3.3DNA的復制

沃森和克里克在發DNA螺構的那篇著名短文的尾處寫道:“值得注意的是，我們提出的這種基特異性配對方式，暗示著傳物質進行復制的一種可能的機制。”《核酸的分子結構》論文節選

堿基互補配對原則是指DNA兩條鏈的堿基之間有準確的一一對應關系，暗示DNA的復制，可能需要先解開DNA的兩條鏈，然后通過堿基互補配對合成互補鏈。

科學研究需要大膽的想象，但是得出結論必須建立在確鑿的證據之上。堿基互補配對原則暗示DNA的復制機制可能是怎樣的?這句話中為什么要用“可能”二字?這反映科學研究具有什么特點?②作出假說推測可能復制方式。④實驗驗證，得出結論實驗、得出結論、驗證假說。①提出問題DNA如何復制？③演繹推理根據復制模式，預測實驗結果假說——演繹法一、對DNA復制的推測

沃森和克里克緊接著提出遺傳物質自我復制假說：

DNA復制時，DNA雙螺旋解開，互補的堿基間氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈分別作為復制的模板，游離的脫氧核苷酸根據堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結合到作為模板的單鏈上。

由于新合成每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中一條鏈，因此，這種復制方式稱作半保留復制。脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖P假說1：半保留復制作出假說假說1：半保留復制作出假說脫氧核糖PT脫氧核糖PTC脫氧核糖PG脫氧核糖PA脫氧核糖P5'3'脫氧核糖PT5'脫氧核糖PA脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PT3'A脫氧核糖PG脫氧核糖P脫氧核糖PC脫氧核糖PG脫氧核糖PAC脫氧核糖PDNA復制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的假說二：全保留復制到底哪種假說正確呢?要通過實驗進行驗證要通過實驗探究DNA復制是哪種方式,關鍵思路是什么?

通過實驗區分親代和子代的DNA。如何做區分?美國生物學家梅塞爾森和斯塔爾◆科學家1958年◆時間大腸桿菌◆實驗材料二、DNA半保留復制的實驗證據該實驗用什么元素做標記?為什么?15N和14N是N元素的兩種穩定的同位素，這兩種同位素的相對原子質量不同，含15N的DNA比含14N的DNA密度大。如何測定子代DNA帶有同位素的情況?

含15N的DNA比含14N的DNA密度大，利用離心技術可以在試管中區分不同N元素的DNA分子。◆實驗技術同位素標記法、密度梯度離心法15N/15N-DNA14N/14N-DNA思考·討論證明DNA半保留復制的實驗15N/15N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA如果DNA復制是半保留復制第一代會出現的結果是第二代會出現的結果是提取DNA，離心轉移到含14NH4Cl的培養液中細胞分裂1次提取DNA，離心提取DNA，離心細胞再分裂1次大腸桿菌在含15NH4Cl的培養液中生長若干代15N/15N-DNA第一代第二代高密度低15N/14N-DNA15N/14N-DNA14N/14N-DNA實驗結果表明，DNA的復制是以半保留的方式進行的。演繹推理實驗驗證如果DNA復制是全保留復制第一代會出現的結果是第二代會出現的結果是細胞再分裂1次提取DNA，離心轉移到含14NH4Cl的培養液中細胞分裂1次提取DNA，離心提取DNA，離心大腸桿菌在含15NH4Cl的培養液中生長若干代第一代第二代15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA14N/14N-DNA15N/15N-DNA15N/15N-DNA15N/15N-DNA14N/14N-DNA實驗可能結果1.概念：是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。隨著染色體的復制而完成的減數分裂前的間期有絲分裂間期真核生物細胞質：線粒體、葉綠體細胞核(主要)原核生物擬核細胞質病毒：宿主細胞4.條件：2.發生時期：3.場所：DNA兩條母鏈細胞中游離的4種脫氧核苷酸ATP（破壞氫鍵）解旋酶、DNA聚合酶等模板原料能量酶三、DNA復制的過程5.DNA復制的過程：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程利用能量，在解旋酶作用下，DNA雙鏈解開以解開的每一段母鏈為模板在DNA聚合酶等酶的作用下利用細胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料按照堿基互補配對原則各自合成與母鏈互補的一條子鏈每條新鏈與其對應的模板鏈盤繞成雙螺旋結構5.DNA復制的過程：DNA聚合酶DNA解旋酶復制分叉子鏈DNA模板鏈DNA聚合酶DNA模板鏈子鏈DNA氫鍵一條母鏈和一條子鏈螺旋成為一個新的DNA分子解旋合成子鏈重新螺旋解旋酶雙鏈解開4種脫氧核苷酸DNA聚合酶磷酸二酯鍵4種脫氧核苷酸加熱完全解旋需要7小時DNA分子ATP解旋酶原料ATPDNA聚合酶得到子代DNA需要8小時A組實驗B組實驗DNA聚合酶4種脫氧核苷酸DNA分子ATP解旋酶得到子代DNA只需要7.5小時資料1：哺乳動物DNA分子展開可達2米，科學家在研究DNA復制時，在適宜情況下人工合成DNA，過程如下：

