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(共28张PPT)
3.3 DNA的复制
她们俩为什么长得这么像？
亲代的遗传物质通过复制传递给了子代
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
观点一：半保留复制
1. 提出者：
①解旋: DNA分子复制时,DNA分子的双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂。
②复制: 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,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。
新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,称为半保留复制。
沃森和克里克
2. 内容：
3. 特点：
观点二：全保留复制
2. 半保留复制和全保留复制的区别：
DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的。
1. 特点：
全保留复制
半保留复制
半保留复制
全保留复制
需要通过实验验证
1. 运用了什么技术？
2. 用什么元素标记DNA？
3. 怎样把密度不一样的DNA分开呢？
1958年，美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔以大肠杆菌为实验材料。
密度梯度离心法
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻带
中带
重带
同位素标记法
二、DNA半保留复制的实验证据
15N—密度大；14N—密度小
N
（大约每20min分裂一次）
15N
14N
14N
14N
15N
14N
P:
F1:
F2:
15N
15N
14N复制
14N复制
重带DNA
中带DNA
1/2轻带DNA
1/2中带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
亲代：重带
中带
中带和轻带
4. 实验过程：
让大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中培养若干代，再转移到含14NH4Cl的培养液中培养。
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N复制
14N复制
14N
14N
15N
15N
重带DNA
1/2轻带DNA
1/2重带DNA
3/4轻带DNA
1/4重带DNA
P:
F1:
F2:
第一代会出现的结果是
中带和轻带
第二代会出现的结果是
轻带和重带
如果DNA复制
是全保留复制
亲代：重带
提取DNA离心
提取DNA离心
提取DNA离心
细胞再分裂一次
转移到含14NH4Cl的培养液中
细胞分裂一次
提出DNA离心
提出DNA离心
提出DNA离心
排除DNA的复制是全保留复制
结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。
5. 实验验证：
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
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
2.时间：
1.概念：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期
真核细胞：
主要在细胞核中，但在线粒体、叶绿体也有
原核细胞：
主要在拟核中，质粒也可以。
3.DNA复制场所
4.条件：
模板 DNA分子的两条母链
原料 细胞中游离的4种脱氧核苷酸
酶 解旋酶、DNA聚合酶等
能量 ATP水解供能
三、DNA复制的过程
（1）解旋：复制开始时，在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开（氢键断裂）。
5.过程：
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
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
3'
5'
ATP
解旋酶
C
C
G
T
A
G
T
A
T
A
C
G
G
C
T
A
G
C
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
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
G
A
T
C
G
A
G
C
T
T
A
C
G
C
A
A
G
C
T
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
（2）合成子链：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的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。
合成方向：
子链的5'端→ 3'端
DNA聚合酶形成磷酸二酯键
（3）重新螺旋：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
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
A
3'
5'
A
C
G
C
A
A
G
C
T
A
G
T
C
A
T
T
A
T
A
T
G
C
A
T
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'
6.复制特点
边解旋边复制，半保留复制
9.精确复制的原因
（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。
7.原则：
8.结果：
一个DNA分子形成了两个完全相同的DNA分子
碱基互补配对原则
10.复制的意义
将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。
DNA复制的起点和方向
(1)原核生物：单起点双向复制
(2)真核生物：多起点双向复制
在复制速率相同的前提下，图中DNA是从其最右边开始复制的，这种复制方式提高了DNA复制的效率。
1.下图为某真核细胞中DNA复制过程的模式图，下列叙述正确的是( )
A.DNA分子在酶①的作用下水解成脱氧核苷酸，酶②催化碱基对之间的连接
B.在复制过程中解旋和复制是同时进行的
C.解旋酶能使双链DNA解开，并且不需要消耗ATP
D.两条新的子链通过氢键形成一个新的DNA分子
B
四、DNA复制相关计算
动动手：画出一个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中培养3代的DNA复制过程
（标出每条链是15N还是14N）
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
无论DNA复制多少次，含有15N-DNA分子永远只有　　个
两　　　
21
22
23
亲代DNA分子经n次复制后，则
①子代DNA分子数：
②含亲代DNA链的DNA分子数：
④不含亲代DNA链的DNA分子数：
2n个
2个
2n-2个
⑤含亲代DNA链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：
2/ 2n
③只含亲代DNA链的DNA分子数：
0个
1. DNA分子数
亲代DNA分子经 n 次复制后，则
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+1条
2条
2n+1-2条
2. 脱氧核苷酸链数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则
（1）则经过n次复制共需要消耗该脱氧
核苷酸个数为：
m（ 2n-1）
（2）第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸
个数为：
m（ 2n-2n-1）= m × 2n-1
“DNA复制了n次”PK“第n次复制”
碱基是“对”PK“个”
“DNA分子数”PK“链数”，
“含”PK“只含”
易错点拔
3. 消耗的脱氧核苷酸数
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
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
3. 一个双链均被32P标记的DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占20%，将其置于只含31P的环境中复制3次。下列叙述不正确的是（ ）
A．该DNA分子中含有氢键的数目为1.3×104
B．复制过程需要2.1×104个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸
C．含有放射性的子代DNA分子的两条链都有放射性
D．子代DNA分子中含32P与只含31P的分子数之比为1∶3
C

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