1、3.3 DNA的复制 最早提出的最早提出的DNA复制模型有三种；复制模型有三种； 一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测 1、全保留复制：新复制出、全保留复制：新复制出 的分子直接形成，完全的分子直接形成，完全 没有旧的部分；没有旧的部分； 2、半保留复制：形成的分子、半保留复制：形成的分子 一半是新的，一半是旧的；一半是新的，一半是旧的； 3、分散复制：新复制的分子、分散复制：新复制的分子 中新旧都有，但分配是随中新旧都有，但分配是随 机组合的；机组合的； 复制一次复制一次 复制一次复制一次 复制一次复制一次 沃森和克里克推测是半保留复制模型沃森和克里克推测是半保留复制模型 2、如果要
2、你来设计实验，你认为最基本的思路是什么？、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，然后观察它把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它 在新在新DNA中出现的情况。中出现的情况。 一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测( (续续) ) 复制一次复制一次 1、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？、这些观点各有不同，如何来证明那个观点是正确的？ 只能用实验来证明。只能用实验来证明。 实验结论：实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的的复制是以半保留的方式进行的 二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据 重带重带(下部下
3、部) 1515N N/ /15N 中带中带(中间中间) 1515N N/ /14N 轻带轻带(上部上部) 1414N/ N/14N 中带中带(中间中间) 1515N N/ /14N 提出假说提出假说 演绎推理演绎推理 验证假说验证假说 假假 说说 演演 绎绎 （1 1）DNADNA的复制是半保留复制的复制是半保留复制 （2 2）子代）子代DNADNA可能的情况及可能的情况及 如何设计实验验证这种现象如何设计实验验证这种现象 （3 3）通过实验进行验证）通过实验进行验证 一个一个DNA分子复制分子复制 几代后的情况如何？几代后的情况如何？ 因因DNA复制采用半保留的方式，复制采用半保留的方式，
4、所以一个所以一个DNA分子经几代复制后的分子经几代复制后的 所有所有DNA中，只有两个中，只有两个DNA分子含分子含 有原有原DNA链。但所有链。但所有DNA与原与原DNA 所带的信息（脱氧核苷酸的排列序）所带的信息（脱氧核苷酸的排列序） 完全相同。（变异除外）完全相同。（变异除外） 拓展延伸拓展延伸 世代世代 分子分子 总数总数 DNADNA分子在离心管中位分子在离心管中位 置置 不同不同DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子之比分子之比 1515N N分子 分子 杂种分子杂种分子 1414N N分子 分子 0 0 1 1 2 2 3 3 n n 拓展延伸拓展延伸 根据上面实验过程
5、根据上面实验过程,完成下列表格完成下列表格 全在下部全在下部 1 2 4 8 2n 全在中部全在中部 中中+ 上上 中中+ 上上 2/2n中中+(1- 2/ 2n)上上 1 1 2/ 2n （1- 2/2n） 三、三、DNADNA复制的过程复制的过程 1.DNA分子复制的概念是什么? 2.DNA分子复制过程怎么进行? 3.DNA分子复制过程需要哪些 条件? 4.DNA分子复制过程有何特点? 5.DNA分子复制有何生物学意义? 思考如下问题：思考如下问题： DNA分子的复制分子的复制 1、DNA分子复制发生在什么时间分子复制发生在什么时间? 有丝分裂间期有丝分裂间期 减数第一次分裂的间期减数第一
6、次分裂的间期 无丝分裂之前无丝分裂之前 2、什么是、什么是DNA分子的复制分子的复制？ 指以亲代指以亲代DNA为模板合成子代为模板合成子代DNA的过程。的过程。 则则1DNA2DNA。 由由1DNA2DNA 3、什么叫解旋？解旋的目的是什么叫解旋？解旋的目的是 什么？什么？ 在在ATPATP供能、解旋酶的作用下，供能、解旋酶的作用下，DNADNA两条脱氧两条脱氧 核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂，双螺旋的两条 链解开的过程。链解开的过程。 目的：就是为复制提供准确的模板，解开的两目的：就是为复制提供准确的模板，解开的两 条单链叫母链。条单链叫母链。 什
