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第3章　基因的本质
人教版高中生物 必修2
第3节
3.3.1 DNA的复制
导
第三节 　　DNA的复制
人教版高中生物 必修2
阅读课本52-54页，DNA的半保留复制
思考并完成导学提纲
思
一.对DNA复制的推测
观点一：半保留复制
1. 提出者：
①解旋: DNA 分子复制时,DNA 分子的双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂。
②复制: 解开的两条单链作为复制的模板,游离的脱氧核酸依据碱基互补配对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。
新合成的每个 DNA 分子中,都保留了原来 DNA 分子中的一条链,是半保留复制。
沃森和克里克。
2. 内容：
3. 特点：
评
一.对DNA复制的推测
观点二：全保留复制
2. 半保留复制和全保留复制的区别：
DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
1. 特点：
全保留复制
半保留复制
评
二.DNA半保留复制的实验证据
1. 实验材料：
2. 实验方法：
3. 实验过程：
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
同位素标记法和密度梯度离心技术
提出问题
DNA以什么方式复制？
作出假说
DNA以半保留方式复制
让大肠杆菌在15NH4Cl的培养若干代，再放置在14NH4Cl培养。
评
背景知识
15N 和 14N是N元素的两种稳定同位素，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。
二.DNA半保留复制的实验证据
（1）半保留复制
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
14N复制
14N复制
重带DNA
中带DNA
1/2轻带DNA
1/2中带DNA
演绎推理
评
二.DNA半保留复制的实验证据
（2）全保留复制
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N复制
14N复制
14N
14N
15N
15N
重带DNA
1/2轻带DNA
1/2重带DNA
3/4轻带DNA
1/4重带DNA
P:
F1:
F2:
演绎推理
评
二.DNA半保留复制的实验证据
实验验证
第二次
转移到含14NH4Cl的培养液中
第一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
排除DNA的复制是全保留复制
得出结论
DNA的复制是以半保留的方式进行的。
假说演绎法
评
15NH4Cl
2.时间：
1.概念：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
间期（有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期）
三.DNA复制的过程
真核细胞：
主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有
原核细胞：
主要在拟核中，质粒也可以。
3.DNA复制场所
4.条件：
模板
原料
酶
能量
DNA分子的两条母链
细胞中游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶
ATP
评
三.DNA复制的过程
5.过程
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA聚合酶
解旋酶
游离的脱氧核苷酸
解
旋
需要细胞提供能量
需要解旋酶的作用
结果：氢键断裂，双链打开
合成子链
模板
原料
酶
能量
原则
方向
解开的每一条母链
四种脱氧核苷酸
DNA聚合酶
细胞提供ATP
碱基互补配对原则
5‘端至3‘端
评
三.DNA复制的过程
6.特点：
①边解旋边复制 ②半保留复制
9.精确复制的原因
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
7.原则：
8.结果：
一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子
碱基互补配对原则
10.意义：
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
评
三.DNA复制的过程
三.DNA复制的过程
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
评
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
四．DNA复制相关计算
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
21
22
23
评
四．DNA复制相关计算
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
(1)DNA分子数
①子n代DNA分子总数为______个。
②含15N的DNA分子数为______个。
③含14N的DNA分子数为______个。
④只含15N的DNA分子数为______个。
⑤只含14N的DNA分子数为_________个。
2n
2
2n
0
(2n－2)
评
四．DNA复制相关计算
假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代，结果如下：
(2)脱氧核苷酸链数
①子代DNA中脱氧核苷酸链数＝_______条。
