DNA分子的复制
DNA的复制
1DNA →2DNA单链（母） 单链（ 单链 →（母十子）＋（母十子） ）＋（母十子 （母十子）＋（母十子） → 子 DNA ＋ 子DNA →2DNA
1、将 15N标记的 、 标记的DNA分子放在 14N 的培养基上培养， 的培养基上培养， 标记的 分子放在 15N 的亲代 经过3次复制 次复制， 经过 次复制，在所形成的子代 DNA中，含 中 DNA占总数是（ C ） 占总数是（ 占总数是 ① A．1/16 B．l／8 C．1／4 D．1／2 ． ．／ ． ／ ． ／ 2、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ 子一代 下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ B ） DNA复制的说法 DNA复制过程中需要酶的催化 A. DNA复制过程中需要酶的催化 ② DNA复制过程中需要的能量直接由糖类提供 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 子二代 D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板
半保留复制 DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开， DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互 分子复制时 分子的双螺旋将解开 补的碱基之间的氢键断裂， 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， 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 补配对原则，通过形成氢键， 的单链上。 的单链上。 由于新合成的每个DNA分子中， 由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原 DNA分子中 来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被 DNA分子中的一条链，因此， 分子中的一条链 称做半保留复制。 称做半保留复制。 半保留复制
复制过程: 复制过程:
复制的条件： 复制的条件： 1. 模板： 解旋的 模板： 解旋的DNA分子； 分子； 分子 2. 原料： 细胞中 种游离的脱氧核苷酸 原料： 细胞中4种游离的脱氧核苷酸 3. 能量：ATP 能量： 4. 酶：解旋酶、 DNA聚合酶等 解旋酶、 聚合酶等 ————可以进行人工模拟复制 可以进行人工模拟复制 复制的特点： 复制的特点： 分子是边解旋边复制 1. DNA分子是边解旋边复制的； 分子是边解旋边复制的 半保留复制； 2. 半保留复制； 3. 多起点复制 4.半不连续复制 4.半不连续复制
分子生物学：DNA复制
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-Conservation Replication
Source:M. Meselson and F. W. Stahl, Sciences 44:675, 1958.
半半保保留留复复制制-小结
DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为 模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代 细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则 完全重新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。 这种复制方式称为半保留复制。
RNA引物的形成
DNA链合成及延长
复制的终止
• RNApol (RNA polymerase)
[Rif S ]
完成对先导链引物的合成
实现DNA复制的转录激活起始
起
• dnaG (primase) [Rif R]
始
完成对后随链引物的合成
较先导链的启动落后一个Okazaki片断
• 完成10±NtRNA引物合成后.
遗传物质的基本属性：基因的自我复制 基因的突变 控制性状的表达
DNA复制
亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下， 分别以每 条 单链DNA分子为模板，聚合与 自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合 成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代 DNA分子的过程。 主 要 包 括 引 发 、 延 伸 、 终止三个阶段。
复制发动温度敏感突变型（慢停突变） 42℃不能发动DNA复制、但可完成DNA延伸
37 ℃, 5 ci / mM H3-T , 6min
37 ℃, 52 ci / mM H3-T , 6min
高中生物必修二第三章第3节 DNA分子的复制
