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(共38张PPT)
第3节 DNA的复制
（第一课时）
第三章基因的本质
目标
01
02
03
分析DNA复制过程，归纳DNA复制过程中相关数量计算，提高逻辑分析和计算能力。（科学思维)
通过对DNA复制方式的推测及对探究DNA复制方式实验的分析,再一次体会假说—演绎法。
（社会责任）
学习目标
通过DNA的复制，认同生命的延续与发展观；理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。（生命观念）
情景视频一：
我们的英雄——你记得我，我就活着（视频）
少量DNA
怎么为我们的英雄寻找亲属？
足量DNA
情景材料一：
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”。
问题1：碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
暗示DNA的复制可能要先解开DNA双螺旋的两条链，然后通过碱基互补配对合成互补链。
问题2：DNA以什么方式复制？
一、对DNA复制的推测
（一）提出问题
DNA以什么方式复制？
(1)半保留复制(沃森和克里克）
半保留复制
全保留复制
分散复制
有人质疑
问题3：这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？
提出
二、DNA半保留复制的实验证据
DNA以半保留方式复制（全保留、分散）
（二）作出假设
问题4：要通过实验“探究DNA复制是哪种方式？”关键思路是什么？
关键思路：通过实验区分亲代和子代的DNA
问题5：DNA是肉眼看不可见的，如何做区分亲代和子代的DNA呢？
梅塞尔森
斯塔尔
1958年
同位素标记技术
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
梅塞尔森
斯塔尔
1958年
同位素标记技术
资料：15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。
大肠杆菌（繁殖快，20min一代）
问题6：为什么不用32P，14C等具有放射性的同位素标记呢？形成的不同密度的DNA分子应如何区分？
二、DNA半保留复制的实验证据
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
(轻带)
(中带)
(重带)
密度梯度离心技术
利用离心技术可以在试管中区分含有不同质量N元素的DNA。
二、DNA半保留复制的实验证据
15NH4Cl
14N/ 14N
-DNA
繁殖若干代
15N/ 15N
-DNA
目的？
得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的
同位素标记技术
二、DNA半保留复制的实验证据
15N/ 15N
-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
分裂一次
提取DNA
离心
提取DNA
离心
？
？
？
哪个位置
？
？
？
哪个位置
同位素标记技术
密度梯度离心技术
二、DNA半保留复制的实验证据
合作探究一：请同学们自主学习课本P53-54，小组合作思考讨论完成问题。
尝试画出1个DNA分子分别按照半保留复制、全保留复制的方式复制两次的图解模型。
要求：
（1）限时2分钟，小组做好分工，所有成员全力以赴，激情投入。
（2）确定小组发言人，做好展示准备，并做好评价与质疑的准备。
二、DNA半保留复制的实验证据
15N
14N
14N
15N
14N
14N
14N
14N
15N
14N
15N
14N
P
F1
F2
15N
15N
15N/15N
重带
15N/14N
14N/14N
15N/14N
轻带中带
中带
第二代
第一代
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
含14N的培养液
（三）演绎推理
1.假设DNA的复制是半保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
第二代
含14N的培养液
第一代
提出DNA离心
提出DNA离心
15N
15N
P
F1
F2
14N
14N
提出DNA离心
重带
轻带重带
轻带
重带
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
15N/15N
14N/14N
15N/15N
14N/14N
15N/15N
（三）演绎推理
1.假设DNA的复制是全保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
（四）实验验证
二、DNA半保留复制的实验证据
结论：证明DNA的复制是半保留复制
排除DNA的复制是全保留复制
排除DNA的复制是分散型复制
亲 代
子一代
子二代
细胞再分裂一次
15N
14N
15N
15N
14N
14N
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
15N
14N
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
（五）实验结论
二、DNA半保留复制的实验证据
提出问题
作出假设
得出结论
演绎推理
实验验证
证明DNA半保留复制的实验
DNA以半保留方式复制（全保留、分散）
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
DNA以半保留方式进行复制
证明DNA半保留复制的实验
假说演绎法
二、DNA半保留复制的实验证据
　实战训练　
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，抽取其子代的DNA经高速离心分离，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
　实战训练　
2.后再移入含14N的培养基中培养，提取其子代的DNA进行梯度离心，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② 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④
　实战训练　
3.将在含15NH4Cl的培养液中培养了若干代的某真核细胞转移到含14NH4Cl的培养液中培养，让细胞连续进行有丝分裂，并进行密度梯度离心。下列相关说法中，不正确的是
A.细胞经过一次分裂和离心后，DNA位于试管的中层
B.细胞经过两次分裂和离心后，一半DNA位于试管的中层，另一半DNA位于上层
C.细胞经过三次分裂和离心后，3/4的DNA位于试管的中层，1/4的DNA位于试管的上层
D.该实验可以证明DNA的复制方式是半保留复制
　实战训练　
4.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
DNA复制的概念是什么 时间？场所？
DNA复制过程需要哪些条件
简述DNA复制过程怎么进行
DNA复制过程有何特点 精确复制的原因有何生物学意义？
2
3
4
1
合作探究二：请同学们自主阅读教材P55-56，小组合作思考讨论完成问题。
三、DNA复制的过程
概念
场所
时期
条件
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
