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第3节DNA的复制
第三章 基因的本质
第三节
DNA的复制
问题探讨
1. 碱基互补配对原则暗示DNA的复制机制可能是怎样的？
2. 这句话中为什么要用“可能”二字？这反映科学研究具有什么特点
回顾复习：DNA的结构
2、外侧骨架： 交替排列。
1、DNA分子由两条 的脱氧核苷酸链构成。
反向平行
“磷酸—脱氧核糖”
3、内侧：碱基间按碱基互补配对原则通过氢键连成碱基对
一、对DNA复制的推测
半保留复制
一、对DNA复制的推测
半保留复制
全保留复制
弥散复制
2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。
1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？
只能用实验来证明。
二、DNA半保留复制的实验证据
1.提出假说： DNA的复制是半保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据
2.演绎推理
细胞分裂一次
密度梯度离心
同位素标记
方法
---原核生物
二、DNA半保留复制的实验证据
3.实验验证
15N/15N-DNA
14N/14N-DNA
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
4.实验结论
DNA的复制是半保留复制
运用了“假说演绎法”
梅塞尔森和斯塔尔的证明DNA半保留复制的实验流程
---原核生物
二、DNA半保留复制的实验证据
2.假如全保留复制是正确的，实验预期又会是怎样的？
思考.探讨
旁栏.思考
第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？
---原核生物
真核生物的DNA复制可以采用上述方法研究吗？为什么？
【提示】假如全保留复制是正确的，第一代的结果：一半的细胞中DNA是15N/15N-DNA，另一半的细胞中DNA是14N/14N-DNA；第二代的结果：1/4的细胞中DNA是15N/15N，3/4的细胞中DNA是14N/14N-DNA。
【答案】第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了全保留复制的方式。
三、DNA复制的过程
1.主要的遗传物质是什么？
回顾学过的知识及认真观看以下视频回答问题
2.DNA分子主要存在哪里？
3.DNA分子结构是怎样的？
4.DNA分子组成成分？
5.DNA分子在有丝分裂和减数分裂什么时期复制？
6.有丝分裂和减数分裂的结果？
7.有丝分裂和减数分裂及受精作用的意义？
TCGCTA
ATCGA
ATCGA
TAGCT
TAGCT
解旋
亲代DNA复制
子代DNA
子代DNA
AGCGAT
------
-----
-----
-----
-----
------
子链形成
子代DNA形成
三、DNA复制的过程
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程。
有丝分裂间期；减数第一次分裂前的间期。
细胞核（主要）、 线粒体、叶绿体等。
1.定义：
2.时期：
3.场所：
三、DNA复制的过程
①解旋——在能量驱动下，解旋酶将DNA双螺旋解开
②合成子链——DNA聚合酶以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链
③复旋——随着解旋进行，子链不断延伸，每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构
4.过程：
提示：DNA聚合酶的合成方向是5 →3 ，这也是核苷酸链的方向
三、DNA复制的过程
6.特点：
5.条件：
(2)原料：四种脱氧核苷酸(No:A、G、C、T)
(3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
(4)能量：ATP(物质)
1.半保留复制——准确
2.边解旋边复制
①模板：特定碱基序列
②酶：识别，专一催化
③原则：碱基互补配对
高效
3.双向复制
4.真核生物有多个复制起点
(1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
三、DNA复制的过程
6.特点：
5.条件：
(2)原料：四种脱氧核苷酸(No:A、G、C、T)
(3)酶：解旋酶、 DNA聚合酶等
(4)能量：ATP(物质)
(1)模板：亲代DNA的两条链(两条母链)
边解旋边复制；半保留复制
一个DNA分子形成两个完全相同的DNA分子
7.结果：
8.意义：
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。
三、DNA复制的过程
DNA复制
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
---总结
解旋→合成子链→子代DNA形成
三、DNA复制的过程
---总结
其他？
双向复制；
真核生物有多个复制起点
四、DNA复制的相关计算
根据“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，可知：
1、一个DNA连续复制n次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？母链多少条？子链多少条？
①DNA分子数=
2n
②脱氧核苷酸链数=
2n+1
③母链数=
④子链数=
2
2n+1 ﹣2
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
第一次复制
第二次复制
第n次复制
解：
答：一个DNA连续复制 n 次后，共有 2n 个DNA，2n+1 条脱氧核苷酸链，母链2条，子链2n+1 ﹣2条。
四、DNA复制的相关计算
2、某DNA分子中，含胸腺嘧啶脱氧核苷酸60个。连续复制n次，共需要多少个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为原料？第n次复制？
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
A
T
G
C
C
G
A
T
第一次复制
第二次复制
第n次复制
①DNA分子数=
2n
②母链数=
2
相当于1个DNA分子，T为：60个。
共含有T为：60×2n 个。
综上：共需要游离T为： 60×（2n-1）
总结：共需要游离T为：
m×（2n-1）
同理：第n次复制共需要：
m×2n-1
1、概念：
2、场所：
3、时期：
4、条件
5、复制过程：
6、复制特点
7、准确复制原因
8、复制的生物学意义：
有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
模板：
原料：
能量：
酶：
DNA的两条母链
游离的脱氧核苷酸（A、G、C、T）
ATP
DNA解旋酶、DNA聚合酶等
①DNA双链提供精确的模板
（1）边解旋边复制
（2）半保留复制
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
解旋→合成互补子链→形成子代DNA
②碱基互补配对原则
保证遗传信息的连续性
课堂小结
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
C
课堂练习
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
3、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．鸟嘌呤与胸腺嘧啶
B．鸟嘌呤与尿嘧啶
C．鸟嘌呤与胞嘧啶
D．腺嘌呤与尿嘧啶
C
4、1个DNA复制成2个DNA，这两个携带完全相同遗传信息的DNA分子彼此分离发生在（ ）
A.细胞分裂间期
B.减数第一次分裂后期
C.减数第一次分裂后期和有丝分裂后期
D.减数第二次分裂后期和有丝分裂后期
D
5、1958年科学家Taylor用3H标记蚕豆根尖细胞(含12条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含3H标记的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期和后期，一个细胞中被标记的染色体条数分别是( )
A．中期12、后期12
B．中期12、后期24
C．中期6、 后期6
D．中期6、 后期12
A
6、在试管中合成DNA的实验过程是：先把高能磷酸基团接到四种脱氧核昔酸上，然后将这四种三磷酸脱氧 核苷酸放入一支试管内，还要加入从某种生物体内提取的DNA聚合酶等酶系，最后放入一点带15N标记的人体 DNA，根据下述实验结果，回答问题：
（1）生化分析得知：新合成的DNA分子中，A=T、G=C这个事实说明DNA的合成遵循 。
碱基互补配对原则
（2）新合成的DNA分子中，A+T/G+C的比率与15N标记DNA的一样，这说明新DNA分子是： 。
（3）生化分析可知，新合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA约占总量的50%，这个事实说：
以标记DNA为模板的复制产物
DNA的复制是一种半保留复制过程

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