活动任务----演绎推理：
请依据两种假说分别演绎推理15N标记的DNA在14N的培养 基中培养1代前后的DNA,并分别预测两种假说第0代和第1代 DNA密度梯度离心后的结果，并画在离心管相应的位置上。
实验结果：
大肠杆菌在含15NH4Cl的 培养液中生长若干代
转移到含14NH4Cl 的培养液中
15N/15N DNA
A.每条染色体的两条单体都有被标记
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
4、用P标记了玉米体细胞(含20条染色体)的 DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的 培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后 期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记 的染色体条数分别是
2.半保留复制
新合成的DNA 分子一半新的， 一半旧的
3.分散复制
新合成的DNA分子新的和旧 的都有
1956年，两位年轻的美国分子生物学家梅塞尔森和斯塔 尔合作开展关于DNA复制的实验研究，实验结果于1958 年正式发表。
关键问题1： 肉眼看不见的DNA分子，用什么方法区分
亲代和子代的DNA单链？
（ ）个；第4次复制时需要游离的胞嘧 啶脱氧核苷酸的数目为 （ ）个
五、DNA复制与细胞分裂的关系:
进行第一次有丝分裂：
进行第二次有丝分裂：
1. 蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 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.中期20和20、后期40和20 B.中期20和10、后期40和20 C.中期20和20、后期40和10 D.中期20和10、后期40和10
DNA分子的复制及图解
DNA分子的复制及图解所谓复制就是新合成的DNA分子与原来的DNA分子结构一致。
能够“自我”复制是遗传物质的重要特征之一。
染色体能够复制，基因能够复制，归根到底是DNA能够复制。
DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期。
这时候，一个DNA分子双链之间的氢键断裂，两条链彼此分开，各自吸收细胞内的核苷酸，按照碱基配对原则合成一条新链，然后新旧链联系起来，各自形成一个完整的DNA分子。
复制完毕时，原来的一个DNA分子，即成为两个DNA分子，因为新合成的每条DNA分子都含有一条原来的链和一条新链，所以这种复制方式称为半保留复制。
应该指出，研究工作表明，在复制过程中，DNA的两条母链并不是完全解开以后才合成新的子链，而是在DNA聚合酶的作用下，边解开边合成的(图6-11)，并且这种复制需要RNA作引物，待DNA复制合成后，由核酸酶切掉引物，经DNA聚合酶的修补和连结酶的“焊接”把它们连结成完整的DNA链(图6-12)。
1．DNA的解旋。
亲代DNA分子，利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，氢键断裂，部分双螺旋链解旋为二条平行双链(图6-12，1)。
2．RNA引物的生成。
以单股DNA为模板，在引物酶作用下，合成小段(由几十个核苷酸组成)RNA引物(图6-12，2)。
3．DNA的生成。
以单股DNA为模板，在DNA聚合酶作用下，在RNA引物末端合成DNA(图6-12，3)。
4．切掉引物生成冈崎片段。
在核酸酶作用下切掉引物。
在DNA聚合酶作用下，将引物部位换上DNA，此时的DNA片段(由1 000～2 000个核苷酸组成)称为冈崎片段(1968年日本科学家冈崎等人首先提出的)(图6-12，4)。
5．DNA片段的连结。
在连结酶作用下，将冈崎片段连结起来(图6-12，5)，形成一条完整的新的DNA链，新链与旧链构成DNA双链。
关于DNA分子的复制功能，现已在人工合成DNA分子的实验中获得完全的证实。
3.3 DNA分子的复制
子二代：
15N/15N-DNA(1/4) 14N/14N-DNA(3/4)
（2）全保留复制实验结果
世代 1 2 3
14N/14N 15N/14N 15N/15N
轻 中 重
全重
1／2轻1/2重 1/4轻3/4重
结果：两条带
小结
（1）DNA的复制是半保留复制
提出假说
（2）子代DNA可能的情况及如何
设计实验验证这种现象
（1）半保留复制实验结果
世代 轻 中 重 全重 全中 1／2轻1/2中 1 2 3
14N/14N 15N/14N 15N/15N
结果：三条带
二.DNA复制方式的验证
全 保 留
亲代DNA分子
亲
代： 15N/15N-DNA (全部
)
15N/15N-DNA 14N/14N-DNA
子一代：
(1/2) (1/2)
同位素示踪法
选取14N和15N作为标记
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)
二.DNA复制方式的验证
半 保 留
亲
代： 15N/15N-DNA (全部
)
亲代DNA分子
子一代：
