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第3节 DNA的复制
1958年,沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构,同年又提出了
DNA半保留复制的理论。
一. DNA半保留复制
1. 复制时间:有丝分裂和减数分裂的间期(S期)
2. 复制场所:(所有含DNA的场所)
主要场所:细胞核
次要场所:线粒体、叶绿体
3. 所需原料:四种游离的脱氧核苷酸
(1)解旋:在解旋酶的作用下,DNA的
氢键断裂,双链解开。
(2)碱基配对:在DNA聚合酶、DNA连接酶
的作用下,以两条单链为模板,以游离的
脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成子链。
(3)螺旋化:每条子链与其对应的母链
盘绕成双螺旋结构。
:边解旋边复制
模板:____________________________
:
亲代DNA分子的两条母链。
细胞中游离的4种脱氧核苷酸。
ATP
DNA解旋酶,DNA聚合酶、DNA连接酶等。
能量:________
酶:___________________________________
原料:_____________________________
:
边解旋边复制;半保留复制
DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了
子代,从而使生物前后代保持了遗传信息的连续性。
:
DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的
模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
:

在DNA复制的过程中,需要酶的催化和ATP供能,凡是影响酶活性
的因素和影响细胞呼吸的因素,都会影响DNA的复制。

一般情况下,DNA能准确地进行复制。特殊情况下,在外界因素
和生物内部因素的作用下,可能造成碱基配对发生差错,引起
DNA复制过程中出现差错,即:出现基因突变。
二. 有关DNA复制的其他问题

DNA在进行复制的时候,起点可能不仅仅为一个,有时候为多起点复制,复制的方向也不是单一的,既可以单向进行,也可以双向进行。
三. DNA复制过程中的相关计算
一个DNA分子复制n次后:
(1)可得到____个子代DNA分子。
(2)其中含有亲代母链的DNA分子有
______条,含有新合成子链的DNA分子
有____条。
(3)亲代脱氧核苷酸链数=____条;
(4)子代DNA分子中脱氧核苷酸总链数
=_______条;
(5)新合成的脱氧核苷酸链数
=_________条。
2
2
n+1
2 -2
n+1
2
n
2
2
n
DNA双链
深色:亲代DNA的两条母链
浅色:新合成的子链
三. DNA复制过程中的相关计算
一个DNA分子复制n次后:
DNA双链
深色:亲代DNA的两条母链
浅色:新合成的子链
若亲代DNA分子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
脱氧核苷酸__________个。
(2)第n次复制时,需消耗游离的该脱
氧核苷酸__________个。
m·(2 -1)
n
m·2
n-1
三、DNA半保留复制的实验证据
阅读课本P62【相关链接】:DNA半保留复制的证明
(一)实验方法:放射性同位素标记法和密度梯度离心技术
密度梯度离心法:又称为区带离心法,可以同时使样品中几个或全部组分分离,
具有良好的分辨率。其原理为:用超离心机对小分子物质溶液,长时间加一
个离心力场达到沉降平衡,在沉降池内从液面到底部出现一定的密度梯度。
若在该溶液里加入少量大分子溶液,则溶液内比溶剂密度大的部分就产生大
分子沉降,比溶剂密度小的部分就会上浮,最后在重力和浮力平衡的位置,
集聚形成带状物。
小颗粒
中颗粒
大颗粒
(二)实验过程:
大肠杆菌在含 N的培养基中生长若干代
15
N/ N
15
15
的DNA
N/ N
14
15
的DNA
N/ N
14
15
的DNA
的DNA
N/ N
14
14
转移到 N的
培养液中
14
细胞分裂一次
细胞分裂两次
重带
中带
轻带
中带