第3节 DNA的复制
还是？
全保留复制
半保留复制
一、ＤＮＡ复制的推测
一.DNA复制的推测
1
亲代DNA分子
半保留
半保留
半保留
全保留
半保留
亲代DNA分子
一.DNA复制的推测
大肠杆菌
分裂快，约20分钟分裂一次
二.DNA复制方式的验证
如何直观区别“母链”和子链？可以采取什么方法？
问题
同位素示踪法
选取15N作为标记
问题
复制后的DNA分子通常是随机混合在一起的，不易分离。怎么解决这个问题？
密度梯度离心使其发生分层(15N质量大于14N)
15N/14N-DNA (全部)
14N/14N-DNA(1/2)
15N/14N-DNA(1/2)
15N/15N-DNA (全部)
亲代DNA分子
半 保 留
二.DNA复制方式的验证
（1）半保留复制实验结果
全重
全中
14N/14N
15N/14N
15N/15N
世代 1 2 3
轻
中
重
结果：三条带
1／2轻1/2中
15N/15N-DNA (1/2)
14N/14N-DNA(3/4)
15N/15N-DNA(1/4)
15N/15N-DNA (全部)
亲代DNA分子
全 保 留
二.DNA复制方式的验证
14N/14N-DNA (1/2)
（2）全保留复制实验结果
全重
14N/14N
15N/14N
15N/15N
世代 1 2 3
轻
中
重
结果：两条带
1／2轻1/2重
3/4轻1/4重
P53实验步骤示意图
提出假说
演绎推理
验证假说
小结
得出结论
DNA的复制的定义、时间、场所、条件
★1定义：
以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
★2时间：
有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期
★3场所：
真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、
线粒体
原核生物：拟核、细胞质
三、DNA分子复制的过程
4、DNA复制的过程
①解旋：
②合成子链：
③形成子代DNA：
利用　　　　　　　　提供的能量（ATP），在 _________的作用下，把两条螺旋的双链解开
以解开的每一段母链为　　，以_____________________为原料，遵循________________原则，在有关　 的作用下，合成与母链互补的子链
每条子链与其对应的　 盘旋成双螺旋结构，形成　 个与亲代________ 　的DNA
细胞呼吸
解旋酶
模板
碱基互补配对
酶
四种游离的脱氧核苷酸
母链
两
完全相同
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）
以母链为模板进行碱基配对
母链（旧链）
子链（新链）
形成两个子代DNA:
同时进行(边解旋边复制）
模板：
亲代DNA分子的两条链
★5条件：
原料：
游离的4种脱氧核苷酸（A、G、C、T）
能量： ATP （呼吸作用提供）
酶： 解旋酶、DNA聚合酶等
【特别提醒】
①子代DNA分子中模板链与另一DNA分子中新合成的子链碱基序列完全相同。
②特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。
③外界条件对DNA复制的影响：在DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制。
④复制的场所：主要场所是细胞核，但在拟核、线粒体、 叶绿体、细胞质基质(如质粒)中也可进行DNA复制。
⑤DNA复制在体外也可进行(如选修三中介绍的PCR扩增技术，除满足上述条件外，还应注意温度、pH 的控制及引物的加入)。
亲代
第一代
第二代
第三代
15N/15N
15N/14N
14N/15N
15N/14N
14N/15N
15N/14N
14N/14N
14N/14N
14N/14N
DNA半保留复制图解分析
14N/14N
14N/14N
14N/14N
14N/14N
14N/14N
14N/15N
规律：一个15N/15N-DNA连续复制n次后：
①DNA分子总数：
脱氧核苷酸链数：
②含15N的DNA分子数是：
含15N的脱氧核苷酸链数：
③只含15N的DNA分子数是：
④含14N的DNA分子数是：
含14N的脱氧核苷酸链数：
⑤只含14N的DNA分子数是：
⑥既含有14N又含15N的杂种DNA分子数是：
2个
2n个
0个
2个
2n-2个
2n+1-2条
2条
2n+1条
2n个
⑦第n代的DNA分子中，含原来DNA母链有 条，占总DNA分子链数的比例为： ；含有原来母链的DNA分子有 个，占总DNA分子数的比例为： 。
⑧若某DNA分子中含碱基T为m，则：
a.连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：
b.第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：
m(2n-1)
m·2n-1
2
1/2n
2
1/2n-1
若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养(复制)n代。
(1)子代DNA分子中，含14N的有2n个，只含14N的有(2n－2)个，做题时应看准是“含”还是“只含”。
(2)无论复制多少次，含15N的DNA分子始终是2个，含15N的链始终是2条。做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
DNA复制中有关的计算
例. 将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中, 让其复制三次, 则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是 A．1/2，7/8、1/4 B．1/4，1、1/8 C．1/4，7/8、1/8 D．1/8，1、1/8
B
【例】（2011•宣汉模拟）用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制四次。其结果不可能是（ ）
　　A．含有15N的DNA分子占1/8
B．含有14N的DNA分子占7/8
　　C．复制过程中需游离的腺嘌呤脱氧核苷酸600个
D．复制结果共产生16个DNA分子
B
边解旋复制
半保留复制
多起点复制
6、DNA复制的特点
从结果看：
从过程看：
7、准确复制的原因、意义
意义：
将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的稳定性、连续性
原因：
①DNA分子独特的　　　　　　　　提供精确的模板
②通过　　　　　　　　　　　　　保证了复制准确无误。
双螺旋结构
碱基互补配对
DNA复制与染色体复制的关系:
归纳小结：
有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
主要细胞核
模板 、原料、 酶 、能量等
半保留，边解旋边复制
碱基互补配对原则
DNA的复制
子链与母链结合，形成两个相同的DNA分子