15N/14N-DNA
(全部)
子二代：
15N/14N-DNA(1/2) 14N/14N-DNA(1/2)
DNA的复制
时 场 间 所 有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 模板 、原料、 酶 、能量等 碱基互补配对原则 子链与母链结合，形成两个相同的DNA分子 半保留，边解旋边复制
条
原
件
生物必修二dna的复制知识点梳理
生物必修二dna的复制知识点梳理DNA复制的意义在于将遗传信息从亲代传给了子代，从而保证了遗传信息的连续性。
DNA分子的复制方式为半保留复制。
下面是店铺为大家整理的生物必修二dna的复制知识点，希望对大家有所帮助! 生物必修二dna的复制知识点梳理一、DNA分子的结构5种元素：C、H、O、N、4种脱氧核苷酸3个小分子：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基2条脱氧核苷酸长链1种空间结构——双螺旋结构(沃森和克里克)双螺旋结构(1)由两条反向平行脱氧核苷酸长链盘旋而成得双螺旋结构(2)磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架(3)碱基排列在内侧，通过氢键相连，遵循碱基互补配对原则A=T(2个氢键) G=C(3个氢键) G、C含量丰富，DNA结构越稳定。
DNA分子中，脱氧核苷酸数=脱氧核糖数=磷酸数=含氮碱基数(1个磷酸可连接1个或2个脱氧核糖)二、互补配对原则及其推论(双链DNA分子)A=T G=C A+G=C+T=(A+G+C+T)嘌呤碱基总数=嘧啶碱基总数2个互补配对的碱基之和与另外两个互补配对碱基之和相等2个不互补配对的碱基之和占全部碱基数的一半三、DNA分子的复制1、复制时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂间期2、复制场所：(只要有DNA得地方就有DNA复制和DNA转录)A 真核生物：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体B 原核生物：拟核、细胞核(基质)C宿主细胞内3、复制条件：①模板：亲代DNA的两条链②原料：4种尤里的脱氧核苷酸③能量：ATP④酶：DNA解旋酶、RNA聚合酶4、复制特点：①边解旋边复制②半保留复制5、准确复制的原因①DNA分子独特的双螺旋结构提供精确模板②碱基互补配对原则保证复制准确进行6、复制的意义：讲遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性四、DNA复制的有关计算1、1个DNA分子复制n次，形成2n 个DNA分子2、1个DNA分子含有某种碱基m个，则经复制n次，需游离的该种碱基为m(2n-1)，第n次复制需游离的该种脱氧核苷算m﹡2n-13、一个含15N的DNA分子，放在含14N的培养基上培养n次，后代中含有15N的DNA分子有2个，后代中含有15N的DNA链有2条，含有14N的DNA分子有2n个，含14N的DNA链有2n+1-2。
dna复制的名词解释
dna复制的名词解释DNA复制是指DNA分子自我复制的过程，是生物体生长和繁殖的基础。
DNA含有生物体的遗传信息，通过复制可以保持遗传信息的完整性，并在细胞分裂时传递给下一代细胞。
DNA复制是一个复杂而精确的过程，它涉及到许多酶的协同作用，确保每个细胞都能复制出完整的DNA分子。
DNA分子由两条互补的链组成，每条链上的碱基按照互补配对的原则形成一个DNA的复制模板。
DNA复制的过程可以简单分为三个步骤：解旋、复制和合并。
首先是解旋过程，DNA双链上的氢键被酶打破，使两条链分开，并形成一个Y字形的开放复制起始点，称为复制起始点。
接下来是复制过程，DNA链上的酶酶首先识别复制起始点，并将DNA链分为两个单链。
单链上的酶聚合酶沿着DNA模板链向前滑动，在每个链上合成一条新的DNA链。
酶将游离的DNA核苷酸与模板链上的碱基进行互补配对，形成一个新的链。
这个过程被称为“扩增”。
最后是合并过程，新复制的DNA链与模板链分开，并将两条新的链合并在一起，形成两条完整的DNA分子。
合并过程由DNA连接酶完成，它能够将两个单链连接在一起，形成一个双链的DNA分子。
DNA复制是一个高度精确的过程，其中有一些机制可以帮助减少错误的发生。
一种机制是脱氧核苷酸酶，它能够识别错误的碱基配对并将其修复。
另一种机制是DNA复制酶的高度专一性，它们只能在特定的碱基配对下进行连接。
DNA复制在细胞分裂过程中扮演着重要的角色，确保每个细胞都能获得完整的遗传信息。
在有丝分裂中，DNA复制发生在细胞周期的S期，细胞将DNA复制成两条双链，每条链都是完整的。
在无丝分裂中，DNA复制同样发生在细胞周期的S期，但细胞没有有丝分裂的步骤，只是将复制后的DNA分子均匀地分配给两个新细胞。
除了细胞分裂，DNA复制还发生在一些特殊的情况下。
一种情况是DNA修复，当DNA遭受到损伤时，细胞会启动复制过程来修复DNA分子。
另一种情况是基因表达，当细胞需要合成蛋白质时，DNA的某个区域会被复制成mRNA，然后通过转录和翻译过程来合成蛋白质。
第四章DNA复制
4. DNA ligase： 连接冈崎片断。
