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亲代的DNA（遗传物质）通过复制传递给了子代。
比一比：她俩像吗？
为什么这样像？
第三章第3节
DNA的复制
思考：DNA的复制方式是什么？
一、对DNA复制的推测
思考：沃森和克里克提出的DNA复制方式的假说内容是什么？他们认为DNA的复制方式是什么？其他科学家认为DNA复制方式是什么？结果是什么？
假说一：半保留复制
◆提出者：沃森和克里克
特点：
一模一样,一新一旧
假说二：全保留复制
特点：一全新，一全旧
假说三：弥散复制
思考：若要证明上述假说的正确性，可以采用什么科学方法进行实验研究？
假说—演绎法
二、DNA半保留复制的实验证据
思考：1、证明DNA的复制方式是半保留复制的科学家是？实验材料是？
2、选用大肠杆菌作为实验材料的原因是？
3、梅塞尔森和斯塔尔验证DNA半保留复制的实验中运用了假说—演绎法，假说—演绎法的具体过程是什么？
科学家： 实验材料：
梅塞尔森、斯塔尔
大肠杆菌
大肠杆菌繁殖速度快
1
提出问题
2
作出假设
3
演绎推理
4
实验验证
DNA以什么方式复制？
（1）半保留复制
（2）全保留复制
（3）弥散复制
二、DNA半保留复制的实验证据
DNA复制方式的三种假说：全保留复制、半保留复制和分散复制，复制完成后，亲代DNA双链被切成片段后，分散进入子代复制品的每条链中，如图所示。
思考：1、用什么技术区分来自模板DNA的母链与新合成的DNA子链？
2、如何测定子代DNA带有同位素的情况？
（稳定性）同位素标记技术
对DNA进行离心，观察其在离心管中的分布
思考：3、实验的原理是什么？
4、实验的研究技术：
15N和14N是氮元素的两种稳定同位素，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，因此，利用离心技术可以在试管中分离开含有相对原子质量不同的N元素的DNA。
（稳定性）同位素标记法、密度梯度离心法
二、DNA半保留复制的实验证据
研究方法：假说—演绎法
P:
F1:
F2:
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
重带
中带
轻带
中带
演绎推理
①半保留复制
15N/14N-DNA
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
15N/15N-DNA
15N的
培养液
二、DNA半保留复制的实验证据
研究方法：假说—演绎法
演绎推理
②全保留复制
P:
F1:
F2:
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
高密度带
重带
轻带
重带
轻带
15N的
培养液
二、DNA半保留复制的实验证据
研究方法：假说—演绎法
演绎推理
③分散复制
P:
F1:
F2:
细胞再 分裂一次
转移到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
重带
中带
中带
第二代的条带比第一代偏上
15N的
培养液
DNA半保留复制
DNA全保留复制
DNA弥散复制
DNA三种复制方式的演绎推理的结果：
（4）实验验证：
DNA的复制是半保留的方式
排除DNA的复制
是全保留复制
排除DNA复制是分散复制
（5）实验结论：
重带
15N/15N-DNA
轻带
中带
15N/14N-DNA
14N/14N-DNA
中带
15N/14N-DNA
亲本
亲本
亲本
第一代
第一代
第一代
第二代
第二代
第二代
1.如图表示利用大肠杆菌探究DNA复制方式的实验，下列叙述不正确的是(　　)

A.通过比较试管①和②的结果可以否定DNA复制为全保留复制
B.仅比较②与③的结果不能证明DNA复制为半保留复制
C.试管③中b带的DNA的两条链均含有14N
D.不能用噬菌体代替大肠杆菌进行该实验
练一练：
C
练一练：
2.(2022·天津和平区高一期中)将一个用15N标记的DNA分子放到14N的培养基上培养，让其连续复制三次，将每次复制产物置于试管内进行离心，图中分别代表复制1次、2次、3次后的分层结果的是（ ）
A.c、e、f　　 B.c、e、b
C.a、b、d　　 D.c、a、b
A
3.(2024·广东二中高一质检)如图为科学家利用大肠杆菌探究DNA的复制
过程，下列叙述正确的是(　　)
A.实验中采用了放射性同位素标记和密度梯度离心的研究方法
B.通过比较试管②和①的结果，无法证明DNA复制为半保留复制
C.可用T2噬菌体代替大肠杆菌进行上述实验，且提取DNA更方便
D.大肠杆菌在含有15NH4Cl的培养液中生长若干代，细胞中只有DNA含15N
B
三、DNA复制的过程
思考：1、什么是DNA复制？
2、DNA复制的场所？
3、DNA复制的时期？
DNA复制：
指以亲代DNA为模版合成子代DNA的过程
DNA复制的场所
真核生物：
原核生物：
DNA病毒：
细胞核（主要）、线粒体和叶绿体的基质
拟核（主要）、质粒
活的宿主细胞内
细胞分裂前的间期（有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期）
注意：无丝分裂也会进行DNA复制
注意：DNA的复制随着染色体的复制同时进行
思考：
