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1、第3节 DNA的复制P52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、如果要你来设计实验，你认为最基
2、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，然把复制的单链和原来的链做上标记，然后观察它在新后观察它在新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(下部下部)1515N N/15N中带中带(中间中间)15
3、15N N/14N轻带轻带(上部上部)1414N/N/14N中带中带(中间中间)1515N N/14N提出假说提出假说提出假说提出假说演绎推理演绎推理演绎推理演绎推理验证假说验证假说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，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
4、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 01 12 23 3n n拓展延伸拓展延伸根据上面实验过程根据上面实验过程,完成下列表格完成下列表格全在下部全在下部12482n全在中部全在中部中中+上上中中+上上
5、2/2n中中+(1-2/2n)上上112/2n（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：复制过程复制过程:解旋酶催化（氢键断裂）解旋酶催化（氢键断裂）解旋：解旋：模板模板（在（在DNADNA聚合酶的催化下，利用聚合酶的催化下，利用游离的脱氧核苷酸进行）游离的脱氧核苷酸进行）以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）形成两个子代形成两个
6、子代DNA:同时进行同时进行(边解旋边复制）边解旋边复制）组成组成边边解解旋旋复复制制半半保保留留复复制制多多起起点点复复制制1、什么是、什么是DNA分子的复制分子的复制？指以指以亲代亲代DNA为模板合成为模板合成子代子代DNA的过程。的过程。则则1DNA2DNA。由由1DNA2DNA 2、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次分裂的间期无丝分裂之前无丝分裂之前 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供能供能、解旋酶解旋酶的作用下，的作用下，DNADNA两条脱氧两条脱氧核苷酸链配对的碱
7、基从核苷酸链配对的碱基从氢键氢键处断裂，双螺旋的两条处断裂，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目的：就是为复制提供准确的模板模板，解开的两，解开的两条单链叫条单链叫母链母链。什么叫什么叫“子链子链”?复制复制一次能形成几条链？一次能形成几条链？以以母链母链模板，以周围环境中游离的模板，以周围环境中游离的4 4种脱氧种脱氧核苷酸核苷酸为原料，按照为原料，按照碱基互补配对原则碱基互补配对原则，在有关，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链，酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链，复制一次形成子链复制一次形成子链两两条。条。4、有人认为、有人认为DNA复制就
8、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，而是形成了一半半新、一半旧的两个半新、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
9、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:边解旋边复制边解旋边复制半保留复制半保留复制遵循碱基互补配对原则遵循碱基互补配对原则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，能为复制提供精确的模板。能为复制提供精确的模板。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)？DNA DNA通过复制，使遗传信息从亲代传通过复制，使遗传信
10、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复制的计算复制的计算1.计算产生子代计算产生子代DNA数数2-4-8-2nn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-13.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12n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
11、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=22n+1 2 解析：所用知识为解析：所用知识为“半保留复制半保留复制”和和“碱基互补配对原则碱基互补配对原则”，并图示，并图示分析。分析。ATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGATATGCCGAT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
12、第连续第n次复制次复制解：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条条结构复制简答1简答2简答3简答4计算1计算2DNA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18003.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
13、复制的概念5.复制的意义复制的意义知知识识小小结结一、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（复制过程的正确顺序（）互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间氢键断裂互补碱基对之间形成氢键互补碱基对