4: 终止与分离 Termination and Segregation
终止
•引起终止的序列称为终止位点（ter site） 两个复制叉在Ori C 约1800的对面相遇 •Tus 蛋白: 终止位点结合蛋白， 可阻止Dna B解旋
大肠杆菌复制终点定位偏 离复制叉实际相遇点
• 就DNA复制而言，引物酶（dna G基因产物）合成RNA 链，它提供引发末端
DNA聚合酶需要3‘－OH 端来起始复制
有多种方法可以提供DNA聚合酶起始DNA合成的3‘OH端
大肠杆菌中发现的两类引发反应：
引发需要解旋酶、SSB和引物酶
1、ori C系统
2、ØX系统: 引发体（primosome）
Segregation
•拓扑异构酶IV（Topoisomerase IV）:
一种II型拓扑异构酶，功能是使子链
分离，DNA分配到两个子细胞中。
第四节
真核生物DNA的复制
离体实验体系 起始 端粒的复制
1: 离体实验体系
• 酵母（Sacharomyces cervisiae) • 猿猴病毒40（SV40） • 非洲爪蟾（Xenopus laevis）的卵中提出的无 细胞提取物
5 大肠杆菌DNA聚合酶(DNA Polymerase)
硫氧还蛋白 拇指
DNA聚合酶的一般结构 “右手”结构： 拇指（thumb） 手指（finger） 手掌（palm）
手指
扭曲的ＤＮＡ
DNA位于手掌上 由拇指和手指形 成的槽中
噬菌体T7 DNA聚合酶与 DNA复合体的晶体结构
核酸外切酶结构域 拇指结构域：与DNA结 合并在前进中起重要作 用
有关DNA分子复制的计算
DNA复制准确性可以通过比较亲代和子代 DNA序列之间的差异来计算。通过比较碱基 替换、插入和删除等突变类型的发生频率， 可以评估DNA复制的准确性。此外，也可以 通过观察复制过程中碱基错配的修复机制来 评估复制准确性。
04
DNA分子复制的A分子复制计 算主要用于分析物种间的基因序列差 异，从而推断物种之间的亲缘关系和 进化历程。
计算DNA复制的效率
总结词
DNA复制效率是指DNA复制完成所需的时间。
详细描述
DNA复制效率可以通过测量复制完成所需的时间来计算。通常，将DNA复制起始点标记，并观察复 制完成时所需要的时间。此外，也可以通过测量复制过程中DNA链的增长长度来计算复制效率。
计算DNA复制的准确性
总结词
DNA复制准确性是指在复制过程中碱 基配对错误的概率。
02
DNA分子复制的数学模型
DNA复制的半保留模型
总结词
半保留复制模型假设DNA复制过程中，亲代双链DNA分子中的每条单链都作为模板，合成互补的新链，形成两 个子代双链DNA分子，每个子代DNA分子包含一个亲代单链和一个新合成的单链。
详细描述
半保留复制模型是DNA复制的主要方式。在半保留复制过程中，DNA双链首先解开成单链，然后以每条单链为 模板，合成互补的新链。新合成的DNA链与亲代DNA链相互盘绕，形成子代DNA分子的双螺旋结构。最终形成 的两个子代DNA分子，每个都包含一个亲代单链和一个新合成的单链。
有关DNA分子复制的计算
• DNA分子复制的基本概念 • DNA分子复制的数学模型 • DNA分子复制的计算方法 • DNA分子复制的计算应用 • DNA分子复制的计算挑战与展望
01
DNA分子复制的基本概念
高中生物必修二dna的复制
高中生物必修二dna的复制
DNA复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子复制成两条完全相同的DNA分子的过程。
这个过程是非常重要的，因为它确保了新细胞和旧细胞具有相同的遗传信息。
DNA复制的过程可以分为三个步骤：解旋、配对、连接。
第一步：解旋。
DNA双链被一个酶叫做螺旋酶解开，使得双链分开形成两个单链，形成两个模板链。
这个过程称为DNA解旋。
第二步：配对。
每个单链上的碱基与其它碱基配对。
这个过程由另外一种酶叫做聚合酶完成，它沿着单链移动，在模板链上读取碱基，然后把适当的碱基加入到新的单链上。
A碱基总是和T碱基配对，C 碱基总是和G碱基配对。
这个过程被称为DNA复制的配对。
第三步：连接。
新的碱基被添加到单链上之后，会形成一个新的DNA分子。
在每个碱基被加入到新的单链上之后，这个新的单链就会和原来的单链缠绕在一起，形成一个新的DNA双链。
这个过程由另外一种酶叫做连接酶完成，它把新的碱基与模板链上的碱基连接起来，形成一个新的DNA分子。
在这个过程中，每一个新的DNA分子都包含了一个原来的DNA分子的完整拷贝。
这就是DNA复制的过程。
只有当DNA分子被正确地复制时，细胞才能够分裂并产生新的细胞。
《现代分子生物学》第四章 1 DNA 复制
参与复制的DNA分子上 有两个区域，未复制的 区域由亲代DNA组成， 已复制的区域由两条子 代链组成。复制正在发 生的位点叫做复制叉 （replication fork）或 生长点（growing point）。
Origins can be mapped by autoradiography and electrophoresis Replicated DNA is seen as a replication eye flanked by nonreplicated DNA.
