【同步导学】2024-2025学年高中生物高一下册（人教版·2019必修2）学案：3.3 DNA的复制 （教师版）.docxVIP

第3章基因的本质

第3节DNA的复制

导学案

★学习目标与核心素养

1.生命观念：运用假说—演绎法探究DNA的复制方式，概述DNA通过半保留方式进行复制。

2.科学思维：通过对DNA半保留复制方式的学习，理解DNA的准确复制是遗传信息稳定传递的基础。

★学习重点难点

教学重点：

1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式；

2.DNA复制的条件、过程和特点。

教学难点：

1.运用假说—演绎法探究DNA的复制方式；

2.DNA复制的过程。

★学习过程

一、对DNA复制的推测

沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：半保留复制；

有人持不同观点，提出全保留复制等不同假说。

二、DNA半保留复制的实验证据

1958年，美国生物学家梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）设计实验。

实验材料：大肠杆菌；实验方法：同位素标记法（15N、14N）；证实了DNA的半保留复制。

1.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。利用离心技术可在试管中区分含不同N元素的DNA。

2.实验过程

大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代

3.实验预期

半保留复制：子一代DNA分子全处于中密度带；子二代DNA分子所处位置中密度带：轻密度带=1：1。

全保留复制：子一代DNA分子处于重密度带：轻密度带=1：1；子二代DNA分子所处位置重密度带：轻密度带=1：3。

4.实验结果

亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后，试管中只出现了一条DNA带，位置处于重带；

转移培养后第一代细菌的DNA离心后，试管中也只有一条DNA带，位置处于中带；

将第二代细菌的DNA离心后，试管中出现两条DNA带，一条处于中带，一条处于轻带。

证明：DNA的复制以半保留复制的方式进行。

二、DNA复制的过程

1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。

2.DNA复制的场所：

真核细胞：主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有DNA的复制；

原核细胞：主要在拟核中，在质粒处也有DNA的复制。

3.发生时期（真核生物）：细胞分裂前的间期（有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期），随着染色体的复制而完成。

4.DNA复制的条件：

（1）模板：DNA分子的两条母链；

（2）原料：游离的4种脱氧核苷酸；

（3）能量：ATP；

（4）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶。

5.DNA复制的方向：从子链的5端向3端延伸。

6.DNA复制的过程：

①解旋（DNA解旋酶）

在ATP帮助下，解旋酶将DNA双螺旋的2条链解开；

②合成子链（DNA聚合酶）

以4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的作用下各自合成与母链互补的一条子链；

③形成子代DNA

新合成的子链不断延伸，与其对应的模板链绕成双螺旋结构。

7.DNA复制的特点：

①边解旋边复制；②半保留复制；③多起点复制。

8.复制准确进行的原因：

（1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；

（2）通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。

9.DNA复制的意义：

DNA通过复制，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（使亲子代保持连续性）。

三、DNA复制过程中的相关计算

1.DNA复制过程中的数量关系

若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。

（1）子代DNA分子数：2n个；含15N的DNA分子始终是2个；含14N的有2n个，只含14N的有2n-2个。

（2）子代DNA分子的总链数：2n×2=2n+1条；含15N的链始终是2条；含14N的有2n+1-2条。

2.计算原料用量（消耗的某脱氧核苷酸数）

若将用15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养n代。先计算亲代DNA分子中某脱氧核苷酸的数量，记为m。

（1）若经过n次复制，则需要消耗的脱氧核苷酸数为：m×（2n-1）

（2）若第n次复制需要消耗的脱氧核苷酸数为：m×2n-1

★课堂作业

1.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（D）

A.分裂前期B.分裂中期C.分裂后期D.分裂间期

2.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（B）

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分子是边解旋边复制的D.DNA复制过程中两条母链均可作模板

3.以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（A）

A.“－T－A－G－”B.“－U－A－G－”

C.“－T－A－C－”D.“－T－U－G－”

4.用15N标记含有100个碱基对的双链D