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第三章 基因的本质
3.3 DNA的复制
是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
1.真核生物：主要在细胞核，少数在叶绿体、线粒体中;
2.原核生物：主要在拟核内
3. DNA病毒： 宿主细胞内
一、DNA复制的概念:
二、DNA复制的时期:
有丝分裂间期、减数第一次前的间期
三、DNA复制的场所:
随染色体的复制而复制
四、对DNA分子复制的推测
沃森和克里克的推测：
1.复制时,DNA的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂；
2.解开的两条单链作为复制的模板,游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，合成新的一条链。
半保留复制
半保留复制
全保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
要分析DNA的复制究竟是半保留复制的还是全保留的，就需要区分亲代与子代的DNA。
探究DNA是如何复制的？
1.从结果入手：
若子代DNA两条链________________________ ，为半保留复制
若子代DNA两条链_________________________，为全保留复制
都是母链或都是子链
一条母链一条子链
2.如何区分母链和子链
复制一次
复制一次
红色为母链
蓝色为子链
验证子代DNA两条链的来源
2.如何区分母链和子链同位素标记法(同位素示踪法）如何将不同标记的DNA区分开呢？（提示：密度不同）提取DNA，进行密度梯度离心15N标记母链，14N标记子链复制一次复制一次红色为母链蓝色为子链密度梯度离心3.若以大肠杆菌为原料，如何让亲代DNA获得15N标记？
4.如何让子代DNA获得14N标记？
将大肠杆菌放入含15NH4CL培养若干代
将上述亲代大肠杆菌转入含14NH4CL培养基中
重带(下部)
密度最大
15N//15N
中带(中间)
密度居中
15N//14N
轻带(上部)
密度最小
14N//14N
中带(中间)
密度居中
15N //14N
实验结论：DNA的复制方式是半保留复制。
轻带(上部)
14N//14N
重带 (下部)
15N //15N
如果全保留复制是正确的，实验预期又会是怎样的？
6.这个结果排除了哪种复制方式？
全保留复制
第一代
重带(下部)
15N//15N
14N//14N
轻带(上部)
第二代
有人认为DNA复制就复印材料一样，
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？
1DNA→ 2DNA单链（母）
→（母链十子链）＋（母链十子链）
→ 子 DNA ＋ 子DNA
→ 2DNA
与复印材料不同，因为DNA分子的复制结果并没有形成一个完整的新的DNA分子，而是形成了一半新、一半旧的两个DNA分子，并且原来的旧的DNA也不存在。
1解旋：
解旋酶
ATP
模板
2复制:
同时进行(边解旋边复制）
酶：DNA聚合酶
原料：游离的脱氧核苷酸
3形成子代DNA:
组成
母链（旧链）
子链（新链）
五、DNA复制的过程
半保留复制
多起点复制
DNA连接酶
DN子链合成方向从5，到3，
子链
母链
母链
模板
亲代DNA的两条单链
原料
细胞中游离的脱氧核苷酸
酶
解旋酶（使氢键断裂）、
DNA聚合酶（生成磷酸二酯键）等
能量
需要ATP提供能量
六、DNA复制的特点：
1.半保留复制
2.边解旋边复制
七、DNA复制的条件：
方向
子链合成从5，到3，
DNA为什么能准确复制？
1.将遗传信息从亲代传给子代；
2.保持了遗传信息的稳定性、连续性。
①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板；
②通过碱基互补配对保证了复制准确无误。
想一想：
八、DNA复制的意义：
【例题】将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制二次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是 (　　)
A．1/2,1/4 B．1/4, 1/4 C．1/4, 1/8 D．1/2, 1/8
A
九、DNA复制中有关计算规律：
已知一条全部被15N标记的DNA分子（亲代，0代）），转移到含14N的培养基上培养n代,其结果如下，回答下列问题：
（1）DNA分子数
1.子代DNA分子数=
2.含15N的DNA分子=
3.含14N的DNA分子=
4.只含15N的DNA分子=
5.只含14N的DNA分子=
（2）脱氧核苷酸链数
1.子代DNA分子中的脱氧核苷酸链数=
2.含15N的链=
3.含14N的链=
2n
0
2
2n-2
2n+1
2
……
2n
2n+1-2
已知一条全部被15N标记的DNA分子（亲代，0代）），转移到含14N的培养基上培养n代,其结果如下，回答下列问题：
（3）消耗的脱氧核苷酸数
设亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸 m 个，则：
1.经过 n 次复制，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数为：
2.在第 n 次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸数为：
……
m ×（2n-1）
m × 2n-1
课堂练习
1.1个DNA分子经过4次复制，形成32个DNA分子，其中含有最初DNA分子长链的DNA分子有（ ）
A. 2个 B. 8个 C. 16个 D. 32个
2.DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ ）
A、分裂前期 B. 分裂中期
C. 分裂后期 D. 分裂间期
3.下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ ）
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 分子是边解旋复制的
D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板
4、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（ ）
A. “－T－A－G－” B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－” D. “－T－U－G－”
5.由15N标记细菌的DNA，然后又将14N来供给这种细菌，于是该细菌便用14N来合成DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们DNA中的含14N的链与15N的链的比例是（ ）
A、4：1 B、2：1
C、1：1 D、3：1
A
6.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：

对照
亲代
I
II
轻链14N-DNA
全轻链


1/2轻链
中链


全中链
1/2中链
重链15N-DNA

全重链


（1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。
（2）中链含有氮元素是 。
（3）将第一代（I）转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是
（4）上述实验表明DNA分子复制的特点是
15N母链
14N新链
15N和14N
1/2中链，1/2重链
半保留复制
7．下列关于DNA复制过程的正确顺序是 （ ）
①互补碱基对之间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶的作用下解旋 ④以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋状结构
A.①③④②⑤ B.①④②⑤③
C.①③⑤④② D.③①④②⑤
D
8．DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述哪一对碱基从氢键连接处分开（ ）
A．G与C B．A与C C．G与A D．G与T
A
9．DNA复制的基本条件是（ ）
A．模板，原料，能量和酶
B．模板，温度，能量和酶
C．模板，原料，温度和酶
D．模板，原料，温度和能量
A
10．DNA分子复制能准确无误地进行原因是（ ）
A．碱基之间由氢键相连
B．DNA分子独特的双螺旋结构
C．DNA的半保留复制
D．DNA的边解旋边复制特点
B
11.DNA的复制是在细胞的 分裂和 第一次分裂前的 期进行的。复制是指以 为模板来合成 的过程。复制特点是 复制过程必需以 为模板、 为原料、 提供能量、 的催化等条件， 为DNA的复制提供精确的模板、并有 能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个 ，新形成的DNA分子都是既含一条 链、又含一条 链，因此，称DNA的复制为“ ”。
有丝
减数
间
亲代DNA分子
子代DNA分子
边解旋边复制
亲代DNA分子一条链
脱氧核苷酸
ATP
酶
DNA分子双螺旋结构
碱基互补配对
结构完全相同的子代DNA分子
母
子
半保留复制
半保留复制
全保留复制
实验结论：DNA的复制方式的确是半保留复制。
THANKS

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