二、DNA聚合酶（包括DNA复制酶及参与复
制的附属反应或损伤DNA的修复合成）
1 大肠杆菌的DNA聚合酶 大肠杆菌中发现了三种DNA聚合酶：DNA聚合 酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅱ、DNA聚合酶Ⅲ。 DNA聚合酶Ⅰ参与损伤DNA的修复，并在半保 留复制中起切除RNA引物的作用。 DNA聚合酶Ⅱ也参与修复。 DNA聚合酶Ⅲ是一个多亚基的蛋白质，是合成 DNA新链的主要复制酶。
Semi-conservative mechanism
15N
labeled DNA
15N
labeling experiment
1. 2. 3. 4.
15N
labeling: grow cells in ?? Collect DNA: grow cells in ?? Separation: method ?? Result interpretation
第四章
DNA 复制
DNA的复制（replication）是指以原来的DNA分 子为模板合成出相同的DNA分子的过程。
遗传信息通过亲代DNA分子的复制传递给子代。 DNA复制在保持生物物种遗传的稳定性方面起 着重要的作用。
DNA的复制
AT
+ A T
CG
AT CG
GC
GC
AT
AT
GC
GC
9. DNA准确复制的原因 （1）DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。 （2）通过碱基互补配对保证了复制能够准确地进行。
AT GC AT AT CG GC AT GC
AT
AT
GC
GC
AT
AT
+ A T
CG
AT CG
GC
GC
AT
AT
GC
2. 脱氧核苷酸链数（复制n次）
（1）子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：2n＋1条 （2）亲代脱氧核苷酸（15N）链数： 2条
注：无论复制多少次，含15N的链数始终是2条。 （3）新合成的脱氧核苷酸（14N）链数： 2n＋1-2条
3.消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷 酸m个，经过n次复制后需要消耗该脱
C 培养，复制5次后标记的DNA分子占DNA分子总数的（ ）
A．1／10 B．1／5 C．1／16 D．1／25
练习
[例题4]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
C 要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是( )
A. 200个 B. 300个 C．400个 D．800个
1. DNA分子数计算（复制n次）
（1）子代DNA（含14N） 分子数： 2n个 （2）含亲代链（15N）的DNA分子数： 2个
注：无论复制多少次，含15N的DNA分子数始终是2个。 （3）不含亲代链（只含14N）的DNA分子数： 2n-2个 （4）只含15N的DNA分子数： 0个
DNA分子的复制
A.三次 B.四次 C.五次 D.六次
6.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 ）
A 间期 B 前期 C 中期 D 不能确定
温故知新：
1. DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸， 根据碱基的不同可分为 4 种。
2.DNA双螺旋结构的特点有哪些？
①两条链 反向平行 双螺旋 ②脱氧核糖和磷酸交替连接排列在
外侧，构成基本骨架，碱基通过 氢键形成碱基对，排列在内侧 ③遵循碱基互补配对原则
一、对DNA复制的推测
最早提出的DNA复制模型有:
半 保 留 复 制
亲 代 15N/15N-重型DNA(全部)
子一代 15N/14N-中型DNA(全部)
15N/14N-中型DNA(1/2) 子二代 14N/14N-轻型DNA(1/2)
亲代
轻 中 重
子一代
子二代
14N/14N 15N/14N 15N/15N
全重
全中
1 轻 1中 22
科学家做的大肠杆菌培养实验结果
规律 总结
一个亲代DNA分子经 n 次复制后，则
（１）DNA分子数 ①子代DNA分子数： 2n个 ②含亲代母链的DNA分子数： 2个 ③不含亲代母链的DNA分子数： 2n-2个
规律 总结
一个亲代DNA分子经 n 次复制后，则