7、么叫“子链”什么叫“子链”?复制复制 一次能形成几条链？一次能形成几条链？ 以母链模板，以周围环境中游的以母链模板，以周围环境中游的4 4种脱氧核苷酸为原料，种脱氧核苷酸为原料， 按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与 母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。母链互补的一段子链，复制一次形成子链两条。 4、有人认为、有人认为DNA复制就像洗相片一样，复制就像洗相片一样， 有一张底片就可以洗出许多相片来。有一张底片就可以洗出许多相片来。 这种说法对不对，为什么？这种说法对不对，为什么？ 1DNA2DNA单链（母）单链（母） 2母母2
8、子子（母十子）（母十子）（母十子）（母十子） 2DNA 与洗相片不同，因为与洗相片不同，因为DNADNA分子的复制结果并没分子的复制结果并没 有形成一个完整的新的有形成一个完整的新的DNADNA分子，而是形成了一半分子，而是形成了一半 新、一半旧的两个新、一半旧的两个DNADNA分子。分子。 5、DNA分子复制时分子复制时 需何条件？需何条件？ 模板：亲代模板：亲代DNADNA的两条母链；的两条母链； 原料：原料：4 4种脱氧核苷酸：种脱氧核苷酸： 能量：能量：ATP;ATP; 酶酶 ：DNADNA解旋酶，解旋酶，DNADNA聚合酶等。聚合酶等。 6.DNA分子复制的特点分子复制的特点: 边解
9、旋边复制边解旋边复制 半保留复制半保留复制 7.DNA准确复制的原因准确复制的原因? DNADNA具有独特的双螺旋结构，具有独特的双螺旋结构， 能为复制提精确的模板。能为复制提精确的模板。 碱基具有互补配对的能力，碱基具有互补配对的能力， 能够使复制准确无误。能够使复制准确无误。 问题八问题八 DNA分子的复制实质分子的复制实质(意义意义)？ DNADNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信息从亲代传 给了子代，从而保证了物种的相对稳定给了子代，从而保证了物种的相对稳定 性，保持了遗传信息的连续性，使得种族性，保持了遗传信息的连续性，使得种族 得以延续。得以延续。 DNA复制的计算复
10、制的计算 1.计算产生子代计算产生子代DNA数数 2-4-8-2n n为复制的次数为复制的次数 2.子代子代DNA分子中含有原来最初亲代分子中含有原来最初亲代DNA链链 的的DNA分子数分子数,以及它占总以及它占总DNA分子数的比例分子数的比例. 2个个 1/2n-1 3.最初亲代的链占全部子代最初亲代的链占全部子代DNA总链数的比总链数的比 例例 1 2n 根据半保留复制和碱基互补配对原则根据半保留复制和碱基互补配对原则 与复制有关的碱基计算解析与复制有关的碱基计算解析 一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有多少个次后，共有多少个DNA？多少条脱氧核苷酸链？多少条脱氧核苷酸链？ 母链多少
11、条？子链多少条？母链多少条？子链多少条？ DNA分子数分子数= 2n 脱氧核苷酸链数脱氧核苷酸链数= 2n+1 母链数母链数= 子链数子链数= 2 2n+1 2 解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示解析：所用知识为“半保留复制”和“碱基互补配对原则”，并图示 分析。分析。 A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T A T G C C G A T 连续第一次复制连续第一次复制 连续第二次复制连续第二次复制 连续第连续第n次复
