第3节DNA的复制
第三章《基因的本质 》
思考：生物亲子代之间是通过遗传物质传递遗传信息的，那么亲代的遗传物质如何“多出一份”来传递给子代？
DNA的复制就是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，即1DNA→2DNA。
DNA分子双螺旋结构的主要特点有哪些？
你能够根据DNA分子的结构特点，设想DNA分子的复制方式吗？
最早提出的DNA复制模型有2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；
①DNA是肉眼看不到的如何才能分辨DNA？
②实验的基本思路是什么？
③实验是如何区分亲子代的DNA分子的？
④用密度梯度离心后重带、中带、轻带表示的DNA分子的双链构成是怎样的？
⑤在整个实验的亲代、子一代、子二代细胞中提取的DNA离心的结果说明了什么？
【阅读与思考】P53
二、DNA半保留复制的实验证据
1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料。
运用技术：
怎样把不一样的DNA分开呢？
N
密度梯度离心技术
14N/14N—DNA
15N/14N—DNA
15N/15N—DNA
轻链
中链
重链
同位素示踪技术
转移到含14NH4Cl的培养液中
15N/15N
DNA
15N/14N
DNA
14N/14N
DNA
15N/14N
DNA
大肠杆菌在含15NH4Cl的培养液中生长若干代
第一代
第二代
第三代
第四代
无论DNA复制多少次，含有原来母链的DNA分子
永远只有两条
变通：亲代母链与子代DNA链数之比为：
含亲代母链的DNA分子数与子代DNA分子数之比为：
规律1：亲代DNA复制n代后，DNA分子数为＿＿＿，含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿，不含亲代母链的DNA分子数为＿＿＿＿
1/2n
2/ 2n
2n
2个
2n－2
【智慧眼——寻找规律】
半保留复制
DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，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。
由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称做半保留复制。
三、DNA分子复制的过程及其特点
1.场所：
2.时间：
3.条件:
细胞核(主)、线粒体、叶绿体
细胞分裂间期(有丝分裂、减数分裂)
(1)模板：解旋的DNA两条单链
(2)原料：脱氧核苷酸
(3)能量：ATP
(4)酶：解旋酶、DNA聚合酶
三、DNA分子复制的过程及其特点
4.特点: (1)边解旋边复制

(2)半保留复制
加快复制速度，减少DNA突变可能
保证了复制的准确进行
5.“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。
6.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。
规律2：亲代DNA分子经 n 次复制后，　　所需某种游离的脱氧核苷酸数为：
R ＝ (2 n－1) a 其中 a 表示亲代DNA含有的某种碱基数，n 表示复制的次数。
例如：一个DNA分子片段，经水分解消耗88个水分子，得到多少个脱氧核苷酸？
规律3：碱基总数＝失去H2O数＋2
90
【智慧眼——寻找规律】
复制过程:
解旋酶催化（氢键断裂）
解旋：
模板
（在DNA聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）
复制:
以母链为模板进行碱基配对
母链（旧链）
子链（新链）
子代DNA:
同时进行(边解旋边复制）
边解旋复制
半保留复制
多起点非同时
具有100个碱基对的1个DNA分子片断，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为 （ ）个。
180
某DNA分子共含有含氮碱基1400个，其中一条链上A+T/C+G= 2:5，问该DNA分子连续复制2次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（ ）个。
600
图中一、二、三表示DNA复制的过程
①一表示______，这一过程中，DNA
分子在 的作用下，两条扭成螺旋的
长链开始______。
②二表示 。每条
母链在一些______ ______的作用下，链上的
碱基按照______________________与周围环
境中游离的__________________来配对.
③三表示____________________________。
解旋
解旋酶
以母链为模板进行碱基配对
解开
DNA聚合酶
碱基互补配对原则
脱氧核苷酸
形成两个新的DNA分子
以下的幻灯片是练习集，请各位教师根据本班学生实际情况挑选练习题。
练习
★下列关于DNA复制的说法，其中不正确的（ ）
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
★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－”
在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的方法分离得到的结果如下表所示，请分析：
（1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌DNA分子中一条链是 ，另一条链是 。
（2）中链含有氮元素是 。
（3）将第一代（I）转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样方法分离。那么得到的轻中重链情况是 。
（4）上述实验表明DNA分子复制的特点是 。
15N母链
14N新链
15N和14N
1/2中链1/2重链
半保留复制
2．DNA分子的半保留复制方式使　 [　 ]
A．分子结构具有相对稳定性
B．能精确进行自我复制，保证亲代与子代之
间的 连续性
C．能够精确地指导蛋白质合成
D．产生可遗传变异的机会
3．一个双链DNA分子为第一代，经过3次自我复制，在第四代DNA分子中，共有[　 ]条长链有[　 ]条第一代脱氧核苷酸的长链　
A．2 B．4 C．8 D．16
A
D
B
4．下列关于DNA复制过程中，正确顺序是（ ）
①互补碱基对间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 ③DNA分子在解旋酶作用下解旋 ④以母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A．③①②④⑤ B．③④②⑤①
C．③①④②⑤ D．①③④②⑤
C
5、DNA的复制不可能发生在（ ）

