第三章：基因的本质
3.3 DNA的复制
复习巩固：
动画1
动画2
A
A
A
T
T
T
G
G
G
G
C
C
C
A
T
C
（1）DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
DNA分子的结构特点
DNA如何复制自己以保证子代得到亲代的全部遗传信息呢？
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；
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；
2、如果要你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？
把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新DNA中出现的情况。
1、这些观点各有不同，如何证明那个观点是正确的？
只能用实验来证明。
沃森和克里克推测是半保留复制模型
探究
DNA分子复制方式
关键
区别亲子代DNA
实验方法
15N
14N
——密度大
——密度小
实验材料
大肠杆菌
将大肠杆菌放在NH4Cl培养液培养生长
密度梯度离心法
同位素示踪法
阅读课本P53：
1.怎样标记亲代DNA分子？
2.如何区分亲代与子代DNA分子？
3.若为半保留复制，子代DNA有几种类型？
4.梯度离心后试管中DNA位置为何不同？
DNA的复制：
动画视频
DNA复制特点：
1.边解旋边复制
2.半保留复制
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
2 n×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
DNA复制n次：
亲 代
第一代
第二代
第三代
15N
15N
类推第五代时在离心管中，上中下层的比例如何？
用经32P标记的一个噬菌体侵染大肠杆菌，在普通培养基中培养一段时间后，统计得知培养基中共有后代噬菌体200个，则后代噬菌体中含有32P的占总数的（ ）
Ａ.2% Ｂ.1%
Ｃ.0.5% Ｄ.50%
B
DNA复制是半保留复制.一个DNA分子连续进行n次复制,可形成 个后代,其中只有 DNA分子含有最初亲代的母链,所以含最初母链的DNA分子占DNA总数的 ;最初的母链占DNA单链总数的 .
2n
2个
2/2n
1/2n
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
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

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
B
C
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）
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
多起点复制
DNA的复制：
动画视频1
动画视频3
动画视频2
DNA复制过程：（完成金榜P37）
1.时间：
2.场所：
3.过程：



4.所需条件：
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
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
第1则资料说明：基因是DNA的一部分，一个DNA分子具有多个基因；
第2则资料说明：基因可切除，可拼接到其他生物的DNA上去，说明基因是特定的DNA片段，并有特定的遗传效应，可独立起作用，从而获得某种性状的表达，故基因是遗传物质的结构和功能单位。
第3则资料说明：基因是DNA的一部分，基因中的碱基数远远少于总碱基数，并不是所有片段都是基因。
第4则资料说明：该基因控制“肥胖”这一性状，具有遗传效应。
阅读课本P55资料分析：
基因是有遗传效应的DNA片段。
得出结论：基因的定义
遗传效应：
指能控制某一性状。
你还能举出哪些例子说明基因能够控制性状？
美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。
尝试对以下概念的联系进行描述:
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
碱基
概念图1
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
碱基
有遗传效应的DNA片段
构成
+脱氧核糖+磷酸
（A、T、C、G四种）
+蛋白质
形成双链
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有一个DNA分子
基因是有遗传效应的DNA片断
每个DNA分子
上有许多基因
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
每个基因由许多脱氧核苷酸组成
DNA是主要的
遗传物质
概念图2
分析下面的概念图，回答有关问题：
（1）图中B是 ，F是 ，G是 。

