DNA的复制 高一下学期生物人教版必修二

《侏罗纪公园》哈蒙德博士召集大批的科学家根据遗传学理论，透过史前蚊子所遗留的恐龙血液，提取出恐龙的DNA，再通过DNA复制，培育，使已绝迹了6500万年的史前动物得以复生。必修二第3章第3节

DNA的复制CT制作美国生物学家沃森&英国物理学家克里克DNA双螺旋结构模型

沃森和克里克在发表DNA双螺旋结构的那篇著作短文的结尾处写道：“值得注意的是，我们提出的这种碱基特异性配对方式，暗示着遗传物质进行复制的一种可能的机制”。inthefollowingcommunications.Wewerenota

ware

ofthedetailsoftheresultspresontedtherewhenwe

devisedourstructure,whichrestsmainlythoughnotentirelyon

publishedexperimentaldataandstereo-chenicalarguments.

Ithasnotescopedournoticethatthespscific

pairingwehavepostulatedimmedintelysuggestsapossible

copyingmechanismforthegenetismaterial.Fulldetailsofthestructure,includingthecon-ditionsassumedinbuildingit,togetherwithaset

ofco-ordinatesfortheatoms,willbepublishedelsewhere.《核酸的分子结构》论文节选DNA半保留复制假说3：全保留复制假说2：半保留复制DNA复制假说假说1：分散复制子链（旧链）母链（新链）母链（旧链）子链（新链）母链（旧链）母链（旧链）子链（新链）子链（新链）子链（新链）半保留复制全保留复制15N15N亲代第一代15N

14N第二代15N

14N14N14N15N

14N14N14N15N

14N15N15N15N15N14N14N15N15N14N14N14N14N14N14N自学时间P53-54Thequestion：Q1：通过怎样的技术，利用什么实验材料证明DNA复制为半保留复制？Q3：实验结果怎样？Q2：科学家开展了怎样一个实验证明DNA复制为半保留复制？Theanswer：同位素标记法15N唯一氮源大肠杆菌+15NH4Cl培养基→→15N15N大肠杆菌充分标记多代培养Theanswer：同位素标记法15N15N15N大肠杆菌14NH4Cl培养基第一代第二代提取DNA，离心提取DNA，离心提取DNA，离心14NH4Cl培养基重密度带中密度带中密度带低密度带14N/14N14N/15N15N/15N半保留复制全保留复制15N15N亲代第一代15N

14N第二代15N

14N14N14N15N

14N14N14N15N

14N15N15N15N15N14N14N15N15N14N14N14N14N14N14N提出假说演绎推理实验验证假说演绎（1）DNA的复制是半保留复制（2）子代DNA可能的情况及如何设计实验验证这种现象（3）通过实验进行验证得出结论Theanswer：自学时间P54Thequestion：Q1：DNA半保留复制的时间及场所？Q2：DNA半保留复制原则和过程？Q3：DNA半保留复制需要哪些物质，作用分别是什么？Q4：DNA半保留复制的方向？DNA半保留复制过程Theanswer：一、时间有丝分裂间期减数分裂前的间期无丝分裂之前二、场所主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中三、原则遵循碱基互补配对原则四、物质①四种游离脱氧核苷酸②DNA解旋酶DNA聚合酶③ATP→原料→能量④DNA双链（母链）→模板三、DNA分子复制的过程Theanswer：DNA半保留复制过程在ATP的驱动下，解旋酶将DNA部分双螺旋的两条链解开CGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATACGTATACGGCTAGCCGTA3'5'CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ATP解旋酶1、解旋

问题1：解旋酶的作用部位？断开氢键DNA半保留复制过程游离的4种脱氧核苷酸按碱基互补配对原则随机地与两条母链（作为模板）的碱基配对，确定子链的脱氧核苷酸排列顺序。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTT形成氢键：不需要酶参与2、合成子链