（2）脱氧核苷酸链数
①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数：2n+1条
②亲代脱氧核苷酸链数：
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；
复制一次
2、半保留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的；
复制一次
问题1:如果要在实验中直观地区别、“标识” 母链或子链,可以采取什么办法？
DNA分子的复制
2.DNA复制的过程
①解旋：在解旋酶的作用下， 双链螺旋的DNA打开氢键，解开成 为两条单链，每条单链均作为模板 合成新的DNA。 。
②合成：以二条母链为模 板，四种脱氧核苷酸为原料， 按碱基互补配对原则合成为二 条新的子链。
③复旋：一条母链和一条子链螺
旋成为一个新的DNA分子。
总结:
1个DNA→2条DNA单链（母） →2母＋2子→
5. DNA分子复制的意义 DNA分子的半保留复制，使子 代DNA与亲代DNA具有完全相同的 脱氧核苷酸排列顺序，遗传信息稳 定地从亲代传给子代，保持了遗传 信息的连续性。
DNA分子的半保留复制， 并不意味着复制时毫无差错， 否则，自然界便没有了变异， 生物界就不会向前发展。
DNA分子的复制
DNA的双链螺旋结构，不仅能 储存大量的遗传信息，还使DNA能 够传递遗传信息。 遗传信息的传递是通过DNA的 复制来完成的。
1. DNA分子复制的概念
指以亲代DNA分子两条链为 模板合成子代DNA的过程。 即:1DNA→2DNA。
DNA分子复制的时间： 细胞周期的间期； DNA分子复制的场所： 主要在细胞核内进行
（母十子）＋（母十子）
பைடு நூலகம்→2DNA
3.DNA分子复制的条件
① DNA具有作模板的能力； ② A、T、G、C四种脱氧核苷酸为原料； ③ ATP作能量； ④酶系统参与（解旋酶、 合成酶等）； ⑤严格遵循碱基互补配对原则；
4. DNA复制的结果
1个DNA分子经复制形成2个DNA 分子；新形成的每个DNA分子中，一 条是新合成的子链，一条是来自上代 DNA的母链，所以叫半保留复制。
讨论： ①二条母链的碱基顺序是否相同？ ②二条子链的碱基顺序是否相同？ ③新合成的二个DNA碱基顺序是否 相同？
DNA分子的复制
密度梯度离心技术
离心后，试管内出现几条DNA带呢？请在下图 中标出相应位置的DNA类型。
14N/14N-DNA 14N/15N-DNA 15N/15N-DNA
演绎推理1 ： 亲代DNA是 15N作标记的，放在 14
N的环境中进行培养，若按照半保留复制的方式 进行复制，则子一代、子二代DNA分别含有哪种N 元素？离心后位于试管的什么位置呢？请分别在图 一和图二相应位置标出DNA类型。
如果DNA是以半保留的方式复制的， 如果DNA是以半保留的方式复制的，那么离 DNA是以半保留的方式复制的 心后应该出现几条DNA DNA带 心后应该出现几条DNA带？ 三条 如果DNA是以全保留的方式复制的， 如果DNA是以全保留的方式复制的，那么离 DNA是以全保留的方式复制的 心后应该出现几条DNA DNA带 心后应该出现几条DNA带？ 两条
资料1： 资料 ：1956年，美国生物化学家康贝格 年 在试管中，将大肠杆菌中提取出的DNA聚合 在试管中，将大肠杆菌中提取出的 聚合 酶加入到具有4种丰富的脱氧核苷酸的人工合 酶加入到具有 种丰富的脱氧核苷酸的人工合 成体系中。 成体系中。 结果：在试管中4种脱氧核苷酸不能合成 结果：在试管中 种脱氧核苷酸不能合成 DNA分子。 分子。 分子 资料2： 资料 ：康贝格在上述试管中加入了少量 DNA分子和 分子和ATP，培养在适宜温度条件下， 分子和 ，培养在适宜温度条件下， 一段时间后，测定其中DNA的含量。 的含量。 一段时间后，测定其中 的含量 结果：试管中的DNA的含量增加。 的含量增加。 结果：试管中的 的含量增加
知识回顾
组成DNA分子的基本单位是 脱氧核苷酸 。 分子的基本单位是 组成
分子磷酸 分子脱氧核糖 分子含氮碱基 1分子脱氧核苷酸 = 1分子磷酸 + 1分子脱氧核糖 +1分子含氮碱基. 分子脱氧核苷酸
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6．1 条染色单体含有 1 个双链的 DNA 分子，那么，四分体时期中的 1 条染色体含有 A．4 个双链的 DNA 分子 C．2 个单链的 DNA 分子 B．2 个双链的 DNA 分子 D．1 个双链的 DNA 分子
