第三章 第三节 DNA的复制

复制一次
子代DNA 子代
复制一次
复制一次
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制假说： 沃森和克里克提出了遗传物质自我复制假说：半保留复制
二、DNA半保留复制的实验证据（见教材） DNA半保留复制的实验证据（见教材） 半保留复制的实验证据
15N//15N
重带(下部 重带 下部) 下部
15N//14N
中带(中间 中带 中间) 中间
C ）个
课堂练习
1、下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ B 下列关于DNA复制的说法，其中不正确的是（ 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 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 D. DNA 复制过程中两条母链均可作模板 2、以DNA的一条链“－A－T－C－”为模板，经复制后 DNA的一条链“ 的一条链 为模板， 的子链是（ 的子链是（ A ） “－ “－ A. “－T－A－G－” B. “－U－A－G－” “－ “－ C. “－T－A－C－” D. “－T－U－G－” ）
数
子
ｎ
2n
２
２
2n
2n+1
２
2n+1-2
0
2n-2
2、跟据碱基互补配对及亲子代DNA完全 跟据碱基互补配对及亲子代DNA完全 DNA 相同规律来计算 若某种DNA分子含某碱基x个 则该DNA DNA分子 若某种DNA分子含某碱基 个，则该DNA分子 DNA分子含某碱基 进行n次复制， 进行n次复制，需要 含该碱基的脱氧核苷酸分子数 =互补的碱基的脱氧核苷酸分子数 n-1）x 个。 =____________个 （2 ） =____________
8、已知某DNA分子共含有1000个碱基对，其中一条链 已知某DNA分子共含有1000个碱基对， DNA分子共含有1000个碱基对 C=l： DNA分子连续复制 分子连续复制2 上A：G：T：C=l：2：3：4。该DNA分子连续复制2次 ，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是 D 900个 A．600个 B．900个 600个 C．1200个 1200个 D．1800个 1800个
母链
子 子链 链 母链
三、DNA分子复制的过程 DNA分子复制的过程
1. 概念： 以亲代 . 概念： 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。 为模板合成子代 的过程
体细胞) 体细胞 时间: 时间: 有丝分裂间期(体细胞 生殖细胞) 减Ⅰ分裂间期(生殖细胞 生殖细胞
真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体 ）、叶绿体 场所：原核生物： 场所：原核生物：细胞质 病毒： 病毒：寄主细胞
9.用 标记某一个噬菌体的DNA分子, DNA分子 9.用32P标记某一个噬菌体的DNA分子,然后去侵染不被 标记的大肠杆菌,释放出64个子代噬菌体, 64个子代噬菌体 标记的大肠杆菌,释放出64个子代噬菌体,问:该噬菌 DNA复制的次数以及子代噬菌体中被标记的噬菌体 体DNA复制的次数以及子代噬菌体中被标记的噬菌体 占总数的比例 ( B ) 6次 6次 A. 6次, 1/64 B. 6次, 1/32 8次 8次 C. 8次, 1/64 D. 8次, 1/32
轻链
1百度文库N-DNA
全轻链 全中链 全重链
1/2轻链 轻链 1/2中链 1/2中链
中链 重链
15N-DNA
（1）由实验结果可以推出第一代（I）细菌 ）由实验结果可以推出第一代（ ）细菌DNA分子中一条 分子中一条 14 链是15N母链 ，另一条链是 N新链 。 15 （2）中链含有氮元素是 N和14N ） 。 的培养基上繁殖一代， （ 3）将第一代 （ I） 转移到含 15N的培养基上繁殖一代， 将 ） 将第一代（ ） 的培养基上繁殖一代 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 用同样方法分离。 所得到的细菌的 用同样方法分离 况是 1/2中链、1/2重链 。 1/2中链、1/2重链 中链 。 （4）上述实验表明DNA分子复制的特点是半保留复制 ）上述实验表明 分子复制的特点是