12、制次复制 解：解： 答：答：一个一个DNA连续复制连续复制n次后，共有次后，共有2n个个 DNA，2n+1条脱氧核苷酸链，母链条脱氧核苷酸链，母链2条，条， 子链子链2n+1 2条条 DNA复制所需原料的计算 公式：(2n-1)*碱基数 n为复制的次数 例题 一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个 腺嘌呤。如果它连续复制两次，消耗周围环境中 胞嘧啶脱氧核苷酸 。 解析：1、计算每个DNA分子中C的个数 2、套用公式计算 1800 3.复制的条件复制的条件 2.复制的过程复制的过程 4.复制的特点复制的特点 DNADNA分子的复制分子的复制 1. 复制的概念复制的概念 5. 复制的
13、意义复制的意义 知 识 小 结 知 识 小 结 一、对一、对DNADNA复制的推测复制的推测 三、三、DNADNA复制的过程复制的过程 二、二、DNADNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据 课堂小结 DNA复制复制 时间时间 场所场所 条件条件 原则原则 特点特点 结果结果 意义意义 有丝分裂的间期 减数第一次分裂前的间期 主要在细胞核（线粒体、叶绿体） 模板、酶、原料、能量等基本条件 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 1下列关于下列关于DNA复制过程的正确顺序是复制过程的正确顺序是 （ ） 互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之
14、间氢键断裂/互补碱基对之间形成互补碱基对之间形成 氢键氢键/DNA分子分子在解旋酶的作用下在解旋酶的作用下解旋解旋/以解旋以解旋 后的母链为模板进行碱基互补配对后的母链为模板进行碱基互补配对/子链与母链盘子链与母链盘 旋成双螺旋状结构。旋成双螺旋状结构。 A. B. C. D. D 2将将15N 标记的标记的DNA分子放在分子放在14N的培养基上的培养基上 培养，经过培养，经过3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代 DNA中中 ，含，含15N的的DNA占总数是（占总数是（ ） A1/16 Bl8 C14 D12 C 3DNA分子的双链在复制时解旋，这时下述分子的双链在复制时解旋，这时下
15、述 哪一对碱基从氢键连接处分开（哪一对碱基从氢键连接处分开（ ） AG与与C BA与与C CG与与A DG与与T A 4DNA复制的基本条件是（复制的基本条件是（ ） A模板，原料，能量和酶模板，原料，能量和酶 B模板，温度，能量和酶模板，温度，能量和酶 C模板，原料，温度和酶模板，原料，温度和酶 D模板，原料，温度和能量模板，原料，温度和能量 A 5DNA分子复制能准确无误地进行原因是（ ） A碱基之间由氢键相连 BDNA分子独特的双螺旋结构 CDNA的半保留复制 DDNA的边解旋边复制特点 B 6.6.一个噬菌体侵染细菌后，形成了一个噬菌体侵染细菌后，形成了200200个子代噬个子代噬 菌
16、体，子代菌体，子代DNADNA中含最初中含最初DNADNA链的链的DNADNA占占 。 A. 1% B. 2% C. 25% D. 50%A. 1% B. 2% C. 25% D. 50% A 7. 某生物中嘌呤占某生物中嘌呤占58%，嘧啶占，嘧啶占42%，此，此 生物可能是生物可能是 A. 噬菌体噬菌体 B. 小麦小麦 C. TMV D. 任何生物任何生物 C 8. 某双链某双链DNA分子带有分子带有15N同位素标记，在同位素标记，在 试管中以该试管中以该DNA为模板进行复制实验，连续为模板进行复制实验，连续 复制复制4代之后，试管中带有代之后，试管中带有15N同位素标记的同位素标记的 DN
17、A占总量的占总量的 。 A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 100% A 、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的试管分别是离心后的试管分别是 图中的：图中的：G0 、G1 、G2 。 A B D 、G2代在、三条带中代在、三条带中DNADNA数数 的比例是的比例是 。 、图中、图中 、 两条带中两条带中DNADNA分子所含的分子所含的 同位素磷分别是：同位素磷分别是： ， 。 、上述实验结果证明了、上述实验结果证明了DNADNA的复制方式的复制方式 是是 。 0:1:1 31P 31P 和 和32P 半保留复制半保留复制 9 9. .以含有以含有31P标志的大肠杆标志的大肠杆 菌放入菌放入32P的培养液中，培的培养液中，培 养养2代。离心结果如右：代。离心结果如右：
