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(共23张PPT)
第3节 DNA分子的复制
何谓DNA的复制？
1DNA→2DNA
新产生的DNA分子是一个全新的DNA分子吗？
一、对DNA复制的推测
1、沃森和克里克（半保留复制）：
形成的分子一半是新的，一半是旧的。
亲代DNA
子代DNA
2、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。
半保留复制
全保留复制
需要通过实验验证
探究：DNA分子复制方式
实验者：
美国生物学家 梅塞尔森和斯塔尔
实验方法：
同位素示踪法
实验材料：
大肠杆菌
实验设计
实验思路：
区分亲代和子代的DNA。
14N/14N—DNA
15N/15N—DNA
重带
14N/15N—DNA
中带
轻带
5.背景知识：
①15N和14N是N元素的两种稳定的同位素，这两种同位素的相对原子质量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大；
②利用密度梯度离心技术可以在试管中区分含有不同N元素的DNA；
如果DNA复制
是半保留复制
第一代会出现的结果是
第二代会出现的结果是
提取DNA，离心
大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
15N/15N-DNA
转移到含14NH4Cl的培养液中，细胞分裂一次
提取DNA，离心
15N/14N-DNA
提取DNA，离心
细胞再分裂1次
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
重带
中带
轻、中带
让大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
细胞分裂一次
提取DNA离心
15N/15N-DNA（重带）
14N/14N-DNA轻带
15N/15N-DNA重带
如果DNA复制为全保留复制
转移到含14NH4CI中
密度
低
高
提取DNA离心
提取DNA离心
第一代
第二代
第一代会出现的结果是
第二代会出现的结果是
15N/15N-DNA
14N
14N
14N
14N/14N-DNA
14N/14N-DNA（轻带）
15N/15N-DNA（重带）
15N/15N-DNA
实验结果：
重带
轻带
中带
实验过程中试管出现三条带
结论：
DNA是半保留复制
轻带
中带
子二代试管出现两条带（轻带、中带）
作出假说
演绎推理
实施实验，统计结果
根据假说演绎推理两种复制模型得到的子代DNA的结果
实验验证
观察DNA的结构，DNA是如何复制的
提出问题
半保留复制
全保留复制
假说——演绎法
DNA复制方式的探究历程：
得出结论
DNA是半保留复制的
1、下列科学研究过程中应用假说—演绎法的有（ ）①孟德尔“一对相对性状杂交的实验”的研究过程②萨顿提出基因与染色体关系的研究历程③摩尔根证明了基因位于染色体上④沃森、克里克关于DNA复制方式的提出与证实过程A．①③ B．①②③ C．①②④ D．①③④
D
【课堂训练】
2、细菌在含15N的培养基中繁殖数代后，细菌DNA的含氮碱基皆含有15N，然后再将其移入含14N的培养基中培养，抽取亲代及子代的DNA离心分离，如图①～⑤为可能的结果，下列叙述错误的是(　　)
A．子一代DNA应为②　 B．子二代DNA应为①
C．子三代DNA应为④ D．亲代的DNA应为⑤
C
3、某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl。a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是
A．本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术B．a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的C．b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是14N–15N-DNAD．实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的
2.场所：
1.时间：
细胞核（主）、线粒体、叶绿体
细胞分裂间期（有丝分裂、减数分裂）
三、DNA复制的过程及其特点
思考：
1.DNA复制需要哪些基本条件？
2.复制过程有何主要特点？
3.复制形成的子代DNA和亲代DNA有何关系？
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
A
G
T
C
G
T
解旋酶
（1）解旋
能量、解旋酶
C
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
G
T
C
G
T
亲代DNA的一
条链作为模板
DNA聚合酶
A
游离的
脱氧核苷酸
能量、
解旋酶
碱基互补配对原则
①解旋
②合成子链
子代DNA
模板
模板
母链
子链
解旋酶
DNA聚合酶
DNA聚合酶、
游离的脱氧核苷酸
1.半保留复制
复制特点：
2.场所：
1.时间：
细胞核（主）、线粒体、叶绿体
细胞分裂间期（有丝分裂、减数分裂）
3.条件：
（1）模板：
（2）原料：
（3）能量：
（4）酶：
解旋的DNA两条单链
脱氧核苷酸
ATP
解旋酶、DNA聚合酶（DNA连接酶）
三、DNA复制的过程及其特点
4.特点：（1）边解旋边复制(从过程上看)
（2）半保留复制(从结果上看)
6.“准确”复制的原理：
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；
（2）碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行。
8.意义：
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
三、DNA复制的过程及其特点
5.复制方向：
新链的延伸方向只能是5’-端到3’-端
7.结果：
一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子；
（两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中；
复制1次
复制2次
复制3次
N
15
N
14
N
15
N
15
N
15
N
15
N
15
N
14
N
15
N
15
四、DNA复制的计算
n次复制共增加 个DNA。
第n次复制增加 个DNA。
2n-1
2n-1
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)DNA分子数：
①子代DNA分子数＝
②含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝
③不含亲代链的子代DNA分子数＝
(2)脱氧核苷酸链数：
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝
②亲代脱氧核苷酸链数＝
③新合成的脱氧核苷酸链数＝
2n个
2个
(2n－2)个
2n＋1条
2条
(2n＋1－2)条
母链占DNA链数比例
所占比例为 。
2n
2n_2
2n
1
1.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是边解旋边复制的
D.DNA复制过程中两条母链均可作模板
B
随堂训练
2、一个用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
3、一个DNA分子经过3次复制后，保留有原来母链的子代DNA分子占全部子代DNA分子的比例为（ ）; 原来的母链占全部脱氧核苷酸链的比例为( ) A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16
B
C

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