女性子宮肌瘤細胞中最長的DNA分子達36mm，DNA速度約為4μm/min(1mm=1000μm)，但復制過程僅需40min左右即完成。

果蠅DNA有多個復制起點，可同時從不同起點開始DNA復制，由此加快DNA復制速率，為細胞分裂做好物質準備。請你推測果蠅DNA形成多個復制泡的原因。果蠅DNA的電鏡照片資料2：半保留復制邊解旋邊復制多個復制起點復制方向復制方向復制方向復制起點復制起點復制起點

(從結果看)

(從過程看)6.特點：DNA復制的起點和方向原核生物：單起點雙向復制真核生物：多起點雙向復制在復制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復制的，這種復制方式提高了DNA復制的效率8.結果一個DNA分子形成兩個完全相同的DNA分子7.方向從子鏈的5'端向3'端延伸10.意義DNA通過復制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性9.準確復制的原因DNA獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行

假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養3代，子代DNA含N情況結果如下：DNA復制的相關計算規律親代1代2代N14N15N15N15N15N143代

假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養n代，子代DNA含N情況：(1)DNA分子數①子n代DNA分子總數為

個。②含15N的DNA分子數為

個。③含14N的DNA分子數為

個。④只含15N的DNA分子數為

個。⑤只含14N的DNA分子數為

個。2n202n_22n

假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養n代，子代DNA含N情況：(2)脫氧核苷酸鏈數①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數＝

條。②親代脫氧核苷酸鏈數＝

條。③新合成的脫氧核苷酸鏈數＝

條。22n+12n+1_2(3)消耗的脫氧核苷酸數①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過n次復制需消耗游離的該脫氧核苷酸數為

個。②若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，在第n次復制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸數為

個。m·（2n－1）m·2n－1

假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養n代，子代DNA含N情況：DNA的復制三種方式DNA復制的過程對DNA復制的推測實驗證明具體內容對DNA復制的推測1.某親本DNA分子雙鏈均以白色表示，以灰色表示第一次復制出的DNA子鏈，以黑色表示第二次復制出的DNA子鏈，該親本雙鏈DNA分子連續復制兩次后的產物是()D2.

下列有關DNA復制的敘述，正確的是()A.DNA復制時以DNA分子的一條鏈作為模板B.洋蔥根尖分生區細胞在減數分裂前的間期進行DNA復制C.DNA復制時先解旋后復制D.藍細菌細胞的擬核可發生DNA復制D3.下圖為某真核細胞中DNA復制過程模式圖，下列分析正確的是()

A．酶①和酶②均作用于氫鍵D

B．該過程的模板鏈是a、d鏈

C．該過程