第三节：
DNA的复制
第三章 基因的本质
问题探讨
两个会徽所用的原料应该选自一块石材；应先制造模型，并按模型制作会徽；应使用电子控制的刻床；刻床应由一名技术熟练的师傅操作，或完全数控等。验证的最简单的方法是：将两个印章的图形盖在白纸上进行比较。
何谓DNA的复制？
所谓DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，1DNA→2DNA
（一）最早提出的DNA复制模型有三种
1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。
一、对DNA复制的推测
2、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
3、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。
亲代DNA
子代DNA
【作出假设】
DNA复制是一种半保留式的复制
（二）对DNA复制方式的探究
全保留复制
半保留复制
弥散复制
假说-演绎法
每个子代DNA均由1条母链和1条子链组成。
问题２:如果要在实验中直观地区别、“标识”母链或子链,可以采取什么办法？
问题1:如果DNA是半保留复制，复制后得到的 子一代DNA和子二代DNA的组成是怎样的?
同位素(具放射性)标记的方法
【演绎推理】
问题３:如果用同位素(放射性)进行标记,用什么元素?
问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
可用C、H、O、N、P等元素
15N/14N-DNA (全部)
15N/14N-DNA(1/2)
14N/14N-DNA(1/2)
15N/15N-DNA (全部)
问题４:如果亲代DNA是15N的，放在14N的环境中进行培养，则亲代、子一代、子二代DNA分别含有哪种N元素？
问题５: 要验证上述预测,就要分别观察亲代和子代的情况,但实验中,复制后的DNA分子混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？
15N/14N-DNA (全部)
15N/14N-DNA(1/2)
14N/14N-DNA(1/2)
15N/15N-DNA (全部)
通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)
问题６:如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行离心，结果会怎样分布？
【验证
假设】
作出假设
演绎推理
验证假设
【小结】
对DNA复制方式的探究
得出结论
1.概念：
2.时间：
一、DNA分子的复制
是指以亲代DNA为模板
合成子代DNA的过程。
细胞有丝分裂的间期和
减数第一次分裂的间期
3.场所：
细胞核(主要)
模板：
4.条件
DNA分子的两条链。
细胞中游离的4种脱氧核苷酸。
ATP。
DNA解旋酶，DNA聚合酶等。
能量：
酶：
原料：
适宜的环境
解旋：
合成：
复旋:
DNA利用ATP,在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开。
以解开的每一条母链为模板，在DNA聚合酶等的作用下,将游离的4种脱氧核苷酸按碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。
一条母链和一条子链盘绕成双螺旋结构，形成新的DNA分子
5.过程
6.复制的特点
1）.边解旋边复制
2）.多起点复制
7.复制的方式
半保留复制
8.DNA精确复制的原因
⑴独特的双螺旋结构为复制提供了
精确的模板;
⑵碱基互补配对原则保证复制准确无误地完成。
9.DNA复制的意义
精确的复制，保持了遗传信息的连续性和稳定性。
【讨论】
①二条母链的碱基顺序是否相同？


②二条子链的碱基顺序是否相同？


③新合成的二个DNA碱基顺序是否相同？
不同，互补
相同
不同，互补
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
【小结】
课后练习
基础题
1.腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
2.模板、原料、能量、酶，双螺旋，碱基互补配对。 3.D。 4.B。
拓展题
可能有6个碱基会发生错误。产生的影响可能很大，也可能没有影响。
1、将 15N标记的DNA分子放在 14N 的培养基上培养， 经过3次复制，在所形成的子代 DNA中，含15N 的DNA占总数是（   ）
　A．1/16　B．l／8　C．1／4　　D．1／2
C
2、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 分子是边解旋复制的
D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板

3、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（ ）
A. “－T－A－G－” B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－” D. “－T－U－G－”
B
A
小 结
4、DNA的复制是在细胞的 分裂和 第一次分裂前的 期进行的。复制是指以 为模板来合成 的过程。复制特点是 和 。复制过程必需以 为模板、 为原料、 提供能量、 的催化等条件，
为DNA的复制提供精确的模板、并有 能力保证复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两个 ，新形成的DNA分子都是既含一条 链、又含一条 链，因此，称DNA的复制为“ ”。
有丝
减数
间
亲代DNA分子
子代DNA分子
边解旋边复制
亲代DNA分子一条链
脱氧核苷酸
ATP
酶
DNA分子双螺旋结构
碱基互补配对
结构完全相同的子代DNA分子
母
子
半保留复制
小 结
半保留复制
聚焦三：DNA复制中的变异
碱基互补配对差错导致基因突变
聚焦四：DNA复制中的有关计算
亲代DNA分子
复制1次
复制2次
复制3次
4
8
2
=21
=22
=23
【分析】
15N
14N
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子
永远只有两条
思维拓展
１)复制n次后DNA个数:
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
2n（n=复制次数）
2）含母链的DNA数量及比例
2
2ｎ
１)DNA个数:
2n（n=复制次数）
2）含母链的DNA数量及比例
2
2ｎ
2
2n×2
3）含母链的脱氧核苷酸链数占总链数比
4）复制n次消耗原料的量：
a（２ｎ－１）
5）复制第n次消耗原料的量：
a２ｎ－１
思维拓展
3
4
例1、在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种
（A、G、C、T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷
酸也有4种，它们的名称是：
、
、
、
。
腺嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
例2、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制
需要 、 、 、和________　　　　　　　　　　　　等条件。DNA分子的 结构能够为复制提供精确的模板，通过 保证了复制能够正确地进行。
模板
原料
能量
酶
双螺旋
碱基互补配对
3、将单个的脱氧核苷酸连接成DNA分子的主要的酶是
（ ）
A、DNA连接酶 B、DNA酶
C、DNA解旋酶 D、DNA聚合酶
4、1条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体
时期中的1条染色体含有（ ）
A、4个双链的DNA分子
B、2个双链的DNA分子
C、2个单链的DNA分子
D、1个双链的DNA分子
D
B
以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后的子链是（ ）
A. “－T－A－G－” B. “－U－A－G－”
C. “－T－A－C－” D. “－T－U－G－”
A
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
2/23=1/4
2/（23×2）=1/8
已知某DNA分子中含腺嘌呤(A)200个，占全部DNA碱基总数的20%，该DNA连续复制4次，环境中消耗游离的胞嘧啶脱氧核糖核苷酸（C）的数目为( )
A.1600个 B.3200个
C.4500个 D.4800个
【解析】
(1)求出该DNA分子中共含有多少个脱氧核糖核苷酸：
200/20%=1000(个)
(2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核
苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个)
(3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
（24－1）×300=4500(个)
C
⑴、G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：G0 、G1 、G2 。
A
B
D
⑵、G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是 。
0:1:1
以含有31P标志的大肠杆菌放入32P的培养液中，培养2代。离心结果如右：
能力提升
⑷、上述实验结果证明了DNA的复制方式是 。
31P
31P 和32P
⑶、图中① ②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是： ， 。
半保留复制