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第3节 DNA的复制（第2课时）
第3章　基因的本质
03
DNA复制的过程
1.概念：以 为模板合成 的过程。
2.时间： 。
3.场所：
①真核生物： （主要） 和 。
②原核生物： （主要），质粒。
③DNA病毒：活的宿主细胞内
亲代DNA
子代DNA
细胞分裂前的间期
细胞核
线粒体
叶绿体
拟核
DNA复制的过程
原来的模板链为“母链”
新合成的链为“子链”
DNA复制的过程
4.过程：
⑴解旋：在能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开。
断开氢键
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
DNA复制的过程
笔记 解旋：细胞内: 解旋酶使氢键断裂
体 外：高 温使氢键断裂
⑵以母链为模板进行碱基配对：
形成氢键
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
4.过程：
DNA复制的过程
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。
⑶合成子链：
形成磷酸二酯键
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
4.过程：
DNA复制的过程
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。
DNA聚合酶：只能从5 →3 方向聚合DNA子链
母链延伸方向：3’端→5’端，
子链延伸方向：5’端→3’端
DNA聚合酶作用：将单个的脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链
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。
重新螺旋
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'
4.过程：
DNA复制的过程
解旋——在能量驱动下，在解旋酶作用下，断裂氢键，解开螺旋
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
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
①模板：
②原料：
③能量:
④ 酶 ：
⑤引物：
亲代DNA的两条链
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
5、DNA复制的条件
ATP
DNA复制的过程
RNA引物(原核、真核生物）
笔记
拓展：为什么DNA的复制需要RNA引物？
ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
5’
3’
TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
5’
GGAUCG
5’
AUCGCG
5’
RNA引物Ⅰ
RNA引物Ⅱ
TAGCGCTATCGCATCGACGCT
3’
ATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
3’
DNA聚合酶特点：不能从头合成DNA，而只能延伸3’-端DNA链。
因此，DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3’。
DNA的合成方向：总是从子链的5‘端向3’端延伸。
DNA复制
6、DNA复制的特点:
①过程：边解旋边复制
②方式：半保留复制
6、DNA复制的特点:
①过程：边解旋边复制 (从过程上看)
②方式：半保留复制 (从结果上看)
①模板：
②原料：
③能量:
④酶 ：
⑤引物：
亲代DNA的两条链
4种游离的脱氧核苷酸
解旋酶、DNA聚合酶等
5、DNA复制的条件
7、DNA复制的方向：
ATP
5' 端向 3' 端方向合成子链
DNA复制的过程
RNA引物(原核、真核生物）
笔记
笔记
新合成的子链
DNA聚合酶
DNA聚合酶
解旋酶
游离的脱氧核苷酸
DNA复制的过程
笔记： 两条子链延伸方向相反
复制时，两条子代DNA的合成的方向？
TCTTGCTC
AGAACGAG
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
+
①2条母链碱基顺序是什么关系？
②2条子链碱基顺序是什么关系？
③新的2个DNA碱基顺序是什么关系？
互补
互补
相同
8、DNA复制的结果：
形成两个完全相同的DNA分子
a d a b c d
TCTTGCTC
AGAACGAG
AGAACGAG
TCTTGCTC
AGAACGAG
TCTTGCTC
+
9.DNA准确复制的原因
①DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板
②碱基互补配对的原则，保证了复制能够准确地进行
9.DNA准确复制的原因
①DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板
②碱基互补配对的原则，保证了复制能够准确地进行
10.DNA分子复制的意义
DNA通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
8、DNA复制的结果：
形成两个完全相同的DNA分子
拓展：10.起点
①真核生物：多个复制起点（提高效率）
②双向复制
③复制不同时进行(复制环越大，启动时间越早)
原核生物：一个复制起点
下列为DNA复制的有关图示，A→B→C表示大肠杆菌的DNA复制，D→E→F表示哺乳动物的DNA分子复制。图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“ ”表示时间顺序。