主要是在细胞核(次要在线粒体、叶绿体)
细胞分裂（有丝分裂或减数分裂）前的间期
DNA的复制
三、DNA复制的过程
模板
原料
酶
能量
亲代DNA分子中的两条母链
以细胞中游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
ATP等
三、DNA复制的过程
在ATP的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
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A
3'
5'
C
C
G
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G
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T
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T
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T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
三、DNA复制的过程
（一）解旋
①游离的4种脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机
C
C
G
T
A
G
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G
G
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T
T
形成氢键
三、DNA复制的过程
（二）合成子链
地与两条母链的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。
②在DNA聚合酶的催化下从子链的5'端把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。
C
C
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A
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T
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3'
5'
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C
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A
T
T
A
DNA聚合酶
5'
3'
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
ATP
ATP
合成方向：
子链的5'端→ 3'端
形成磷酸二酯键
三、DNA复制的过程
（二）合成子链
C
C
G
T
A
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G
G
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5'
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3'
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C
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3'
5'
T
T
A
C
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C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
三、DNA复制的过程
（三）形成子代DNA分子
每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
特点
精确复制的原因
意义
方向
结果
①半保留复制；②边解旋边复制；
③双向复制；④真核生物有多个复制起点
（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。
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
从子链的5' 端向 3' 端延伸
DNA复制的过程
三、DNA复制的过程
　实战训练　
5.下列关于DNA复制过程的正确顺序是
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键
③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构
A.①③④②⑤ B.①④②⑤③
C.①③⑤④② D.③①④②⑤
　实战训练　
6.一个DNA分子自我复制后形成两个DNA分子，这两个新的DNA分子（ ）
A.分别由两条母链和两条子链形成
B.两条母链和两条子链随机结合而成
C.分别由一条子链及一条母链结合而成
D.一条子链与另一条子链的母链结合
　实战训练　
7．在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在（ ）
A．两条DNA母链之间
B．DNA子链与其互补的母链之间
C．两条DNA子链之间
D．DNA子链与其非互补母链之间
　实战训练　
8．一个DNA分子复制完成后，新形成的两条子链（ ）
A．是DNA母链的片段
B．与DNA母链之一完全相同
C．与DNA母链相比，一定有所变化
D．与DNA的两条母链分别相同
　实战训练　
9．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
　实战训练　
10.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是
A.DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接
B.在复制过程中解旋和复制是同时进行的
C.解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATP
D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
　实战训练　
11.如图为真核生物DNA复制过程示意图，有关分析错误的是(　　)
A.DNA具有半保留复制、边解旋边复制的特点
B.DNA复制时两条子链的延伸方向相同
C.DNA不同起点的复制是不同步进行的
D.多起点双向复制提高了DNA的合成速率
　实战训练　
12.某未被32P标记的DNA分子含有1 000个碱基对，其中鸟嘌呤300个，将该DNA分子置于含32P的培养基中连续复制3次。下列有关叙述错误的是
A.所有子代DNA分子都含32P
B.含32P的子代DNA分子中，可能只有一条链含32P
C.第三次复制过程中需要消耗腺嘌呤脱氧核苷酸4 900个
D.子代DNA分子中不含32P的脱氧核苷酸链占总链数的1/8
　实战训练　
13. 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

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