DNA半保留复制过程在DNA聚合酶的催化下从子链的5'端把子链的脱氧核苷酸聚合成脱氧核苷酸链。CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATATA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTACGCAAGCTAGTCATTADNA聚合酶5'3'TATGCATGATCGAGCTT5'3'ATPATP子链的5'端→

3'端形成磷酸二酯键DNA半保留复制过程2、合成子链

问题2：DNA聚合酶的作用部位？问题3：子链的合成方向？CCGTAGTATACGGCTAGCCGTATACGGCCGTATAGCCGATATCGATCGTATATAA3'5'ACGCAAGCTAGTCATTATATGCATGATCGAGCTTTAGCCGTATAGCCGATAT3'5'TTACGCGTATATATA3、形成子代DNA分子

每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。DNA半保留复制过程DNA复制五、特点半保留复制边解旋边复制从结果看：从过程看：五、特点(2)原核生物：单起点双向复制(1)真核生物：提高DNA复制的效率多起点双向复制从起点和方向看PCR仪DNA体外复制②通过碱基互补配对保证了复制的准确性①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复

制提精确的模板ACTTGACGATGAACTGCTTGAACTGCTACTTGACGADNA如何保证准确复制?①使遗传信息从亲代传递给子代，保持遗传信息的连续性，使本物种保持相对稳定和延续。

DNA复制会出差错吗？②由于复制差错而出现基因突变，从而为进化提供原始选择材料原因意义规律1：一个15N/15N-DNA连续复制n次后：①DNA分子总数：脱氧核苷酸链数：②含15N的DNA分子数是：

含15N的脱氧核苷酸链数：③只含15N的DNA分子数是：④含14N的DNA分子数是：

含14N的脱氧核苷酸链数：⑤只含14N的DNA分子数是：⑥既含有14N又含15N的杂种DNA分子数是：2个2n个0个2个2n-2个2n+1-2条2条2n+1条2n个ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCTTGAACTGCTACTTGACGA复制染色体数目不变

DNA数目加倍姐妹染色单体中的DNA完全一样半保留复制发生在间期，但子代DNA分离发生在有丝分裂或减数Ⅱ分裂32P31P31P32P31P31P第1代（亲代）第2代第3代第4代15N/15N15N/14N14N/15N15N/14N复制1次15N/14N14N/14N14N/14N14N/14NDNA半保留复制图解分析14N/14N14N/14N14N/14N14N/14N14N/14N14N/15N14N/15N复制2次复制3次ACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCTTGAACTGCTACTTGACGA复制染色体数目不变

DNA数目加倍姐妹染色单体中的DNA完全一样半保留复制发生在间期，但子代DNA分离发生在有丝分裂或减数Ⅱ分裂32P32P31P32P31P32PACTTGACGATGAACTGCTACTTGACGATGAACTGCTTGAACTGCTACTTGACGA复制染色体数目不变

DNA数目加倍姐妹染色单体中的DNA完全一样半保留复制发生在间期，但子代DNA分离发生在有丝分裂或减数Ⅱ分裂32P31P31P32P31P31P32P32P32P32P32P31P32P31P32P31P32P31P32P31P32P31P32P31P32P31P32P32P32P32P32P31P32P31P32P31P32P31P32P31P31P31P32P31P31P31P32P31P31P31P32P31P31P31P【例题】将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制二次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例以及含有15N的脱氧核苷酸链占全部DNA单链的比例依次是(

)

A．1/2,1/4B．1/4,1/4C．1/4,1/8D．1/2,1/8A规律2：若亲代DNA分子中某脱氧核苷酸数为a，经n次复制后，所需游离的脱氧核苷酸数为：R

=a(2n-1)变通：复制第n次所需的某脱氧核苷酸数？R=a·2n-1【例题】一个DNA分子中含有1000个碱基对，其中有400个腺嘌呤。如果它连续复制三次，消耗周围环境中腺嘌呤脱氧核苷酸

。第三次复制需要消耗腺嘌呤脱氧核苷