解旋：复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条 链解开。
（2）合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱 氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。
（3）螺旋：每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
3. DNA复制的特点：边解旋边复制，半保留复制。
4. DNA复制需要的条件：模板、原料、能量、酶。
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课堂小测试
A. DNA复制时，双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂
B. 以解开的两条单链为模板，以游离的脱氧核苷酸为原料，依据碱基互补配对原 则，通过氢键结合到作为模板的单链上
C. 形成的DNA分子包括一条模板单链和一条新链
D. 形成的两个DNA分子是由两条母链、两条子链分别结合而成的
解析：沃森和克里克提出的DNA自我复制的假说为半保留复制，即形成的DNA分子 包括一条母链和一条子链，D项错误。
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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A. 3/4轻氮型、1/4中间型
B. 1/4轻氮型、3/4中间型
C. 1/2中间型、1/2重氮型
D. 1/2轻氮型、1/2中间型
A
解析：将含轻氮（14N）的细菌转移到含重氮（15N）环境中培养相当于复制一轮的时 间，则得到的每个DNA分子都是一条链含14N、一条链含15N；再转回至含轻氮 （14N）的环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，由 1个DNA分子得到4个DNA分 子，其中3个DNA分子只含14N，另外1个DNA分子一条链含14N、一条链含15N，即3/4 轻氮型、1/4中间型，A项正确。
A. ①③④②⑤ B. ①④②⑤③
C. ①③⑤④② D. ③①④②⑤
D
A. DNA复制时，脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接到脱氧核苷酸链的3'端
B. 该eccDNA连续复制3次，会消耗3 360个腺嘌呤脱氧核苷酸
C. 细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成
D. DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连接
C
解析：DNA复制时，子链的延伸方向是5'端→3'端，在DNA聚合酶的作用下，脱氧核 苷酸连接到脱氧核苷酸链的3'端，A正确；该eccDNA分子中含有1 200个碱基对，其中 一条链上C＋G所占的比例为60％，由碱基互补配对原则可知，该eccDNA分子中C＋ G所占的比例为60％，A＝T＝1 200×2×（1－60％）÷2＝480个，该eccDNA连续复 制3次，会消耗（23－1）×480＝3 360个腺嘌呤脱氧核苷酸，B正确；细胞缺水和营 养不足不会影响DNA的碱基组成，C错误；DNA的两条脱氧核苷酸链之间通过氢键连 接，C与G之间存在3个氢键，A与T之间存在两个氢键，D正确。
5. 如图为真核细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程回答问题：
（1）DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供　　　　　　。
解析：（1）解旋过程需要细胞提供能量（ATP）。
能量（ATP）
（2）从图中可以看出合成的两条子链的方向是　　　（填“相同”或“相 反”）的。
解析：（2）DNA的2条脱氧核苷酸链是反向平行的关系，
那么以这两条链为模板合成的子链的方向也应该是相反的。
相反
（3）真核细胞中DNA复制发生的场所是________________________等；细胞分裂 过程中，在复制完成后，乙、丙分开的时期为____________________________________________。
解析：（3）真核细胞内DNA复制发生的场所有细胞 核、线粒体和叶绿体等；复制后的DNA分别存在于两 条染色单体中，染色单体分开发生的时期是有丝分裂 后期或减数分裂Ⅱ后期。
细胞核、线粒体和叶绿体
有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期
（4）DNA分子通过复制，将____________从亲代细胞传给子代细胞，从而保持了_______
___________ 的连续性。
解析：（4）DNA复制的意义是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。
遗传信息
传信息
遗

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