DNA分子的复制
1、理解证明DNA分子是半保留复制的方法和过程
2、概述DNA分子复制的过程及特点
3、探讨DNA复制的生物学意义
要点一：探究DNA复制方式的实验
1.年，梅塞尔森（Meselson）和斯塔尔（Stahl）密度梯度离心实验
2.分析实验现象
要点诠释：
（1）在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA，在离心管中离心形成的带位于上层，称为轻带。
（2）在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA，在离心管中离心形成的带位于下层，称为重带。
（3）将亲代含15N的大肠杆菌转移到含14N的培养基上，繁殖Ⅰ代，将得到的Ⅰ代DNA分子离心，在离心管中形成的带位于中层。
（4）将Ⅰ代DNA分子继续在含14N的培养基上繁殖，得到Ⅱ代DNA分子，同样用密度梯度离心分离，发现Ⅱ代DNA分子在离心管中的位置是轻带和中带。
3、实验结论
DNA分子的复制是半保留复制
要点二：DNA的复制——以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程
1、场所：主要是在细胞核（凡是细胞内有DNA的地方均可复制）
（1）真核生物：细胞核、线粒体、叶绿体，其中主要场所是细胞核
（2）原核生物：拟核、细胞质（如质粒的复制）
（3）病*：宿主细胞内
（4）（细胞核中）时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
2、条件：
（1）模板：亲代DNA分子的两条链
（2）原料：4种游离的脱氧核苷酸
（3）能量
（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等
3、过程：边解旋边复制，分为三个阶段：
（1）解旋，提供模板母链；
（2）以母链为模板，进行碱基互补配对，合成互补子链；
（3）母链和子链盘绕，形成两个新的DNA分子。即解旋→合成子链→母、子链组成双螺旋。
4、特点：半保留复制，即新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链（模板链——连续性）。
5、结果：1个DNA分子形成了2个DNA分子。新复制的2个子代。DNA分子通过细胞分裂分配到2个子细胞中去。
6、意义：使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
7、复制简记：“1个主要场所（细胞核），2种时期，3步过程，4个条件”
要点三：DNA复制的有关计算
若取一个全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：
（1）子代DNA分子中，含14N的有2n，n表示复制代数，只含14N的有（2n—2）个，做题时应看准是“含”还是“只含”。
（2）无论复制多少次，含15N的DNA分子数始终是2个，占总数的比例为：2/2n
（3）子代DNA分子的总链数为2n×2=2n+1条。含15N的链始终是2条，占总数比例为2/2n+1=1/2n，做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
（4）若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m×(2n—1)个。若进行第n代复制，需消耗游离的该脱氧核苷酸为m×2n-1。
类型一：DNA复制的过程
例1、下列关于真核细胞DNA分子复制的说法，正确的是（）
A．复制过程主要发生在有丝分裂前期
B．DNA分子先解开双螺旋结构再进行复制
C．复制可发生在细胞核中，也可发生在线粒体和内质网中
D．复制形成的两个子代DNA分子的碱基序列有可能不同
D
有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期及无丝分裂均可发生DNA分子的复制。有DNA结构的场所均可发生DNA复制，如细胞核、线粒体和叶绿体。DNA分子复制是边解旋边复制。因DNA分子复制过程中可能发生基因突变，故复制形成的两个DNA分子碱基序列可能不同。
本题是针对DNA的复制过程进行考察。
：
实验室模拟生物体DNA的复制必需的一组条件是（）
①酶②游离的脱氧核苷酸③ATP④模板DNA分子⑤核糖体⑥适宜的酸碱度⑦适宜的温度⑧tRNA
A．①②③④⑤⑧B．②③④⑥⑦⑧C．①③⑤⑥⑦D．①②③④⑥⑦
下列关于DNA复制的叙述，正确的是（）
A．在细胞有丝分裂间期，发生DNA复制
B．DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C．DNA双螺旋结构全部解链后，开始DNA复制
D．单个脱氧核苷酸在DNA连接酶的作用下连接成新的子链
A
DNA通过一次复制后产生两个DNA分子；DNA分子的复制是边解旋边复制；单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接成新的子链
蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷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．每条染色体的两条单体都被标记
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
B
由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含一个DNA分子，所以一半的染色单体含放射性。
类型二：DNA复制过程中有关碱基的计算
例2、某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在。DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（）
C
根据DNA分子的结构特点可知，若DNA分子双链中（A+T）／（C+G）的比值均为m，则每条链中（A+T）／（C+G）比值为m，由此可判断C正确、D错误；DNA分子中（A+C）／（T+G）=1，而每条链中的（A+C）／（T+G）不能确定，但两条链中的比值互为倒数，故A、B错误。
先计算出DNA双链中某种碱基的数量，再根据半保留复制的特点进行计算。
具有个碱基对的一个DNA分子片段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸数目是（）
A．60
B．80
C．
D．
根据碱基互补配对原则，可以计算出亲代DNA分子中胞嘧啶（C）的数量为（－40－40）/2=60（个）；亲代DNA分子经过连续两次复制，会形成4个子代DNA分子，由于DNA复制方式为半保留复制，在形成的4个子代DNA分子中，有两个保留了亲代DNA各一条母链，所以连续复制两次，需提供相当于净合成3个与亲代一样的DNA所需的原料，故需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为60×3＝（个）。
某一DNA分子中，A为个，复制次数后消耗周围环境中含A的脱氧核苷酸个，该DNA分子已经复制了几次（）
A.4次B.3次C.5次D.6次
假设复制了n次，这样就可以用这样的公式×(2n—1)=，求得n=4。
类型三：DNA的半保留复制
例3、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．每条染色体的两条单体都被标记
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
本题考查DNA的复制方式——半保留复制。同时和之前学的细胞分裂的周期相联系起来考查，有一定难度，需同学们深刻掌握。
将用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中，让其复制三次，则含有15N的DNA分子占全部DNA分子的比例、含有14N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．1／2，7／8，1／4B．1／4，1，1／8
C．1／4，7／8．1／8D．1／8，1，1／8
例4、在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N-DNA（对照）；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N-DNA（亲代）。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代（Ⅰ和Ⅱ），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。
请分析：
（1）由实验结果可推测第一代（Ⅰ）细菌DNA分子中一条链含________，另一条链含________。
（2）将第一代（I）细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA用同样的方法分离。请参照甲图，将DNA分子可能出现在试管中的位置在乙图标出。
（1）15N14N