14、之间形成氢键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后的母链为模板进行碱基互补配对以解旋后的母链为模板进行碱基互补配对子链与母链盘旋成双螺旋状结构。子链与母链盘旋成双螺旋状结构。A.B.C.D.D学以致用：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，含中，含15N的的DNA占总数是（占总数是（）A1/16Bl8C14D12C3DNA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CBA与与C
15、CG与与ADG与与TA4DNA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A5DNA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B6.6.一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
16、%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，同位素标记，在试管中以该在试管中以该DNA为模板进行复制实验，连为模板进行复制实验，连续复制续复制4代之后，试管中带有代之后，试管中带有15N同位素标记同位素标记的的DNA占总量的占总量的 。A.12.5%B.25%C.50%D.100%A9、具有、具有100个碱基对的个碱基对的1个个DNA分子片分子片断，内含断，内含40个胸腺嘧啶，如果连续
17、复制两个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为目为（）个。）个。18010、某某DNA分子共含有含氮碱基分子共含有含氮碱基1400个，其个，其中一条链上中一条链上A+T/C+G=2:5，问该，问该DNA分子连续分子连续复制复制2次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数次，共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（目是（）个。）个。60011、图中一、二、三表示、图中一、二、三表示DNA复制的过程复制的过程一表示一表示_，这一过程中，这一过程中，DNA分子在分子在 的作用下，两条扭成螺旋的的作用下，两条扭成螺旋的长链开始长链开始_。二表示二表
18、示 。每条。每条母链在一些母链在一些_ _的作用下，链上的的作用下，链上的碱基按照碱基按照_与周围环与周围环境中游离的境中游离的_来配对来配对.三表示三表示_。解旋解旋解旋酶解旋酶 以母链为模板进行碱基配对以母链为模板进行碱基配对解开解开DNA聚合酶聚合酶碱基互补配对原则碱基互补配对原则脱氧核苷酸脱氧核苷酸形成两个新的形成两个新的DNA分子分子练习练习、G0、G1、G2三代三代DNADNA离心后的离心后的试试管分管分别别是是图图中的：中的：G0 、G1 、G2 。ABD、G2代在代在、三条三条带带中中DNADNA数数的比例是的比例是 。、图图中中 、两条两条带带中中DNADNA分子所含的分子所
19、含的同位素磷分同位素磷分别别是：是：，。、上述、上述实验结实验结果果证证明了明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制12.12.以含有以含有31P标标志的大志的大肠肠杆杆菌放入菌放入32P的培养液中，培的培养液中，培养养2代。离心代。离心结结果如右：果如右：13、DNA的复制是在细胞的的复制是在细胞的 分裂和分裂和 第第一次分裂前的一次分裂前的 期进行的。期进行的。复制是指复制是指以以 为模板来合成为模板来合成 的的过程。复制特点是过程。复制特点是 。复制过程必。复制过程必需以需以 为模板、为模板、为为原料、原料、提供能量、提供能量、的
20、催化等条的催化等条件，件，为为DNA的复制的复制提供精确的模板、并有提供精确的模板、并有 原则保证原则保证复制能够准确无误地完成。一个亲代复制能够准确无误地完成。一个亲代DNA分子通分子通过复制形成了个过复制形成了个 ，新形成的新形成的DNA分子都是既含一条分子都是既含一条 链、链、又含一条又含一条 链，因此，称链，因此，称DNA的复制为的复制为“”。有丝有丝减数减数间间亲代亲代DNA分子分子子代子代DNA分子分子边解旋边复制边解旋边复制亲代亲代DNA分子一条链分子一条链4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸ATP酶酶DNA分子独特的双螺旋结构分子独特的双螺旋结构碱基互补配对碱基互补配对结构完全相同的子代
21、结构完全相同的子代DNA分子分子母母子子半保留复制半保留复制结构复制简答1简答2简答3简答4计算1计算2课堂反馈课堂反馈1、下列关于、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的（复制的说法，其中不正确的（）A.DNA复制过程中需要酶的催化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复制过程中两条母链均可作模板2、以、以DNA的一条链的一条链“ATC”为模板，经复为模板，经复制后的子链是（制后的子链是（）A.“TAG”B.“UAG”C.“TAC”D.“TUG”B
22、A3DNA分子的半保留复制方式使分子的半保留复制方式使 A分子结构具有相对稳定性分子结构具有相对稳定性B能精确进行自我复制，保证亲代与子代之能精确进行自我复制，保证亲代与子代之 间的间的 连续性连续性C能够精确地指导蛋白质合成能够精确地指导蛋白质合成D产生可遗传变异的机会产生可遗传变异的机会4一个双链一个双链DNA分子为第一代，经过分子为第一代，经过3次自我次自我复制，在第四代复制，在第四代DNA分子中，共有分子中，共有 条条长链有长链有 条第一代脱氧核苷酸的长链。条第一代脱氧核苷酸的长链。A2 B4 C8 D16A D B 课堂练习课堂练习5下下列列关关于于DNA复复制制过过程程中中，正正确
