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(共41张PPT)
第3节 DNA的复制
让恐龙复活的关键是什么？
获得恐龙的DNA分子，让DNA进行复制。
亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？
瞧! 我们爷俩长的，咋就这么像呢？
小样! 我们爷俩才是传奇！
DNA结构对遗传的影响
①DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；
5’
3’
5’
3’
3’
5’
5’
3’
双螺旋解开
氢键断裂
①DNA复制时，DNA双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；
一.对DNA复制的推测
②解开的两条单链分别作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上；
3’
5’
5’
3’
模板
模板
子链
子链
一.对DNA复制的推测
③新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，这种复制方式被称做半保留复制。
3’
5’
5’
3’
模板
模板
子链
子链
原来的
原来的
新的
新的
一.对DNA复制的推测
全保留复制是指DNA复制双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
模板
模板
子链
子链
新的
新的
一.对DNA复制的推测
5’
3’
5’
3’
复制
思考：
1、用什么方法来进行实验？
一.DNA半保留复制的实验证据
2、放射性同位素标记法能区分开吗？
同位素标记法
不能，这种方法只能检查到整体有还是没有放射性，不能区分每一条链有无放射性
3、既然我们不需要放射性，用哪种同位素更好？
稳定同位素： 15N 、18O
二.DNA半保留复制的实验证据
思考：
4、这些DNA密度有什么区别？
5、有什么方法可以把他们区分开吗？
密度梯度离心
15N
14N
15N
14N
14N
14N
15N
15N
密度最大
密度居中
密度居中
密度最小
含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含14N、一条链含15N的双链DNA密度居中。
15N
15N
15N
14N
14N
14N
密度梯度离心
重带
中带
轻带
密度梯度离心
DNA半保留复制的实验证据
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。
梅塞尔森
斯塔尔
1958年
大肠杆菌
同位素标记技术
密度梯度离心法
DNA半保留复制的实验证据
得出结论
发现问题
提出假说
演绎推理
实验验证
科学研究的方法——假说演绎法
半保留复制、全保留复制或分散复制
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
结论：DNA复制是半保留复制
DNA是如何复制的
证明DNA半保留复制的实验
1、大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
实验步骤
15NH4Cl
14N/ 14N
-DNA
繁殖若干代
15N/ 15N
-DNA
得到的大肠杆菌DNA几乎都是15N标记的
唯一的氮源
15N/ 15N
-DNA
14NH4Cl
再分裂一次
分裂一次
提取DNA
离心
提取DNA
离心
实验步骤
2、在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心。
15N/ 15N-DNA
15N/ 14N-DNA
14N/ 15N-DNA
15N/ 14N
14N/ 15N
14N/ 14N
亲代
子一代
演绎推理
半保留复制
全部位于
重带
全部位于
中带
1/2位于轻带
1/2位于中带
离心
离心
离心
DNA
复制一次
子二代
DNA
复制一次
15N/ 15N
14N/ 15N
14N/ 14N
14N/ 15N
如果是全保留复制呢？
15N/ 15N-DNA
15N/ 15N-DNA
14N/ 14N-DNA
15N/ 15N
14N/ 14N
亲代
子一代
演绎推理
全保留复制
全部位于
重带
1/2位于轻带
1/2位于重带
3/4位于轻带
1/4位于重带
离心
离心
离心
DNA
复制一次
子二代
DNA
复制一次
15N/ 15N
14N/ 14N
15N/ 15N
14N/ 14N
15N/ 15N
与半保留复制结果一致
DNA的复制是以半保留的方式进行的
排除DNA的复制是全保留复制
实验结果
全部位于
重带
亲代
子一代
子二代
全部位于
中带
1/2位于轻带
1/2位于中带
DNA半保留复制的实验证据
[典例]细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，使细菌的DNA皆含有15N，然后再移入含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
D
DNA复制的过程
真核细胞：
DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
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。
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。
1
概念：
2
DNA复制场所
3
发生时期(真核生物)
DNA复制的过程
⑴解旋：
在ATP的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
C
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
3'
5'
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
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C
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G
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T
A
T
C
G
A
T
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
ATP
解旋酶
断开氢键
4
过程
⑵以母链为模板进行碱基配对：
游离的脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机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。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
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C
G
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T
A
T
A
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T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
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C
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A
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T
C
A
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T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