（2 ）每个C含有 个D，每个D中可以由 个
E 组成。
蛋白质
含N碱基
脱氧核糖
很多
成百上千
③稳定性
①多样性
②特异性
小结：DNA分子的特征
DNA分子中脱氧核糖和磷酸交替排列组成了DNA的基本骨架，具有稳定性
过去
现在
将来
过去
现在
将来
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
（2009广东高考题改编）有关DNA分子结构的叙述，正确的是 (　　)
A．每个脱氧核糖上均连着一个磷酸和一个碱基
B．DNA单链上相邻碱基以氢键连接
C．碱基与磷酸基相连接
D．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架
D
考查角度一：DNA结构和复制特点
（2009江苏高考）下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，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
从某生物中提取出DNA进行化学分析，发现鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46％，又知该DNA的一条链（H链）所含的碱基中28％是腺嘌呤，问与H链相对应的另一条链中腺嘌呤占该链全部碱基数的（  ）A．26%　　B．24%　C．14％　D．11％
A
考查角度二：有关DNA的相关计算
1.复制n次后，含亲代母链的DNA分子数占子代DNA分子总数的比例为 ,子代DNA分子所含的亲代母链数占子代DNA中脱氧核苷酸链的比例为 。
2.已知一个DNA分子中，A含有m个，则复制n次后，问需要游离的A 个。
思考：
2/2n
1/2n
(2n －1)m
考查角度三：DNA与染色体的关系
（2010山东卷）蚕豆根尖细胞在含2H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是 （ ）
A．每条染色体的两条单体都被标记 B．每条染色体中都只有一条单体被标记 C．只有半数的染色体中一条单体被标记 D．每条染色体的两条单体都不被标记
3
B
将某精原细胞的一对同源染色体的DNA用 N标记，并供给 N原料，该细胞经减数分裂产生的4个精子中，含 N标记的DNA的精子所占的比例是（ ）
A.0 B.25% C.50% D.100%
15
14
15
D
章末练习
1．用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡(　　)
A．加热杀死的S型细菌
B．缺乏多糖荚膜的R型活细菌
C．加热杀死的S型细菌和缺乏多糖荚膜的R型细菌的混合物
D．既缺乏多糖又加热杀死的R型细菌
2．赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：①培养噬菌体；②35S和32P标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离。实验步骤的先后顺序为(　　)
A．①②④③　　 B．④②①③
C．②①④③ D．②①③④
答案：C
3．在证明DNA是遗传物质的几个著名经典实验中，在实验设计思路中最关键的是(　　)
A．要用同位素标记DNA和蛋白质
B．要分离DNA和蛋白质
C．要区分DNA和蛋白质，单独观察它们的作用
D．要得到噬菌体和肺炎双球菌
答案：C
4．下列关于生物遗传物质的叙述，不正确的是(　　)
A．一般地说，核酸是一切生物的遗传物质
B．除部分病毒等少数生物外，生物的遗传物质都是DNA
C．绝大多数生物的遗传物质是DNA
D．生物细胞内DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
答案：D
5. 如下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体(　　)
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．可单独生存，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．可单独生存，通过RNA遗传
答案：A
6．下面关于DNA分子结构的叙述正确的是(　　)
A．DNA分子的任一条链中A＝T，G＝C
B．每个碱基分子上均连接着一个磷酸和一个脱氧核糖
C．每个磷酸分子都直接和两个脱氧核糖相连
D．DNA分子两条链上的A与T通过氢键连接
答案：D
7．有一对氢键连接的脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个腺嘌呤，则它的其他组成应是(　　)
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
B．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胞嘧啶
C．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个胸腺嘧啶
D．两个磷酸、两个脱氧核糖和一个尿嘧啶
答案：C
8．具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸(　　)
A．60个 B．80个
C．120个 D．180个
答案：D
9．下列关于基因的叙述中正确的是(　　)
A．基因是DNA的基本组成单位
B．基因全部位于细胞核中
C．基因是DNA上任意一个片段
D．基因是遗传物质的功能和结构单位
答案：D
10．对一个基因的正确描述是(　　)
①基因是DNA分子上特定的片段　②它的分子结构首先由摩尔根发现　③它决定着某一遗传性状或功能　④它的化学结构不会发生变化
A．①和②
B．①和③
C．③和④
D．①和④
答案：B
11．由120个碱基组成的DNA分子片段中，可因碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类最多可达(　　)
A．4120 B．1204
C．460 D．260
答案：C
12. 在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一部分是串联重复的短序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种短序列可用于(　　)
A．侦察罪犯 B．生产基因工程药物
C．基因治疗 D．遗传病的产前诊断
案：A
13.现有从生物体内提取的一个具有100个脱氧核苷酸对的DNA分子片段，两条链都已用放射性同位素3H标记，另外还配备了多个没用放射性同位素3H标记的4种脱氧核苷酸，想在实验室中合成出多个该DNA分子片段。
(1)除上述几种物质外，还需要配备__________和有关的_______。
(2)在第二代的两个DNA分子中，含3H的链叫________。
答案：(1)ATP　酶　(2)母链　(3)14、2、0
(3)第四代DNA分子中，不含3H的DNA、一条链中含3H的DNA和两条链中均含3H的DNA的数目分别是__________。