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3.3 DNA的复制
图中的泡状结构为DNA复制泡
果蝇DNA正在复制的电镜图片
DNA是怎样复制的？
【资料】1953年，沃森、克里克撰写的《核酸的分子结构》论文，在英国《自然》杂志上发表，并与莫里斯·威尔金斯共同获得了1962年的诺贝尔生理及医学奖。
沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著名短文结尾处写道： “值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式（A-T,G-C），暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”。
沃森、克里克紧接着发表了第二篇论文，提出了遗传物质自我复制的假说。
PART
01
对DNA分子复制的推测
● 对dna分子复制的推测
沃森和克里克的DNA半保留复制假说
DNA复制时，双螺旋解开，氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸按照碱基互补配对原则结合到模板链上形成两条子链，新合成的DNA中，都保留原来DNA的一条链。
对dna分子复制的推测
对dna分子复制的推测
半保留复制
全保留复制
分散复制
PART
02
DNA半保留复制的实验证据
● dna半保留复制的实验证据
dna半保留复制的实验证据
要分析DNA的复制究竟是半保留的还是全保留的还是分散的，就需要区分亲代与子代的DNA。1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术和密度梯度离心技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA的确是以半保留的方式复制的。
思考与讨论
阅读教材第54页“思考与讨论”，证明Dna半保留复制的实验。
dna半保留复制的实验证据
15N/ 15N-DNA
大肠杆菌
亲代
重带(下部)
15N/ 15N-DNA
dna半保留复制的实验证据
15N/ 14N-DNA
15N/ 15N-DNA
14N/ 14N-DNA
15N/ 14N-DNA
半保留复制
分散复制
全保留复制
第一代
中带(中间)
15N/ 14N-DNA
dna半保留复制的实验证据
15N/ 14N-DNA
15N/ 14N-DNA
分散复制
14N/ 14N-DNA
半保留复制
第二代
轻带(上部)
14N/ 14N-DNA
中带(中间)
15N/ 14N-DNA
dna半保留复制的实验证据
半保留复制
15N/ 14N-DNA
15N/ 14N-DNA
14N/ 14N-DNA
15N/ 14N-DNA
14N/ 14N-DNA
亲代
第一代
第二代
14N
14N
14N
15N/ 15N-DNA
Q1.这个实验是如何区分亲代与子代的DNA分子的？
思考与讨论
提示：本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与子代的DNA了。
PART
03
DNA分子复制的过程
● dna分子复制的过程
解旋酶催化（氢键断裂）
解旋
模板
（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）
复制
以母链为模板进行碱基配对
母链（旧链）
子链（新链）
子代DNA
同时进行(边解旋边复制）
组成
dna分子复制的过程p55
以DNA的两条链为模板
DNA分子复制时需何条件？
①酶 ：
②能量：
③原料：
④原则：
⑤场所：
⑥模板：
解旋酶，DNA聚合酶
四种游离的脱氧核苷酸
碱基互补配对原则
主要在细胞核内
DNA的两条单链
ATP是直接的能源物质
线粒体、叶绿体
2 个相同的DNA分子
dna分子复制的过程
结果：
DNA分子复制的时期及结果？
时期：
细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
DNA分子复制能够准确进行的原因？
DNA分子独特的双螺旋结构和碱基互补配对原则
PART
04
关于半保留复制的有关计算规律
● 关于半保留复制的有关计算规律
亲 代
子一代
子二代
子三代
[规律1]：亲代DNA分子经n次复制后，所合成的子代DNA分子总数为：2n，用公式表示：1DNA 2nDNA；
亲 代
子一代
子二代
子三代
[规律2]：并且还可以得知：含亲代母链的DNA分子数=2，不含亲代母链的DNA分子数=2n-2。
=
亲 代
子一代
子二代
子三代
[规律3]：变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：
含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：
[例题1].用15N标记的一条双链DNA分子，在14N标记的培养液中连续复制两次，其后代DNA单链中，含14N和15N的DNA链的比值为( )
A．1∶1 B. 2∶1 C．3∶1 D．4∶1
[例题2].一个由15N标记的DNA分子，放在没有标记的环境中培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的( )
A．1／10 B．1／5 C．1／16 D．1／25
C
C
[规律4]：双链DNA分子在复制时，周围环境提供的某种碱基数，
等于模板DNA分子中这种碱基(或互补碱基)数乘以(2n—1)其中n
为复制的次数，如某DNA分子中C（胞嘧啶脱氧核苷酸数）为a个，连续复制3次，需周围环境提供游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数为(2n—1)×a=7a。
变通：复制第n次所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数
=复制n次所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数—
复制（n-1）次所需的胞嘧啶脱氧核苷酸数
=(2n—1)×a — (2n-1—1)×a =2n-1×a
[例题3].某DNA分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4, 若该分子复制一次，则需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是 ( )
A. 200个 B. 300个 C．400个 D．800个
[例题4].一个DNA分子中有碱基A20个，占全部碱基的20％，若DNA连续复制2次，需要碱基C ( )
A. 20个 B．30个 C. 90个 D. 120个
C
C
[例题5].某DNA分子共有a个碱基，其中含胞嘧啶m个，则该DNA分子复制3次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为（ ）
A．7(a—m) B．8(a—m)
C．7(1/2a-m) D．8(2a—m)
C
PART
05
课后练习
● 课后练习
1．在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种（A、 G、 C、T）因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种，它们的名称是:_______________，________________，________________和__________________。
2 ．从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制需要_____、_____、_____和_____等条件。DNA分子的___________结构能够为复制提供精确的模板，通过________________保证了复制能够正确地进行。
一、基础题
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
模板
原料
能量
酶
双螺旋
碱基互补配对
3．将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是:（ ）
A. DNA连接酶 B. DNA酶
C. DNA解旋酶 D. DNA聚合酶
4．1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体时期中的1条染色体含有:（ ）
A. 4个双链的DNA分子 B. 2个双链的DNA分子
C. 2个单链的DNA分子 D. 1个双链的DNA分子
一、基础题
D
B
5．一个被放射性元素标记的双链DNA噬菌体侵染细菌，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中具有放射性元素的噬菌体占总数的( )
A．1／n B．1／2n C. 2／n D．1／2
6.在一个密闭的容器里，用含有同位素13C的脱氧核苷酸合成一个DNA分子，然后加入普通的含12C的脱氧核苷酸，经n次复制后，所得DNA分子中含12C的脱氧核苷酸链数与含13C的脱氧核苷酸链数之比是( )
A．2n∶1 B．(2n—2)∶n
C．(2n—2)∶2 D．(2n—1)∶1
一、基础题
C
D

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