形成氢键
4
过程
⑶合成子链：
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
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
T
A
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A
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C
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C
C
G
A
T
A
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C
G
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C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
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A
G
T
C
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
4
过程
⑷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。
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
C
G
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C
C
G
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T
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C
G
A
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T
A
T
A
T
A
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
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T
C
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T
T
A
T
A
T
G
C
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G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
5'
3'
T
A
G
C
C
G
T
A
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
3'
5'
T
T
A
C
G
C
G
T
A
T
A
T
A
T
A
5'
3'
4
过程
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA解旋酶
游离的脱氧核苷酸
模板
原料
酶
能量
亲代DNA的两条链
游离的4种脱氧核苷酸
解旋酶
DNA聚合酶等
由细胞提供(如ATP)
5
条件
真核生物
原核生物
（1）. 半保留复制—准确
（2）. 边解旋边复制
①模板：独特双螺旋结构
②原则：碱基互补配对
高效
（3）. 双向复制
（4）. 多起点复制（真核生物）
单起点复制（原核生物）
原因
6
特点
使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
7
结果
8
意义
DNA复制小结
时间
场所
条件
原则
过程
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
解旋→合成子链→子代DNA形成
1、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轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，分析表明细菌DNA组成为( )
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
A
随堂练习
2、下列关于DNA复制的叙述，正确是（ ）
A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B.在全部解旋之后才开始碱基配对
C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D.复制后，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子链
D
随堂练习
3.如图为脱氧核苷酸链的结构示意图，有关叙述正确的是（ ）
A.图中a所示的表示一个完整的脱氧核苷酸
B.各脱氧核苷酸之间通过化学键③相连
C.相邻两个碱基之间通过氢键相连
D.从碱基组成看，该链还缺少的碱基是U
B
随堂练习
①共产生子代DNA分子____个；
②含15N的子代DNA分子_____个；
③含14N的子代DNA分子_____个；
④只含14N的子代DNA分子____ __个；
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
2n
2
2n
2n - 2
DNA分子数：
拓展：DNA复制的相关计算
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基上培养，复制n次，则：
①子代DNA分子中链数 条
②子代含15N(亲代)链数 条
③子代含14N(新合成)链数 条
2n+1
2
2n＋1-2
脱氧核苷酸链数：
拓展：DNA复制的相关计算
若亲代DNA分子中含有某种碱基m个，经过n次复制需要游离的碱基为： 。
(2n -1)×m
若亲代DNA分子中含有某种碱基m个，第n次复制需要游离的碱基为： 。
2n-1×m
汉水丑生侯伟作品
碱基数量：
拓展：DNA复制的相关计算
1、将DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放在含有14N的
培养基中培养，使其分裂3次，下列叙述正确的是（ ）
A.所有大肠杆菌都含有15N
B.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/2
C.含有15N的大肠杆菌占全部大肠杆菌的比例为1/4
D.含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例为1/8
C
随堂练习
2.已知某DNA分子含有500个碱基对，其中一条链上A︰C︰T︰G=1︰2︰3︰4。该DNA分子连续复制数次后，消耗周围环境中含G的脱氧核苷酸4 500个，则该DNA分子已经复制了(　 　)
A.3次 B.4次 C.5次 D.6次
B
随堂练习
注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别
第三
注意碱基的单位是“对”还是“个”
切记无论复制几次，仅两个DNA含亲代脱氧核苷酸链
注意求“DNA分子数”还是“链数”;“含”还是“只含”等
关于“DNA复制”的四点“注意”
第四
第二
第一
情况1 情况2 情况3
4个细胞都是
2个细胞是 1个细胞是 1个细胞是
2个细胞是 2个细胞是
拓展.半保留复制结合分裂
1、用32P标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是(　 　)
A.中期20和20、后期40和20
B.中期20和10、后期40和20
C.中期20和20、后期40和10
D.中期20和10、后期40和10
随堂练习
A
下课休息！

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