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(共34张PPT)
第3节 DNA的复制
细胞减数分裂和受精作用使生物的亲代与子代之间保持遗传性状的稳定
性，这是为什么
DNA分子是怎样进行复制的呢
3.1.3概述DNA通过半保留方式进行复制。
1.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）
2.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)
3.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）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
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课
堂
1.全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。
复制一次
亲代DNA
子代DNA
一、对DNA复制的推测和DNA半保留复制的实验证据
2.半保留复制：新复制的分子一半是新的，一半是旧的。
复制一次
亲代DNA
子代DNA
3.分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。
复制一次
亲代DNA
子代DNA
【作出假设】
DNA复制是一种半保留
式的复制。
对DNA复制方式的探究
全保留复制
半保留复制
弥散复制
半保留复制
假说—演绎法
每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。
问题２:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法？
问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的
亲代DNA分子
同位素标记的方法。
【演绎推理】
问题３:如果用同位素进行标记,应标记什么元素
可用C、H、O、N、P元素。
亲代DNA分子
亲代DNA分子
15N/14N-DNA (全部)
15N/14N-DNA(1/2)
14N/14N-DNA(1/2)
子一代：
子二代：
亲 代：
15N/15N-DNA (全部)
问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)。
复制前
复制后
问题５: 要验证上述预测，就要分别观察亲代和子代的情况，但实验中，复制后的DNA分子混合在一起，不易分离。怎么解决这个问题？
亲代DNA分子
问题６:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？
【验证假设】
针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力，体现了科学探究的核心素养。
思考：改用32P、35S标记可以吗？
作出假设
演绎推理
验证假设
假说—演绎
【小结】
（1）DNA的复制方式是半保留复制
（2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象
（3）通过实验进行验证
得出结论
基于生物学事实和证据运用演绎与推理方法，体现了科学思维的核心素养。
【例1】下图为科学家设计的DNA复制的实验，利用大肠杆菌来探究DNA的复制过程。下列说法正确的是(　　)
A.从试管①到试管③，细胞内的染色体复制了两次
B.用噬菌体代替大肠杆菌进行实验，提取DNA更方便
C.试管③中含有14N的DNA占3/4
D.本实验可作为对DNA复制方式假设的验证实验
D
【解析】选D。大肠杆菌细胞内没有染色体。噬菌体专营寄生生活，不能直接在该培养液中培养，所以不能代替大肠杆菌进行该实验。试管③中含有14N的DNA占100%。
1DNA
→2DNA单链（母）
→（母+子）＋（母+子）
→ 子 DNA ＋ 子DNA
→2DNA
与复印材料不同，因为DNA分子的复制并没有形成一个完整的新DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来旧的DNA也不存在了。
思考：有人认为DNA复制就和复印材料一样，一张材料复印一次也可以得到两张相同的材料。这种说法对不对，为什么？
二、 DNA的复制过程
①解旋
②合成子链（配对、聚合）
③形成子代DNA
阅读思考：
DNA的复制过程包括哪几个主要环节？
【讨论】
①两条母链的碱基顺序是否相同？
②两条子链的碱基顺序是否相同？
③新合成的两个DNA碱基顺序是否相同？
不同，互补
相同
不同，互补
针对特定的生物学现象，进行观察、提问与讨论的能力。体现了科学探究的核心素养。
DNA复制
时间
场所
条件
原则
特点
结果
意义
有丝分裂的间期 　减数第一次分裂前的间期
主要在细胞核
模板、酶、原料、能量等
碱基互补配对原则
半保留复制
子链与母链结合，构成两个新的DNA分子
保持了遗传信息的连续性
边解旋边复制
条件：
(1) 模板：
(2) 原料：
(3) 酶：
(4) 能量
亲代DNA的两条链(两条母链)
四种脱氧核苷酸
解旋酶、 DNA聚合酶等
DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
DNA准确复制的原因：
规律：
若亲代DNA分子中该脱氧核苷酸数为a，经 n 次复制后，所需游离的某脱氧核苷酸数为：
R =a (2n-1)
复制第n次所需的该脱氧核苷酸数：
R =a·2n-1
基于生物学事实和证据运用归纳与概括方法，体现了科学思维的核心素养。
【例2】某含14N的DNA有3000个碱基，其中腺嘌呤占35%。若该DNA以15N标记的游离脱氧核苷酸为原料复制3次，再将全部复制产物置于试管内离心，得到的结果如图①所示；加入解旋酶再离心，得到的结果如图②所示。下列有关分析正确的是(　　)
A.X层中的DNA只含14N，Y层中的DNA只含15N
B.W层中含15N的胞嘧啶有3150个
