3.3 DNA的复制 课件(共31张PPT) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修第二册

(共31张PPT)
第3章 基因的本质
第3节 的复制
1.通过对 复制方式的推测及对探究 复制方式实验的分析，再一次体会假说—演绎法。（科学思维、科学探究）
2.通过图解分析，构建 复制的过程，明确 能精确复制的原因。（生命观念、科学思维）
3.结合 的功能和细胞分裂，理解 复制的意义。（科学思维）
一、对 复制的推测
1.半保留复制
（1）提出者：______________。
（2）内容： 复制时， 双螺旋解开，互补的碱基之间的______断裂，解开的
__________分别作为复制的模板，游离的____________根据______________原则，通
过形成______，结合到作为模板的单链上。
（3）结果：新合成的每个 分子中，都保留了原来 分子中的____条链。
2.全保留复制
概念：指 复制以 双链为模板，子代 的双链都是__________。
沃森和克里克
氢键
两条单链
脱氧核苷酸
碱基互补配对
氢键
一
新合成的
二、 半保留复制的实验证据
1.实验原理：只含 的 密度____，只含 的 密度____，一条链含 、
一条链含 的双链 密度介于两者之间。
2.实验过程及结果
大
小
3.关于试管中三个条带的分析
重带：两条链均只含 ，即此 中两条链均为亲代链。
中带：一条链含 ，另一条链含 ，即此子代 中只含有一条初始亲代链。
轻带：两条链均只含 ，即此子代 中不含亲代链。
4.实验结果
（1）细胞分裂一次产生的 分子中，一条链含_____，另一条链含_____， 分
子密度______。
（2）细胞再分裂一次产生的 分子中，有两个 分子的双链均只含_____，另两
个 分子中一条链含_ ____，另一条链含_____。
5.实验结论： 的复制方式为____________。