碱基互补配对原则及应用
第3节 DNA的复制
一、对DNA分子复制的推测 DNA分子复制的推测
DNA复制模型有三种： 复制模型有三种： 复制模型有三种 1、全保留复制：新复制出 、全保留复制： 的分子直接形成，完全 的分子直接形成， 没有旧的部分 2、半保留复制：形成的分子 、半保留复制： 一半是新的， 一半是新的，一半是旧的 3、弥散复制：新复制的分子 、弥散复制： 中新旧都有， 中新旧都有，但分配是随 机组合的； 机组合的； 亲代DNA 亲代
3、DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ D ） DNA分子的复制发生在细胞有丝分裂的（ 分子的复制发生在细胞有丝分裂的 A 分裂前期 B 分裂中期 C 分裂后期 D 分裂间期 DNA分子的复制是以周围游离的 分子的复制是以周围游离的（ 为原料？ 4、DNA分子的复制是以周围游离的（ A ）为原料？ A脱氧核苷酸 B磷酸 C脱氧核糖 D含N碱基
体细胞) 体细胞 时间: 时间: 有丝分裂间期(体细胞 生殖细胞) 减Ⅰ分裂间期(生殖细胞 生殖细胞
场所： 细胞核（主要场所） 叶绿体 线粒体 场所： 细胞核（ 过程： 过程：
DNA分子片断 分子片断
DNA的复制过程 的复制过程
1). 解旋
2). 碱基互补配对
3). 形成两个新的 形成两个新的DNA分子（和亲代完全一样） 分子（和亲代完全一样） 分子
10、在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子 、 的培养基上生长的大肠杆菌， 的培养基上生长的大肠杆菌 分子 均为 14N-DNA（ 对照 ） ； 在氮源为 15N的培养基上生长的大肠 （ 对照） 的培养基上生长的大肠 杆菌， 杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转 分子均为 （亲代） 的培养基上， 移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代（I和II），用离心的 的培养基上 再连续繁殖两代（ 和 ） 方法分离得到的结果如下表所示，请分析： 方法分离得到的结果如下表所示，请分析： I II 亲代 对照
C ） 6、下列关于DNA复制过程中，正确顺序是（ 下列关于DNA复制过程中，正确顺序是 DNA复制过程中 ①互补碱基对间氢键断裂 ②互补碱基对之间形成氢键 DNA分子在解旋酶作用下解旋 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 D．①③④②⑤ 7、由15N标记细菌的DNA，然后又将14N来供给这种细菌， 标记细菌的DNA DNA， 来供给这种细菌， 来合成DNA DNA， 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 DNA中的含 产生了八个新个体 ， 它们 DNA 中的含 14N 的链与 15N 的链的 比例是（ 比例是（ A ） B、 A 、7 ：1 B 、2 ：1 D、 C 、1 ：1 D 、3 ：1
14N//14N 15N
轻带(上部 轻带 上部) 上部 中带(中间 中带 中间) 中间
//14N
半保留复制
15
N N__DNA
15
15
N N__DNA
14
15 14
N N__DNA N N__ DNA
14
14
三、DNA分子复制的过程 DNA分子复制的过程
1. 概念： 以亲代DNA为模板合成子代 . 概念： 以亲代 为模板合成子代DNA的过程。 的过程。 为模板合成子代 的过程
过程： 过程：①解旋
形成两个新的DNA分子 ② 碱基互补配对 ③形成两个新的 分子
结果: 个 结果: 1个DNA分子形成 个相同的 分子形成2个相同的 分子形成 个相同的DNA分子 分子
2、特点: 边解旋边复制、半保留复制 、特点: 边解旋边复制、
解旋后的两条链 母链) 3、条件: 模板： DNA解旋后的两条链 母链 条件: 模板： 解旋后的两条链(母链 原料： 原料： 四种脱氧核苷酸 能量： ATP 能量： 解旋酶、 聚合酶、 酶： 解旋酶、 DNA聚合酶、 DNA连接酶 聚合酶 连接酶
课堂练习