C.W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为1∶4
D.X层中含有的氢键数是Y层的3倍
B
【解析】选B。由于DNA复制的方式为半保留复制，故X层应是含有15N和14N的DNA，Y层是只含15N的DNA。DNA复制3次，产生了8个DNA，共有16条链，则Z层含有2条14N链，W层含有14条15N链。由题意可知，每个DNA含有的胞嘧啶的数量为3000×(1-35%×2)/2=450(个)，故W层中含15N的胞嘧啶为450×14÷2=3150(个)。这16条链中的每条链含有的脱氧核苷酸数相同，则W层与Z层的脱氧核苷酸数之比为14∶2=7∶1。这8个DNA分子中含有的氢键数相同，X层有2个DNA分子，Y层有6个DNA分子，故X层中含有的氢键数为Y层的1/3。
证明
对DNA复制的推测
DNA复制的实验证据
DNA复制
全保留复制
半保留复制
实验过程
实验结果
实验结论
基本条件
过程
特点
用15N标记DNA大肠杆菌放在含有14N的培养液中培养，在不同时刻提取DNA并进行分离
亲代：一条DNA带（底部）
第一代：一条DNA带（中间）
第二代：两条DNA带（中间、上部）
DNA复制是半保留复制
解旋
合成子链
重新螺旋
模板
酶
能量
原料
DNA的两条链
四种脱氧核苷酸
边解旋边复制
解旋酶
DNA聚合酶
参与
参与
弥散复制
1.（2025·衡水高一期中）下列重要结论不是通过“假说—演绎法”得出是（　　）
A. DNA的半保留复制方式
B. 摩尔根发现果蝇眼色的伴性遗传
C. 萨顿提出遗传因子位于染色体上的假说
D. 孟德尔提出的分离定律和自由组合定律
C
【解析】选C。沃森和克里克提出的DNA半保留复制的证明实验、摩尔根发现果蝇眼色的伴性遗传、孟德尔提出的分离定律和自由组合定律的豌豆杂交实验，均运用是假说-演绎法，ABD不符合题意；萨顿提出遗传的基因在染色体上，运用的是类比推理，不属于假说-演绎法，
2.（2025·武汉高一期中）如图为真核细胞内
某基因（15N标记）的结构示意图，该基因全部
碱基中A占20%。下列相关说法正确的是（ ）
A．该基因一定存在于细胞内的染色体DNA上
B．该基因的一条核苷酸链中（C+G）/（A+T）为3：2
C．DNA解旋酶作用于①部位，DNA聚合酶作用于②部位
D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8
B
【解析】选B。基因不光存在于细胞核的染色体上，还存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中，A错误；已知该基因全部碱基中A占20%，则T也占20%，A+T占两条链碱基的比例为40%，A+T占一条链碱基的比例也为40%，C+G占同一条链碱基的比例为60%，因此一条链中(C+G)/(A+T)为3：2，B正确；DNA解旋酶作用于①氢键部位，而DNA聚合酶作用于①磷酸二酯键部位，C错误；将该基因置于14N培养液中复制3次后，共有8个DNA分子，其中含有以前标记的有两个，因此含15N的DNA分子占四分之一，D错误。
3.如图为某真核细胞中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
B
【解析】选B。酶①是解旋酶，作用于氢键，酶②是DNA聚合酶，催化脱氧核苷酸的连接，A错误；解旋酶能使双链DNA解开，并且需要消耗ATP提供的能量，C错误；新的子链与母链通过氢键形成一个新的DNA分子，D错误。
4. 某一个DNA分子的碱基总数中，腺嘌呤为200个，复制n次后，消耗周围
环境中含腺嘌呤的脱氧核苷酸3000个，该DNA分子已经复制了几次（是第几
代）（ ）
A．三次（第四代） B．四次（第五代）
C．五次（第六代） D．六次（第七代）
B
【解析】选B。关键是掌握DNA复制的特点和识记相关的公式，明确最初的母本的两条是不需要提供原料来合成的。
5. （2025·北京高考）1958年，Meselson和Stahl通过15N标记DNA的实验，证明了DNA的半保留复制。关于这一经典实验的叙述正确的是（ ）
A. 因为15N有放射性，所以能够区分DNA的母链和子链
B. 得到的DNA带的位置有三个，证明了DNA的半保留复制
C. 将DNA变成单链后再进行离心也能得到相同的实验结果
D. 选择大肠杆菌作为实验材料是因为它有环状质粒DNA
B
15N没有放射性，它与14N只是氮元素的不同同位素，质量不同，可通过密度梯度离心技术区分含不同氮元素的DNA，进而区分DNA的母链和子链，A错误；在15N标记 DNA 的实验中，得到的 DNA 带的位置有轻带（两条链都含14N）、中带（一条链含14N，一条链含15N）、重带（两条链都含15N）三个。根据不同代 DNA 在离心后出现的这些带的位置和比例，证明了 DNA 的半保留复制，B正确；若将DNA解链为单链后离心，无论是全保留还是半保留复制，都是只有两条条带，不能证明DNA的半保留复制，C错误；选择大肠杆菌作为实验材料是因为大肠杆菌繁殖快，容易培养，能在短时间内获得大量的子代，便于观察实验结果，而不是因为它有环状质粒DNA，D错误。
6.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)由图示得知,1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是_________________。
(2)DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供______________。
(3)从图中可以看出合成两条子链的方向__________。
(4)细胞中DNA复制的场所是_______________________；在复制完成后,乙、丙分开的时
期为__________________________________________ 。
半保留复制
能量
相反
细胞核、线粒体、叶绿体
有丝分裂后期、减数第二次分裂后期
成功不一定属于走得最快的人，往往属于一直走的人，凡事贵在坚持。

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