居中



半保留复制
三、 复制的过程
1. 复制的概念：指以__________为模板合成__________的过程。
2.发生时期：在真核生物中，这一过程是在________________期，随着染色体的复制
而完成的。
亲代
子代
细胞分裂前的间
3.复制过程
双螺旋
能量
解旋酶
解开
脱氧核苷酸
DNA聚合酶
碱基互补配对
4.复制特点
（1）______________。
（2）________复制。
5.准确复制的原因
（1） 独特的________结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过______________，保证了复制能够准确地进行。
6.意义： 通过复制，将__________从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了
___________的连续性。
边解旋边复制
半保留
双螺旋
碱基互补配对
遗传信息
遗传信息
任务1 对 复制的推测及实验验证
活动1 阅读课本P53~54，科学家假设的 两种复制方式如下图所示，
请据图回答下列问题
1.要想证明 的复制方式，关键是什么？
提示 关键是通过实验区分亲代与子代的 。
2.要在实验中直观地标记母链和子链，应采取怎样的方法？
提示 同位素标记法。
3.如果用同位素进行标记，可标记什么元素？
提示 可标记C、 、 、 、 。
4.实验开始时，为什么要用含有 的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖若干代？
提示 普通的大肠杆菌体内的 都是 ，用含有 的培养液培养大肠杆菌，让
大肠杆菌繁殖多代后，可认为大肠杆菌的 都是 标记的。
5.亲代大肠杆菌的 是用 标记的，放在含有 的普通培养液中进行培养。
（1）繁殖一代后取出，第一代只出现一条居中的 带，这个结果排除了哪种复制
方式？第二代出现了中带和轻带两条条带，说明什么？
提示 全保留复制。说明 的复制方式为半保留复制。
（2）假如全保留复制是正确的，连续培养两代后实验的结果又会是怎样的？
提示 重带 、 轻带 。
认知生成
半保留复制的实验证据
例1 （2023·河南联考）关于 的复制方式有三种假说：全保留复制、半保留复制和
弥散复制（子代 的每条链都由亲代链的片段与新合成的片段随机拼接而成）。科
研小组同学以细菌为材料，进行了以下两组实验来探究 的复制方式。下列叙述错
误的是( ) 。
实验一：将 细菌置于 培养基中培养一代并离心。
实验二：将 细菌置于 培养基中连续培养两代并离心。
B
A.若实验一的离心结果为重带和轻带，则 的复制方式为全保留复制
B.若实验一的离心结果为中带，则 的复制方式是半保留复制
C.若实验二的离心结果为中带和轻带，则 的复制方式不是全保留复制
D.若实验二改为连续培养三代并离心，结果只出现一个条带，则 的复制方式可能
为弥散复制
[解析] 若实验一的离心结果为重带(两条链均为 和轻带(两条链均为 ，则
的复制方式为全保留复制，A正确；若实验一的离心结果为中带(一条链为 ，一条
链为 ；或者两条链上均含有 和 ，则 的复制方式是半保留复制或弥散
复制，B错误；若实验二的离心结果为中带和轻带，则 的复制方式不可能是全保
留复制，若为全保留复制，则一定有重带，C正确；若 的复制方式为弥散复制，
则不论复制几次离心后只有一条密度带，若实验二改为连续培养三代并离心，结果只
出现一个条带，则 的复制方式可能为弥散复制，D正确。
对点练1 细菌在 培养基中繁殖数代后，其 的含氮碱基均含有 ，然后再移
入 培养基中培养，提取其子代的 离心，下图①～⑤为可能的结果，下列叙述
错误的是( ) 。
A
A.第一次分裂的子代 应为⑤
B.第二次分裂的子代 应为①
C.第三次分裂的子代 应为③
D.亲代的 应为⑤
[解析] 经第一次分裂所形成的子代 应均为 ，如图②，A错误；第二次分
裂的子代 为 和 ，且数量比为 ，如图①，B正确；第三次分
裂的子代 为 和 ，且数量比为 ，如图③，C正确；亲代
为 ，如图⑤，D正确。
任务2 探究 复制的过程
活动2 阅读课本P55~56，分析 复制的过程，结合图1、图2思考并回
答下列问题
图1
图2
1.图1中的酶1和酶2分别是什么酶？各有什么作用？分别作用于图2中的哪个部位（用字母表示）？
提示 酶1是解旋酶，作用是将两条脱氧核苷酸链打开；酶2是 聚合酶，作用是将
单个的脱氧核苷酸连接起来。解旋酶作用于 ， 聚合酶作用于 。
2.图1中的 、 、 、 四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是相同的？
提示 和 的碱基排列顺序相同， 和 的碱基排列顺序相同。
3. 分子的哪些结构特点保证了其能够精确复制？
提示 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。
4.从图1中是否可以看出 复制是半保留复制？为什么？图1所示的特点还有什么？
提示 是。因为两条母链进入两个子代 分子中，新形成的子代 分子中只有一
条链是来自亲代 的母链。从图1中还能看出 分子是边解旋边复制的。
5. 复制效率高是因为半保留复制还是因为边解旋边复制？
提示 是因为边解旋边复制。
6. 的复制需要消耗 吗？为什么需要适宜的温度和 ？
提示 需要。因为 复制过程需要酶，而酶的活性受温度和 的影响。
7. 复制 次与第 次复制各形成多少个 ？
提示 复制 次形成 个 ， 第 次复制形成 个 。
认知生成
1.分析各类生物体中 分子复制的场所
（1）真核生物：细胞核（主要场所）、叶绿体、线粒体。
（2）原核生物：拟核、细胞质。
（3） 病毒：宿主细胞内。
2.下图为真核生物染色体上 分子复制过程的示意图，据图分析， 复制效率较
高的原因有：
（1）从多个起点开始复制。
（2）边解旋边复制。
（3）每个起点都是同时向两个方向进行复制的。
3.复制可简记为“1个主要场所（细胞核），2个时期（有丝分裂前的间期和减数分裂前
的间期），3个步骤(解旋、合成新链、形成子代 ，4个条件（模板、酶、原料和
能量）”。
例2 （2023·黑龙江统考）下列关于 复制的叙述，正确的是( ) 。
A
A.方式为半保留复制 B.过程不消耗能量 C.只在细胞核内进行 D.模板为一条母链
[解析] 复制的过程需要消耗能量，B错误；真核生物线粒体和叶绿体中也含有
， 复制的过程主要在细胞核内进行，其次是线粒体和叶绿体，而原核生物的
复制在拟核、质粒进行，C错误； 复制的过程以亲代 的两条链作为模板，
D错误。
对点练2 复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂
量 标记的脱氧胸苷 的培养基中，
可掺入正在复制的 分子，使其带有放射
性。短时间后迅速将大肠杆菌转移到含高剂量
A
A. 复制从起点向两个方向延伸 B. 复制方式为半保留复制
C. 复制为边解旋边复制的过程 D. 复制遵循碱基互补配对原则
的培养基中。一段时间后，抽取大肠杆菌的 检测其放射性，结果如图。
据图可以得出的结论是( ) 。
[解析] 据图分析， 复制的起点位于右侧中部。刚开始进行 复制时利用的原
料之一为低剂量 标记的脱氧胸苷 ，此时合成的 片段将出现弱放射性。
一段时间后，合成 的原料之一更换为高剂量 ，此时合成的 片段将出
现强放射性。结合实验结果，复制起点的两侧均表现为弱放射性，是最初合成的片段；
远离起点的部位表现为强放射性，是较后合成的片段。因此可以得出的结论是 复
制从起点向两个方向延伸，A正确；从图中看不出子代 两条链的标记情况，因此
无法判断 复制方式是否为半保留复制，B错误；图中 呈双链状态，无法判断
复制是否为边解旋边复制的过程，C错误；图中未显示具体的碱基种类，因此无
法判断 复制是否遵循碱基互补配对原则，D错误。
任务3 复制的有关计算
活动3 一个被 标记的 分子转移到含 的培养基中复制 代，结
果如下图所示，从图中可以得到以下规律
分子数 子代 分子总数 _ ________
含 的 分子数 ___
含 的 分子数 _ ___
只含 的 分子数 ___
只含 的 分子数 _ ______
脱氧核苷酸链 数 子代 分子中脱氧核苷酸链数 _ _____
含 的脱氧核苷酸链数 ___
含 的脱氧核苷酸链数 _ ________