1、任何细胞都能进行DNA复制吗？
没有DNA的细胞，不能进行DNA复制（如哺乳动物成熟的红细胞）
高度分化的细胞不能进行DNA复制（如神经细胞，因为高度分化的细胞不具备分裂能力）
2、DNA复制的具体过程是什么？需要哪些条件？复制的特点是什么？
三、DNA复制的过程
（1）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，需要ATP提供能量
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
A
G
T
A
T
ATP
ATP
DNA聚合酶
C
G
T
C
C
A
G
T
A
G
T
A
C
T
A
C
T
G
G
A
C
G
A
C
T
T
A
T
（2）合成子链
①模板：
解开的DNA的两条链
②原料：
游离的4种脱氧核苷酸
③能量：
ATP、dNTP
④酶：
DNA聚合酶、DNA连接酶（形成磷酸二酯键）
注意：氢键的形成不需要酶的催化和能量！！！
⑤原则：
碱基互补配对原则
⑥方向：
从子链的5′端向3′端延伸
三、DNA复制的过程
条件
A-T、T-A、C-G、G-C
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'
（3）重新螺旋
每条新链和对应的模板链盘绕成双螺旋结构
三、DNA复制的过程
四、DNA复制的特点
原核生物DNA复制特点：
真核生物DNA复制的特点：
单起点双向复制、半保留复制、边解旋边复制
多起点双向复制、半保留复制、边解旋边复制
图1:原核生物
图2:真核生物
旧链
新链
复制 起点
DNA复制的特点：
边解旋边复制、半保留复制
思考：1、上图复制泡的大小不相同的原因是什么？
2、若复制速率相同，则上图中复制从左往右还是由右往左？
3、复制泡的形成需要哪些酶？
真核生物：
复制时间有先后
复制泡的形成需要解旋酶、DNA聚合酶
由右往左开始复制
思考：DNA复制的结果是什么？
DNA复制的结果：
形成两个完全相同的DNA分子
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
a d a b c d
新合成的甲DNA的母链和乙DNA的子链相同
思考：1、如何保证DNA复制具有高的准确性？
2、DNA高精确性复制的意义是什么？
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
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。
小结：DNA的复制
原则 碱基互补配对
时间 细胞分裂前的间期（有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期）
场所 真核：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
原核：拟核（主要）、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、DNA连接酶
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（真核）
意义 保持了遗传信息的连续性
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.在DNA的复制过程中，只需要解旋酶和DNA聚合酶(　　)
6.所有的真核细胞内都能进行DNA复制( )
7、DNA复制时，双螺旋的两条链全部解开后，才开始子链的合成( )
8、在DNA复制中，解旋酶破坏的是氢键，不能将DNA水解为脱氧核苷酸。
( )
9、DNA解旋后的每一条脱氧核苷酸链都可以作为DNA复制的模板( )
×
√
×
×
×
×
×
√
√
1.(2023·河北省保定市清苑中学高一检测)下列有关 DNA 复制的叙述，错误的是（ ）
A.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则和精确的模板
B.DNA 复制具有边解旋边复制、半保留复制等特点
C.复制后的一对同源染色体中含有 4 条脱氧核苷酸链
D.DNA 通过复制，保持了亲代和子代遗传信息的连续性
C
练一练：
2、如图为DNA分子复制的两个模型，下列叙述正确的是（ ）
A、图1中的酶1作用于图2中的f，该过程不需要能量
B、图1中的酶2作用于图2中的f，该过程需要4种脱氧核苷酸作为原料
C、图1体现了DNA的复制具有边解旋边复制、半保留复制的特点
D、可以用放射性同位素标记法区别图1中的母链和子链
思考：图1中，a、b、c、d中，碱基序列相同的是哪两条链？
C
3.(2024·吉林通化高一期中)DNA复制过程中，非复制区保持着亲代双链结构，复制区的双螺旋分开，形成两个子代双链，子代双链与亲代双链的相接区域称为复制叉。如图表示DNA复制的部分过程，下列相关叙述错误的是(　　)

A.复制叉向前移动需要解旋酶参与
B.前导链与滞后链的复制方向均为5′端→3′端
C.复制完成后，前导链与滞后链中的碱基序列相同
D.前导链的合成是连续的，滞后链的合成是不连续的
C
拓展讲解1：DNA复制的相关计算
将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养液中培养，复制3次后，请画出每一次产生的子代DNA的图示：