7．某 DNA 分子含腺嘌呤 520 个，占碱基总数的 20%，该 DNA 分子中含胞嘧啶 A．350 个 B．420 个 C．520 个 D．780 个
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DNA 分子中 N 元素
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密度 最大（重带）
在离心管中的位置比例
N N（全部）
5、实验结果
结论：上述实验证明，在新合 成的每个 DNA 分子中，都保留 了 。 这种复制方式是： ________________________。 （二）DNA 分子的复制： 1．概念：以________________________________为模板合成子代 DNA 的过程。 2．发生时期：有丝分裂______________和减数________________________。 3．过程: (1)解旋：需要细胞提供能量，在_________的作用下，两条螺旋的双链解开。 (2) 合成子链：以母链为模板，在 __________ 等酶的作用下，以游离的 4 种 _________为原料，按照_____________原则，合成与母链互补的子链。 (3)形成子代 DNA 分子：延伸子链，母子链盘绕成_______结构。 4.特点： （1）____________（2）复制方式________________ 5．条件： （1）模板_______________(2)原料：4 种游离的____________ （3）能量______________ (4)酶：解旋酶和____________ 6.复制的结果：1 个 DNA 分子形成了___________完全相同的 DNA 分子 7．准确复制的原因 (1)DNA 分子独特的___________提供精确模板。 (2)通过____________保证了复制的准确进行。 8．意义：将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的______________。
8．某生物碱基的组成是嘌呤碱基占 58%，嘧啶碱基占 42%，此生物不可能是 A．烟草 B．小麦 C．烟草花叶病毒 D．噬菌体
9．分析一个 DNA 分子时，发现 30%的脱氧核苷酸含有腺嘌呤，由此可知该分子中一条链 上鸟嘌呤含量的最大值可占此链碱基总数的 A．20％ B．30％ C．40％ D．70％
3．下面关于 DNA 分子结构的叙述中错误的是 A．每个双链 DNA 分子通常都会含有四种脱氧核苷酸 B．每个核糖上均连接着一个磷酸和一个碱基
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C．每个 DNA 分子的碱基数＝磷酸数＝脱氧核糖数 D．双链 DNA 分子中的一段若含有 40 个胞嘧啶，就一定会同时含有 40 个鸟嘌呤
“研讨理解”阶段 知识点（研讨目标） 两条链之间碱基数量的复杂计算 学 案
四、练习测学
1．在生物实验室内模拟生物体 DNA 复制所必需的条件是 ①酶类 ⑤mRNA ②游离四种脱氧核苷酸 ⑥tRNA ⑦适宜的温度 ③ATP ④DNA 分子
⑧适宜的 PH 值 C．①②③⑤⑦⑧ D．①②③④⑦⑧
A．①②③④⑤⑥
B．②③④⑤⑥⑦
2．DNA 分子复制时，解旋酶作用的部位应该是 A．腺嘌呤与鸟嘌呤之间的氢键 C．鸟嘌呤与胞嘧啶之间的氢键 B．腺嘌呤与胞嘧啶之间的氢键 D．脱氧核糖与含氮碱基之间的化学键
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4． 1 个 DNA 分子经过 4 次复制， 形成 16 个 DNA 分子， 其中含有最初 DNA 分子长链的 DNA 分子有 A．2 个 B．8 个 C．16 个 D．32 个
5．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， 则需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸 A．60 个 B．80 个 C．120 个 D．180 个
高二生物教学案
班级 姓名 使用时间____年____月____日 编号 必修2-3-1