A、细胞核中 　　 B、叶绿体中 　　　　　　　　　　C、线粒体中 　　D、核糖体中
D
6、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，一条染色单体含有 （ ）

A、两条双链DNA分子 B、一条双链DNA分子
C、一条单链DNA分子 D、四条双链DNA分子
B
1、一个DNA分子中，有腺嘌呤1500个，
腺嘌呤与鸟嘌呤之比为3：1，则这个DNA分
子中脱氧核糖的分子数目为______个。
2、甲DNA分子的一条链上A+C/G+T=0.8，
乙DNA分子的一条链上 A+T/G+C = 1.25,那么
甲、乙DNA分子中互补链上相应的碱基比例分
别是________和_________。
课堂训练：
4000
1.25
1.25
3、某DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和为46%，该DNA一条链（a链）中腺嘌呤占28%，a链的互补链（b链）中腺嘌呤占该链全部碱基的百分比是_________。
4、某DNA分子中含有 30%的腺嘌呤，该DNA分子一条链上鸟嘌呤最多可占此链碱基总数的__________。
26%
40%
7、含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA的组成，但32P比31P质量大。现将某哺乳动物的体细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。然后将G0代细胞移到含有32P的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度剃度离心后得到的结果如图所示，由于DNA分子的质量不同，因此在离心管内的分布不同。若①、②、③分别代表轻型、中型、重型DNA分子的位置，请回答：
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 。
⑶、图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是： ， 。
⑷、上述实验结果证明了DNA的复制方式是 。
0:1:1
31P
31P 和32P
半保留复制
3、将32P 标记的DNA分子放在 31P的培养基上培养， 经过3次复制，在所形成的子代 DNA中，含32P 的DNA占总数是
A．1/16　　 B．l／8　　
C．1／4　　 D．1／2
4、某生物的双链DNA分子共有含氮碱基77对，其中一条链上（A+T）：（C+ G）＝2.5，问该DNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是
　　A．154个  B．165个    
C．110个  D．220个
小结:设一条DNA分子中有胸腺嘧啶m个，则该DNA复制n次后，形成子代DNA分子需游离的胸腺嘧啶为T＝ 。
(2n-1)m
7．用15N标记的一个DNA分子,放在含有14N 的培养基中复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和占全部DNA单链的比例依次是
A 1／2，1／4 B 1／4，1／8
C 1／4，1／16 D 1／8，1／8

8．某DNA分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A：G：T：C＝1：2：3：4，若该分子复制一次，则需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是（ ）
A．200 B．300 C．400 D．800
1、某些药物可以抑制肿瘤细胞DNA的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正处于细胞周期的（ ）
A 间期 B 前期 C 中期 D 不能确定
2、下列关于DNA复制过程的正确顺序是（ ）
①互补碱基对间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键③DNA分子在解旋酶作用下解旋 ④以母链为模板进行碱基互补配对 ⑤子链与母链盘旋成双螺旋结构
A ③①②④⑤ B ③④②⑤① C ③①④②⑤ D①③④②⑤
A
C
幻灯片
3、DNA分子解旋时，下列哪一组碱基被解开（ ）
A 鸟嘌呤和腺嘌呤 B 胸腺嘧啶和胞嘧啶
C 腺嘌呤和胸腺嘧啶 D 腺嘌呤和胞嘧啶
C
4、下面关于DNA复制过程的描述，错误的是（ ）
A 复制需要能量 B边解旋边复制
C 复制需要氨基酸和酶 D 复制遵循碱基互补配对原则
C
5、若对一个DNA分子进行标记, 经过4次复制后，含有标记DNA分子数占DNA总数的（ ）
A 1/6 B 1/8 C 1/4 D 1/2
B
幻灯片
幻灯片