②亲代脱氧核苷酸链数＝______条。
③新合成的脱氧核苷酸链数＝____________条。
2n＋1
2
(2n＋1－2)
评
判断正误
评
(1)沃森和克里克证明DNA分子复制方式是半保留复制(　　)
(2)证明DNA半保留复制的实验运用了同位素示踪法(　　)
(3)DNA复制时新合成的两条链碱基排列顺序相同(　　)
(4)DNA双螺旋结构全部解旋后，开始DNA的复制(　　)
(5)单个脱氧核苷酸在DNA酶的作用下连接合成新的子链(　　)
(6)真核细胞的DNA复制只发生在细胞核中(　　)
(7)解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键(　　)
×
×
×
×
×
×
√
探究未知
评
1.下列关于DNA复制的叙述，不正确的是
A.DNA复制时只以DNA的一条链作为模板
B.DNA复制时以4种游离的脱氧核苷酸为原料
C.DNA复制过程需要消耗能量
D.DNA分子的复制方式是半保留复制
√
探究未知
评
2．下图是真核生物的DNA复制的图解，下列叙述错误的是
A．复制是多个起点开始的，但多个起点并非同时开始 B．DNA复制是边解旋边复制，而且是双向复制的 C．真核生物的这种多起点复制可以提高复制的效率 D．DNA的复制过程与解旋酶和RNA聚合酶有关
√
探究未知
评
3.培养在含重氮（15N）环境中的细菌，转移到含轻氮（14N）环境中培养，连续复制两轮的时间后，离心分离其DNA，结果应如图
A B C D
√
探究未知
评
4.某DNA片断含有200个碱基对，其中A为60个，该片段连续复制三次所需C的数量为
A．980个 B．280个 C．320个 D．360个
√
5.根据DNA分子结构模式图回答下列问题
(1)写出下列结构的名称
②___________；④____________
⑤____________；⑥___________；（填文字） (2)两条链按反向平行方式盘旋成________结构。
胞嘧啶
鸟嘌呤
脱氧核糖
磷酸
双螺旋
探究未知
评
(3)DNA分子的基本骨架由___________和_______交替连接而成，两条链上 的碱基通过_____连接成碱基对，碱基之间的配对遵循_____________原则。(4)与RNA相比较，DNA分子中特有的碱基是_______（填字母）。(5)DNA分子复制时，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式称做_____________。
脱氧核糖
磷酸
氢键
碱基互补配对
T
半保留复制
巩固提升
下图是DNA的复制图解，请据图回答下列问题。
(1)将一个细胞的DNA用15N标记，放入含14N的4种脱氧核苷酸培养液中，连续分裂4次，问含14N的DNA细胞占总细胞数的__________。含15N的DNA细胞占总细胞数的__________。
(2)已知原来DNA中有100个碱基对，其中A有40个，则复制4次，在复制过程中将需要__________个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸参加。
100%
12.5%
900
评
巩固提升
2.用15N标记一个含有200个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶80个，将该DNA分子在含14N的培养环境中连续复制4次，其结果可能是
A. 含有15N的DNA分子占1/16
B. 含有14N的DNA分子占7/8
C. 复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸1500个
D. 复制共产生16个DNA分子
√
评
巩固提升
3. 一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B．复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
√
评
巩固提升
4.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
√
评
巩固提升
5.如图表示某生物的精原细胞在条件X下最终形成了四个细胞，条件X可能是①精原细胞某一对同源染色体中的一条染色体上的DNA双链均被15N标记；②精原细胞某一对同源染色体中的两条染色体上的DNA双链均被15N标记；③进行减数分裂；④进行有丝分裂。下列有关说法正确的是
A．若条件X为①③，则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含被15N标记的染色体
B．若条件X为②③，则处于减数分裂Ⅱ后期的两个次级精母细胞中均含有两条被15N标记的 染色体
C．若条件X为①③，则产生的四个精细胞一定均含被15N标记的染色体
D．若条件X为②④，则产生的四个子细胞一定均含被15N标记的染色体
√
评
练习与应用
一.概念检测
1.DNA复制是在为细胞分裂进行必要的物质准备。据此判断下列相关表述是否正确
（1）DNA复制与染色体复制是分别独立进行的。 （ ）
（2）在细胞有丝分裂的中期，每条染色体是由两条染色单体组成的，所以DNA的复制也是在这个时期完成。 （ ）
×
×
评
2.DNA的复制保证了亲子代间遗传信息的连续性。下列关于DNA复制的叙述，正确的是
A. 复制均在细胞核内进行
B. 碱基互补配对原则保证了复制的准确性
C. 1个DNA分子复制1次产生4个DNA分子
D. 游离的脱氧核苷酸在解旋酶的作用下合成子链
练习与应用
√
评
3.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
练习与应用
√
评
谢谢大家
Thank you all

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