DNA的复制是在细胞的 有丝 分裂和 减数 的复制是在细胞的 第一次分裂 亲代DNA分子为模板来 分子 期进行的。 前的 间 期进行的。复制是指以 亲代 合成子代DNA分子 的过程。复制特点是 边解旋边复制 和 子代 分子 的过程。 亲代DNA分子一条链 为 分子一条链 半保留复制 。复制过程必需以 亲代 模板、 为原料、 提供能量、 模板、 脱氧核苷酸 为原料、 ATP 提供能量、 酶 的 分子双螺旋结构 催化等条件， DNA分子双螺旋结构 为DNA的复制提供 催化等条件， 的复制提供 精确的模板、 精确的模板、并有 碱基互补配对 能力保证复制能够准确 无误地完成。一个亲代DNA分子通过复制形成了两 无误地完成。一个亲代 分子通过复制形成了两 结构完全相同的子代DNA分子 ，新形成的 分子 新形成的DNA分子 个 结构完全相同的子代 分子 因此， 都是既含一条 子 链、又含一条 母 链，因此，称 DNA的复制为“ 的复制为“ 的复制为 半保留复制 ”。
5、实验室里，让一个DNA分子（称第一代）连续复制 实验室里，让一个DNA分子（称第一代） DNA分子 三代， 在第四代DNA分子中，有第一代DNA DNA分子中 DNA分子 三代，问：在第四代DNA分子中，有第一代DNA分子 链的DNA分子占（ DNA分子占 链的DNA分子占（ D ）： A100% B75% C 50% D 25%
四、DNA分子复制的相关计算 DNA分子复制的相关计算
1、已知某一条全部N原子被15N标记的 、已知某一条全部 原子被 标记的 标记的DNA分子（0代）， 分子（ 代 分子 的培养基上培养n代 转移到含14N的培养基上培养 代 的培养基上培养
复 ＤＮＡ分子数 ＤＮＡ分子数 脱氧核苷酸链数 制 次 分 只含14 只含15N 链总 含15Ｎ 含14N的 含 数 子 Ｎ的分 14 15 的分子 Ｎ Ｎ 的链 链 数
4、准确复制的原因： 、准确复制的原因：
独特的双螺旋结构 ① DNA独特的双螺旋结构，能为复制提供精确模板； 独特的双螺旋结构，能为复制提供精确模板； 碱基互补配对的能力，能使复制准确无误。 ② 碱基互补配对的能力，能使复制准确无误。 的能力
5. 意义
•使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的 使遗传信息从亲代传递给子代， 使遗传信息从亲代传递给子代 连续性，使本物种保持相对稳定和延续。 连续性，使本物种保持相对稳定和延续。 •由于复制差错而出现基因突变，从而为进化提供 由于复制差错而出现基因突变， 由于复制差错而出现基因突变 原始选择材料。 原始选择材料。
【例1】将一个DNA分子进行标记，在普通培养基上，让 将一个DNA分子进行标记，在普通培养基上， DNA分子进行标记 其连续复制3次，在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA 其连续复制3 在最后得到的DNA分子中，被标记的DNA DNA分子中 的脱氧核苷酸链占DNA总的脱氧核苷酸链的比例（ DNA总的脱氧核苷酸链的比例 的脱氧核苷酸链占DNA总的脱氧核苷酸链的比例（ C ） A、 1/32 B、 1/ 16 C、 1/8 D、 1/4 【例2】某DNA分子中，若A占32.8%，当其复制两次后， 】 DNA分子中， 32.8%，当其复制两次后， 分子中 其中T应该占到多少？ 其中T应该占到多少？ A A.17.2% B.32.8% C.50% D.65.6% 分子共有a 【例3】某DNA分子共有a个碱基，其中含C有m个,则该 】 DNA分子共有 个碱基，其中含C DNA复制3 DNA复制3次，需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（ 复制 需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（ 7(aA. 7(a-m) C. 7a/2 -7m 8(aB. 8(a-m) 8(2aD. 8(2a-m)
复习：DNA的双螺旋结构
一分子磷酸 基本单位——脱氧核苷酸 脱氧核苷酸 基本单位 一分子碱基： 、 、 、 一分子碱基：A、G、C、T 一分子五碳糖 DNA 分子 的结 构 外侧的基本骨架是： 外侧的基本骨架是： 由脱氧核糖和磷酸交替连接构成 主要特点
双螺旋 结构
A=T G=C
内侧是由碱基通过 氢键 连接成的 碱基对 。