原核生物
真核生物
一个复制起点
注意：
1. 解 旋 酶——断开氢键
DNA聚合酶——形成磷酸二酯键
（氢键的形成不需要酶）
2.DNA复制分别以亲代DNA分子的两条单链为模板
（而非只以其中一条单链为模板）
3.破坏氢键——解旋酶作用
形成氢键——不需要酶的催化
4.亲代DNA分子两条链都可作为模板，其互补链的合成
方向均为5′ 端到3′ 端
笔记
笔记
笔记
DNA复制的三个易错点
(1)DNA复制的场所并非只在细胞核中，线粒体、叶绿体中
也能进行DNA复制。
(2)并非所有细胞都进行DNA复制，只有分裂的细胞才能进
行DNA复制。
(3)DNA复制并非单向进行，而是双向多起点复制，且各个
复制起点并不是同时开始的。
哺乳动物成熟红细胞不能进行DNA复制
新坐标P77
具有互补碱基序列的DNA单链，可以通过碱基对之间形成氢键等，形成稳定的杂合双链区。不能互补的区域则会形成环。
杂合双链区的比例越大，则亲缘关系越近。
DNA分子杂交技术 教材P62
分析甲乙丙三种生物的亲缘关系
知识拓展
原则 碱基互补配对
时间 细胞分裂前的间期
场所 真核：细胞核、线粒体、叶绿体
原核：拟核、细胞质（质粒）
条件 模板 亲代DNA的两条链
原料 4种游离的脱氧核苷酸
能量 ATP
酶 解旋酶、DNA聚合酶等
方向 从子链的5' 端向 3' 端延伸
特点 半保留复制；边解旋边复制；多起点复制
意义 保持了遗传信息的连续性
总结
一、易错辨析
1.DNA复制时，严格遵循A—T、C—G的碱基互补配对原则，并且新合成
的DNA分子中两条链均是新合成的(　　)
2.DNA分子复制时，解旋酶与DNA聚合酶不能同时发挥作用(　　)
3.在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间
(　　)
4.DNA分子复制过程中的解旋在细胞核中进行，复制在细胞质中进行 (　　)
5.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物(　　)
6.在DNA的复制过程中，只需要解旋酶和DNA聚合酶(　　)
7.哺乳动物成熟红细胞能进行DNA复制（ ）
×
√
×
×
×
×
RNA
ATP水解酶、引物酶等
×
8. 只有解旋酶才能使氢键断裂（ ）
9. 子链的合成过程不需要引物参与（ ）
10.DNA每条链的5′－端是羟基末端（ ）
11.在 DNA 双链中,只有一条链可作为模板合成新的 DNA（ ）
12.DNA 聚合酶催化形成磷酸二酯键（ ）
×
高温
×
×
×
√
1．下列有关DNA及其复制过程的叙述，正确的是（ ）
A．脱氧核糖和磷酸的交替连接是DNA多样性的原因之一
B．复制过程遵循A-U、C-G的碱基互补配对原则
C．复制时游离的脱氧核苷酸添加到子链的3’端
D．DNA聚合酶的作用是将DNA双螺旋的两条链解开
碱基对/脱氧核苷酸排列顺序
解旋酶
T
引物：RNA
3
C
2.图示DNA复制过程，下列叙述正确的是( )
A.DNA复制过程中不需要引物，也不需要能量
B.新形成的两条单链复制的方向不同且均为连续复制
C.该过程在蛙的红细胞和哺乳动物的红细胞均能发生
D.复制后的两个DNA分子位于一条或两条染色体上
D
RNA
相反
连续复制
不连续复制
着丝粒分裂前/后
判一判（P75)
1.证明DNA复制方式的实验只能用同位素标记N。 (　　)
2.在证明DNA复制方式的实验中，从Ⅰ代开始细菌DNA分子中至少有一条
链含 14N。 (　　)
3.DNA复制遵循碱基互补配对原则，新合成的DNA分子中两条链均是新合
成的。 (　　)
4.解旋酶和DNA聚合酶的作用部位均为氢键。 (　　)
5.任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。 (　　)
6.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。 (　　)
×
√
C、H、O、N、P均有同位素
×
一新一旧
×
×
√
1．如图为DNA分子复制的两个模型。
图1　　　　　　　　　　 图2
(1)图1中的酶1和酶2分别是什么酶？
(2)图1中的a、b、c、d四条脱氧核苷酸链中，哪些链的碱基排列顺序是
相同的？
(1)提示：酶1是解旋酶，酶2是DNA聚合酶。
(2)提示：a和c的碱基排列顺序相同，b和d的碱基排列顺序相同。
解旋酶
DNA聚合酶
b
c
磷酸二酯键
氢键
1．如图为真核生物染色体上DNA分子复制过程的示意图。下列有关叙述，
错误的是(　　)
A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的
B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的
C．真核生物DNA分子的复制过程需要解旋酶
D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率
A
不同时
2．用一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体
DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个。下列叙述不正确的是(　　)
A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等
B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键
C．该噬菌体繁殖4次，子代中只有14个含有31P
D．噬菌体DNA第4次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸
C
16

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