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
2个DNA
4个DNA
8个DNA
15N
15N
15N
15N
14N
14N
拓展讲解：DNA复制的相关计算
将含有15N标记的双链DNA分子（亲代）转移到含有14N的培养基上培养n代，则子n代中：
子代
DNA
①子代DNA分子数 个
②只含15N的DNA数 个
③只含14N的DNA数 个
④含15N的DNA数 个
⑤含14N的DNA数 个
2n
0
2
2n-2
2n
子代的脱氧核苷
酸链数
①子代中DNA链数为_______
含15N的链数 条；
含14N的链数 条；
2
2n+1-2
拓展讲解：DNA复制的相关计算
将含有被15N标记的双链DNA分子（亲代）转移到含有14N的培养基上培养n代，则子n代中：
2n×2
②
③
消耗的脱氧核苷酸(碱基）数：
①经过n次复制需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为_____________________个。
②在第n次复制时，需消耗游离的腺嘌呤脱氧核苷酸数为____________个。
m·(2n－1)
m·2n－1
拓展讲解：DNA复制的相关计算
将含有15N标记的双链DNA分子（亲代）转移到含有14N的培养基上培养，若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则DNA复制n代后，求：
1.某DNA分子含有1 000对碱基，其中一条链上的碱基C和G占该链碱基总数的40%。该DNA分子用15N标记后，在含14N的培养液中连续复制4次，下列叙述正确的是(　　)
A.含有15N的子代DNA分子占DNA分子总数的1/16
B.子代DNA分子含14N的脱氧核苷酸链共有16条
C.第3次复制时共消耗游离的胞嘧啶脱氧核苷酸1 600个
D.每个子代DNA分子的碱基对中含有氢键数为1 200个
练一练：
C
拓展讲解：有丝分裂与减数分裂中染色体标记情况分析
1、细胞分裂中，DNA复制后子DNA的位置和去向
分别进入每条染色单体中
在有丝分裂后期或减Ⅱ后期，着丝粒断裂时，随着姐妹染色单体的分开而分离，分别进入2个子细胞中
思考：（1）DNA复制时，子DNA被分配到了什么位置上？
子DNA的位置：
(2)细胞分裂结束后，子DNA的去向是什么？
子DNA的去向：
1、有丝分裂中的标记情况分析
复制一次，子染色体________带标记；复制2次，子染色体________带标记。
全部
一半
（1）子染色体标记数量分析：
结论1：
1条染色体（母链15N标记，在14N培养基中培养）
每条染色单体均含未标记元素
1个含有1对同源染色体的细胞，用15N标记细胞核中的DNA，然后放在含14N的培养液中培养，让其进行2次有丝分裂，产生4个子细胞，则：
①
②
②
②
②
①
①
①
每个子细胞含有15N的染色体为0～2n条（任何情况都有）
产生的4个子细胞中，含标记元素的子细胞的个数为4个、3个、2个
练一练：
1、用32P标记了某玉米体细胞(正常体细胞含20条染色体)的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，完成了两次细胞分裂。下列有关叙述错误的是(　　)
A.在第一次细胞分裂的中期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的
染色体数分别是20和20
B.在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中的染色体总数和被32P标记的
染色体数分别是40和40
C.在第一次分裂完成后，形成的两个子细胞中染色体上的DNA都是有
一条链含32P，另一条链不含32P
D.在第二次分裂完成后，形成的四个子细胞中含32P的染色体数从0到
20都有可能
B
有丝分裂中，复制一次，子染色体全部被标记，复制2次，子染色体一半被标记
有丝分裂中，子细胞含有被标记的染色体为0～2n条
2、减数分裂中子染色体的标记情况
以一对同源染色体为研究对象，将DNA用15N标记后放在含14N的培养液中，让其进行减数分裂：
15N标记
复制
14N
减一
减二
15
14
15
15
14
14
15
14
14
15
15
15
减数分裂形成的每条子染色体均带有标记，形成的4个子细胞都含标记的染色体
练一练：
将某精原细胞（2n=8）的DNA用15N标记后置于含14N的培养液中培养，经过连续两次细胞分裂，并检测分裂过程和分裂后细胞的情况。下列推断正确的是（ ）
A.若两次分裂为有丝分裂，则含15N染色体的子细胞所占的比例为1/2
B.若这两次分裂为有丝分裂，则第二次分裂中期的每个细胞中含14N的染
色单体有8条
C.若这两次分裂为减数分裂，则减Ⅰ中期含14N的染色单体有8条
D.若这两次分裂为减数分裂，则子细胞中的每条染色体均含15N
D
有丝分裂产生的4个子细胞中，含标记元素的子细胞的个数为4个、3个、2个
每条染色单体均含未标记元素
减数分裂形成的每条子染色体均带有标记，形成的4个子细胞都含标记的染色体

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