课 第 3 章第 3 节 DNA 的复制 题 1、概述 DNA 的复制 目标
编制人 审核人
王玉萍
2、理解 DNA 分子复制的条件、过程和特点 导学 3、理解 DNA 分子复制的生物学意义 重点 难点 1、重点：DNA 分子复制的条件、过程和特点 2、难点：两条链之间碱基数量的复杂计算 “自学质疑”阶段
一、疑难突破： 知识点二：DNA 分子复制的有关计算 假设将 1 个全部被 15N 标记的 DNA 分子(0 代)转移到含 14N 的培养基中培养 n 代，结 果如下： 1．DNA 分子数 (1)子代 DNA 分子总数＝2n 个 (3)含 14N 的 DNA 分子数＝2n 个 (5)只含 14N 的 DNA 分子数＝(2n－2)个 2． 消耗的脱氧核苷酸数 设亲代 DNA 分子中含有某种脱氧核苷酸 m 个,则： (1)经过 n 次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸 m· (2n－1)个。 (2)含 15N 的 DNA 分子数＝2 个 (4)只含 15N 的 DNA 分子数＝0 个
2、实验假设：假设 DNA 是半保留复制 3、分析假说：复制后得到的子一代 DNA 和子二代 DNA 的组成是怎样的?Βιβλιοθήκη 阅读 记录亲代：亲代：
子一代：
子一代：
子二代
子二代
全保留复制
全保留复制
4、实验过程：如果 DNA 是以半保留的方式复制的，预期实验结果如下表（请完成） 世代 亲代 第1代 第2代 第3代
10．某 DNA 分子共有 a 个碱基对，其中含胞嘧啶 m 个，则该 DNA 分子复制 3 次，需要游 离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 A．7（2a-m） B．8（a-m） C．7（ a-m） D．8（2a-m）
11、由 15N 标记细菌的 DNA，然后又将 14N 来供给这种细菌，于是该细菌便用 14N 来合 成 DNA，假设细菌连续分裂三次产生了八个新个体，它们 DNA 中的含 N 的链与 N 的链 的比例是（ A、7：1 ） B、2：1 C、4：1 D、3：1
一、目标导学：认真学习“目标导学” ，明确本节课的学习内容及要求。 二、 教材自学：阅读教材内容，完成自主学习环节。
(一） DNA 半保留复制的实验证据（选学） 1 、实验材料：要分析 DNA 是全保留还是半保留的，就要区分亲代与子代的 DNA。 1958 年，科学家以 为实验材料，运用 方法标记 DNA 分子，
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四、课下练习：自主学习丛书
反思：
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2．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 DNA 分子复制一次，则需要腺嘌呤脱氧核苷酸的数量是 A．200 个 B．300 个
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C．400 个
D．800 个
3．将大肠杆菌放在 N 培养基中培养若干代后，大肠杆菌 DNA 中所有的氮均为 N。然后 将被 N 标记的大肠杆菌 DNA，转放到 N 培养基中，连续培养三代，在第三代大肠杆菌 DNA 总量中带有 N 标记的 DNA 占 A．12.5% B．25% C．5% D．75%
识记
理解
应用 √
内 容
学生 笔记
(2)在第 n 次复制时，共需消耗游离的该脱氧核苷酸 m· 2n－1 个。 【特别提醒】 ①运用 DNA 半保留复制特点,分析被标记 DNA 分子的比例时，应注意 求的是 DNA 分子数，还是脱氧核苷酸链数；还应注意培养液中化学元素的转换。②运 用 DNA 半保留复制特点， 解决消耗某种脱氧核苷酸数量问题时， 应注意亲代 DNA 分子 的两条母链被保留下来，不需消耗原料。③在计算消耗脱氧核苷酸数时要明确是经过 n 次复制还是第 n 次复制。 二、训练展示 1． 某 DNA 分子中有脱氧核苷酸 4000 个， 已知腺嘌呤和胸腺嘧啶之和占碱基总数的 60％， 那么该 DNA 分子连续复制 2 次所需要的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 A．800 个 B．1600 个 C．2400 个 D．3200 个