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DNA的复制
人教版（2019版）必修2第3章第3节
少量DNA
↓
足量DNA
怎么为烈士
寻找亲属？
DNA的复制
运用结构与功能相适应的观点，理解DNA的结构保证复制的准确性，从而保证遗传信息的稳定传递。（生命观念）
学习目标
基于科学史资料提供的实验证据，演绎推理DNA的复制方式，体验假说—演绎法的一般过程。（科学思维）
通过分组合作，得出DNA复制的预期实验结果并对结果进行交流与讨论，提高合作学习能力。（科学探究）
通过了解为烈士寻亲的活动，认识到生物科学技术在日常生活的实际应用。（社会责任）
1.DNA的结构模型？
2.DNA分子由几条单链构成？
这两条链的关系为？
3.什么构成DNA分子的基本骨架？
4.碱基通过什么连接？碱基配对
遵循什么原则？
DNA分子
记忆挑战
温故而知新
> 提出问题 <
DNA是通过什么方式复制的呢？
DNA复制的假说
DNA可能通过半保留的方式复制。
沃森
克里克
> 作出假说 <
——— 半保留复制
沃森和克里克
其他科学家
> 作出假说 <
——— 全保留复制
> 演绎推理 1 <
亲代DNA
的母链
若为半/全保留复制:
推理1个亲代DNA复制产生的子一代和子二代DNA的情况.
新合成的子链
亲代
子一代
子二代
背景资料
资料1：15N 和 14N 是氮元素的两种稳定同位素。
15N/15N-DNA
亲代
在含有15NH4Cl的培养液中繁殖若干代
背景资料
资料1：15N 和 14N 是氮元素的两种稳定同位素。
15N/14N
14N/14N
15N/15N
子 代
> 设计实验 <
如何区分不同标记类型的DNA？
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
背景资料
资料2：15N 和 14N 这两种同位素的相对原子质量不同。含15N的DNA比含14N的密度大。
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
密度最大
密度次之
密度最小
15N/15N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
重带
中带
轻带
> 设计实验 <
在含有15NH4Cl的培养液中繁殖若干代
根据DNA的标记情况，推理离心后试管中DNA的位置，得出预期实验结果。
> 演绎推理 2 <
若为半/全保留复制：
亲 代DNA
子一代DNA
子二代DNA
> 实验验证 <
1958年，生物学家梅塞尔森(M.Meselson)和斯塔尔(F.Stahl)以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记技术，设计并完成了上述实验。
> 实验验证 <
实验结果与半保留
复制的预期结果相符。
在含有15NH4Cl的培养液中繁殖若干代
> 得出结论 <
DNA的复制是以半保留的方式进行的。
（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
DNA复制方式的探究历程：
提出问题
作出假说
演绎推理
实验验证
得出结论
假
说
演绎法
[规律总结]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 n 次，在子代中：
子代DNA总数：
含15N的DNA数：
含14N的DNA数：
只含14N的DNA数：
2n
2
2n
2n-2
学案P3：
科学家通过生化分析得知，细胞分裂前的间期细胞中脱氧核苷酸含量开始时很低，不久急剧增加，以后又逐渐降低到初始水平。随着脱氧核苷酸含量的动态变化，DNA聚合酶的活性显著增高。
[情境分析]资料一：DNA复制发生的时期
有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期
真核细胞中，DNA的复制随着染色体的复制而完成。
DNA的复制过程
[情境分析]资料二：DNA复制发生的场所
DNA的复制过程
科学家将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中，一段时间后，在细胞核中首先发现有标记的DNA分子。
细胞核（主要）、叶绿体、线粒体
拟核（主要）
真核细胞：
原核细胞：
[情境分析]资料三：DNA复制的条件
DNA的复制过程
步骤一：1956年，美国生物化学家科恩伯格在试管中，将大肠杆菌中提取出的DNA聚合酶加入到具有4种丰富的
脱氧核苷酸的人工合成体系中，结果：在试管中4种脱氧核苷酸不能合成DNA分子。
步骤二：科恩伯格在上述试管中加入了少量DNA分子和ATP，培养在适宜温度条件下，一段时间后，测定其中DNA的含量。结果：试管中的DNA的含量增加。
酶、原料、模板、能量
【合作探究】概述过程，演示动画 3min
DNA的复制过程
1、归纳、概述DNA复制的过程；
2、派代表上台拖动动画，演示DNA的复制过程。
注意观察课本图3-10中，子链的合成方向！
G
A
A
5，
3，
A
G
A
5，
3，
A
A
A
G
G
A
讲解并演示DNA复制的过程
DNA的复制过程
条件
能量:
模板:
原料:
酶:
ATP(直接能源物质)
亲代DNA的2条单链
游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
复制特点：
1. 边解旋边复制
2. 方式：半保留复制
细胞分裂前的间期（有丝分裂间期和减I前间期）
主要在细胞核（线粒体、叶绿体、拟核）
ATP等水解释放的能量
亲代DNA的每一条链
解旋酶和DNA聚合酶
4种游离的脱氧核苷酸
边解旋边复制、半保留复制
1个DNA复制形成2个完全相同的DNA
将遗传信息从亲代传给子代，保证遗传信息的连续性
①独特的双螺旋结构提供模板；②碱基互补配对原则
能量
模板
酶
原料
【归纳总结】
体外扩增DNA技术
——PCR
课堂小结
一、对DNA复制的推测
二、DNA半保留复制的实验证据
三、DNA复制的过程
1.细菌在15N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养基中培养,提取其子代的DNA经离心分离,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
【当堂反馈】
2.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占全部DNA的比例为1/8
C
【当堂反馈】
3.把培养在含轻氮(14N)环境中的细菌，转移到含重氮(15N)环境中培
养相当于复制一次的时间，然后放回原环境相当于连续复制两次
的时间后，细菌DNA组成分析结果是(　　)
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
【当堂反馈】
4.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ ）
A.DNA复制过程中需要酶的催化
B.DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供
C.DNA是边解旋边复制的
D.DNA复制过程中两条母链均可作模板
B
【当堂反馈】
5.DNA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
B
【当堂反馈】

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