2

0


2

消耗的脱氧核 苷酸数（设亲 代 中含有 某种脱氧核苷 酸 个） 经过 次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸数 _ __________
第 次复制时，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸数 _ _________


续表
认知生成
复制的相关计算的两个注意点
1.分析被标记物质所占的比例时，应注意求的是 数还是脱氧核苷酸链数，看准是
“含”还是“只含”；还应注意培养液中化学元素的不同。
2.在计算消耗的脱氧核苷酸数时要明确是“经过 次复制”还是“第 次复制”。
例3 （2023·济宁校考）将用 标记的1个 分子放在含有 的培养基中，让其
复制3次，则含有 的 分子占全部 分子的比例、含有 的脱氧核苷酸链
占全部 单链的比例依次是( ) 。
B
A. 、 B. 、 C. 、1 D. 、
[解析] 将用 标记的1个 分子放在含有 的培养基中，让其复制3次，共形成
8个子代 分子，共16条链，根据 半保留复制，其中有2个 分子中有一条
链含有 ，其余6个 分子只含 。据分析可知，含有 的 分子占全部
分子的比例是 ，含有 的脱氧核苷酸链占全部 单链的比例为
，B符合题意。
对点练3 （2023·宁波统考）含有100个碱基对的1个 分子片段中， 占 ，
如果连续复制2次，则需游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸数量为( ) 。
B
A.280个 B.210个 C.120个 D.90个
[解析] 复制2次，产生4个 分子，相当于新合成3个。含有100个碱基对的1个
分子片段中， 占 ，所以这个 含30个腺嘌呤，根据碱基互补配对原
则，则有30个胸腺嘧啶，而 中嘧啶数等于嘌呤数且各占一半，即100个，所以胞
嘧啶的数量是 个，因此复制2次共需要 个胞嘧啶脱氧核苷
酸，B符合题意。
课堂小结
课堂小测
判断正误。
（1）沃森和克里克以大肠杆菌为材料，运用同位素标记技术证明 复制方式是半
保留复制。( )
×
（2） 双螺旋结构全部解旋后，开始 的复制。( )
×
（3）证明 复制方式的实验只能用同位素标记 。( )
×
（4）在证明 复制方式的实验中，从第一代开始细菌 分子中至少有一条链含
。( )
√