23、确顺顺序是（序是（）互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成氢键互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母链为模板进行碱基互补配对以母链为模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺旋结构子链与母链盘旋成双螺旋结构 A B C DC7、DNA的复制不可能发生在（的复制不可能发生在（）A、细胞核中、细胞核中B、叶绿体中、叶绿体中C、线粒体中、线粒体中D、核糖体中、核糖体中D8、一条染色体含有一个双链、一条染色体含有一个双链DNA分子，经复制后，分子，经复制后，一条染色单体含有一条染色单体含有 （）A、两条双链、两条双链DNA分子分子 B、一
24、条双链、一条双链DNA分子分子 C、一条单链、一条单链DNA分子分子 D、四条双链、四条双链DNA分子分子B课堂练习课堂练习 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_。课后训练：课后训练：40001.251.253、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D
25、NA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%5、将、将32P 标记的标记的DNA分子放在分子放在 31P的培养基的培养基上培养，上培养，经过经过3次复制，在所形成的子代次复制，在所形成的子代 DNA中，含中，含32P 的的DNA占总数是（占总数是（）A1/16 Bl8 C14 D126 6、某生物的双链、某生物的双链DNADNA分子共有含氮碱基分子共有含氮碱基7777对，其对，其中一条链上（中一条链上（A+TA+T）：（）：（C+GC+G）2.52.5，问该，问该DNADNA分子连续复制两次共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷分子连续复制两次共需游离的
26、胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是（酸的数目是（)A A154154个个 B B165165个个 C C110110个个 D D220220个个 小结小结:设一条设一条DNADNA分子中有胸腺嘧啶分子中有胸腺嘧啶mm个，则该个，则该DNADNA复制复制n n次后，形成子代次后，形成子代DNADNA分子需游离的胸腺分子需游离的胸腺嘧啶为嘧啶为T T 。(2n-1)m6、CB7 7用用1515N N标记的一个标记的一个DNADNA分子分子,放在含有放在含有1414N N 的培养基的培养基中复制三次，则含有中复制三次，则含有1515N N的的DNADNA分子占全部分子占全部DNADNA分子的分子的比例和占全
27、部比例和占全部DNADNA单链的比例依次是单链的比例依次是A 1A 12 2，1 14 B 14 B 14 4，1 18 8C 1C 14 4，1 116 D 116 D 18 8，1 18 88 8某某DNADNA分子有分子有20002000个脱氧核苷酸，已知它的一条个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基单链上碱基A A：G G：T T：C C1 1：2 2：3 3：4 4，若该分子复，若该分子复制一次，则需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是（制一次，则需腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是（）A A200 B200 B300 C300 C400 D400 D8008009、某些药物可以抑制肿瘤细胞、某些药物可以抑
28、制肿瘤细胞DNA的复制，从的复制，从而达到控制癌症的目的。这些药物作用的细胞正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（处于细胞周期的（）A 间期间期 B 前期前期 C 中期中期 D 不能确定不能确定10、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（）互补碱基对间氢键断裂互补碱基对间氢键断裂 互补碱基对之间形成互补碱基对之间形成氢键氢键DNA分子在解旋酶作用下解旋分子在解旋酶作用下解旋 以母链为以母链为模板进行碱基互补配对模板进行碱基互补配对 子链与母链盘旋成双螺子链与母链盘旋成双螺旋结构旋结构 A B C DAC幻灯片11、DNA分子解旋时，下列哪一组
29、碱基被解开（分子解旋时，下列哪一组碱基被解开（）A 鸟嘌呤和腺嘌呤鸟嘌呤和腺嘌呤 B 胸腺嘧啶和胞嘧啶胸腺嘧啶和胞嘧啶 C 腺嘌呤和胸腺嘧啶腺嘌呤和胸腺嘧啶 D 腺嘌呤和胞嘧啶腺嘌呤和胞嘧啶C12、下面关于、下面关于DNA复制过程的描述，错误的是（复制过程的描述，错误的是（）A 复制需要能量复制需要能量 B复制需要氨基酸和酶复制需要氨基酸和酶 C 边解旋边复制边解旋边复制D 复制遵循碱基互补配对原则复制遵循碱基互补配对原则 B13、若对一个、若对一个DNA分子进行标记分子进行标记,经过经过4次复制后，次复制后，含有标记含有标记DNA分子数占分子数占DNA总数的（总数的（）A 1/6 B 1/8
30、 C 1/4 D 1/2 B幻灯片幻灯片14、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、分别代表轻型、中型、重型DNA分子的位置，请回答：、G0、G1、G2三三代代DNADNA离心后的离心后的试试管分管分别别是是图图中的：中的：G0
31、、G1 、G2 。ABD、G2代在代在、三条三条带带中中DNADNA数数的比例是的比例是 。、图图中中、两条两条带带中中DNADNA分子所含的同分子所含的同位素磷分位素磷分别别是：是：，。、上述、上述实验结实验结果果证证明了明了DNADNA的复制方式是的复制方式是 。0:1:131P31P 和和32P半保留复制半保留复制15、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：对照亲代III轻链14N-DNA全轻链1/2轻链中链全中链1/2中链重链15N-DNA全重链（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 。1515N N母链母链 1414N N新链新链 1515N N和和1414N N 1/21/2中链中链1/21/2重链重链 半保留复制半保留复制