19.DNA复制方式探究

DNA复制方式的实验验证DNA 复制是维持生命的基本过程之一，它是将一个 DNA 分子复制成两个完全一样的DNA 分子的过程。

DNA 复制发生在每个细胞分裂的过程中，并且是一个高度保守的生物学过程，意味着复制 DNA 的每个细胞都必须严格准确地复制原始 DNA 的精确复制。

本文将介绍 DNA 复制的实验验证方式。

DNA 复制是由多种蛋白质协同作用的结果。

其中最重要的是 DNA 聚合酶，它是DNA复制的执行者。

DNA 聚合酶的主要任务是将 DNA 模板上的核苷酸与合成 DNA 链的新核苷酸连接起来，形成一个新的 DNA 分子。

在 DNA 复制期间，所有的 DNA 聚合酶都要遵循一个特定的序列来复制 DNA。

最初的实验验证 DNA 复制是研究细菌的 DNA 复制。

在这些实验中，研究人员使用的是两种不同的细菌株，每个株的 DNA 在不同的寿命阶段的细胞中汇集。

此外，研究人员还标记了一个 DNA 分子，以便在复制过程中确保它保持原样。

在复制期间，这个 DNA 分子被复制了一次，形成了两个完全相同的 DNA 分子，它们可以在细胞分裂期间遗传给下一代细胞。

另一个验证 DNA 复制的实验是关于DNA 双螺旋结构的。

这个实验由Meselson 和Stahl 在 1950 年代80 年代中期进行。

他们将放射性同位素标记添加到细菌 DNA 中，以便随后将其跟踪到准确的 DNA 分子上。

然后，他们利用超速离心来将这些 DNA 分子分开，仅仅只靠半保留模式复制 DNA 双螺旋模型。

在这个模型中，DNA 被第一用酶解开双螺旋结构，然后每个分子的两个单链 DNA 作为模板用于组装新的双链分子。

随着超速离心技术继续进行，梅索森和斯塔尔观察到分子分离的速率随着分子长度的增加而减慢的现象。

这个实验提供了有力证据，证明 DNA 复制是半保留性的，原有的 DNA 分子每一个单链都是有保留的，配合着新合成的单链组成一个新的双链 DNA。

DNA复制遗传信息的传递方式DNA是生物体内一个重要的遗传物质，它携带着生物个体的遗传信息。

而DNA的复制是生物体繁殖和遗传中不可或缺的一部分，它保证了遗传信息的传递。

本文将从DNA复制的过程、复制的方式以及复制的重要性三个方面来详细阐述DNA复制遗传信息的传递方式。

DNA复制是生物体遗传信息传递的基础。

在复制过程中，DNA的两条链分开，每一条链作为模板合成新的互补链。

复制具有高度保真性，确保了遗传信息的准确传递。

DNA复制的过程遵循着半保留复制的原则，即新合成的DNA分子中一部分是来自母分子，另一部分是新合成的。

这样，DNA复制确保了遗传信息准确无误地传递给新的细胞。

DNA的复制有两种方式：保留复制和非保留复制。

在保留复制中，DNA链的两个亚单位分开，每个亚单位都成为一个新的DNA链。

这种方式常见于DNA的复制过程中。

在非保留复制中，复制过程会产生新的DNA链，但原有的DNA链也得到保留。

这种方式通常发生在一些病毒的复制过程中。

DNA复制在生物体遗传中具有重要的意义。

首先，它使得遗传信息可以一代一代地传递下去，确保了物种的延续。

其次，DNA复制也为基因突变和遗传差异提供了可能，促进了物种进化和适应环境的能力。

此外，DNA复制的准确性也是保证生物个体正常发育和功能的基础。

总结起来，DNA复制是生物体遗传信息传递的关键过程。

它通过准确复制DNA链，确保遗传信息的传递准确无误。

复制方式有保留复制和非保留复制，分别适用于不同的生物体和环境。

DNA复制在生物体的遗传中具有重要的意义，维持了物种的延续和进化。

通过深入了解DNA复制的过程和方式，我们可以更好地理解生命的奥秘，为生物学研究提供重要的基础。

第19讲DNA分子的结构和复制基因是有遗传效应的DNA片段阅读必修2课本P47～58完成以下填空(不能独立完成的空用红笔标出)一、DNA的结构巧学助记巧记DNA的分子结构五(种元素)、四(种碱基或脱氧核苷酸)、三(种物质或小分子)、二(条长链)、一(种双螺旋结构)。

思考你还学过几个基本骨架？举例。

提示：细胞膜的基本骨架——磷脂双分子层。

细胞骨架——蛋白质。

二、DNA的复制1.假说与证据⎩⎪⎨⎪⎧ 沃森和克里克的假说：半保留复制实验材料及方法⎩⎪⎨⎪⎧ 材料：大肠杆菌方法：放射性同位素标记法、离心技术结论：DNA 的复制是以半保留方式进行的2．过程概念以亲代DNA 为模板合成子代DNA 的过程 时期有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 流程 解旋→以母链为模板按碱基互补配对原则合成子链→子链延伸→亲子链复旋条件 ①模板：亲代DNA 的每一条链②原料：4种游离的脱氧核苷酸③能量：ATP④酶：解旋酶和DNA 聚合酶等结果1个DNA 复制形成2个完全相同的DNA 特点边解旋边复制，半保留复制 精确复制①独特的双螺旋结构提供模板②碱基互补配对原则 意义 将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性提示：可以。

PCR 技术。

三、基因是有遗传效应的DNA 片段1．基因的实质：基因是有遗传效应的DNA 片段。

2．基因与DNA 的关系：一个DNA 分子上有许多基因。

构成基因的碱基数小于DNA 分子的碱基总数。

3．基因与遗传信息：基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息；DNA 分子能够储存足够量的遗传信息。

4．基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列。

5．生物体多样性和特异性的物质基础：DNA 分子的多样性和特异性。

高考警示 (1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体也是基因的载体。

(2)对于原核细胞来说，拟核中的DNA 分子或者质粒DNA 均是裸露的，并不与蛋白质一起构成染色体。

DNA的复制与遗传DNA是指导生物生长和发育的遗传物质，通过复制和遗传来传递信息。

DNA的复制是指将一个DNA分子复制成两个几乎完全相同的分子，而遗传是指将这些复制的DNA传递给后代。

本文将详细探讨DNA的复制和遗传过程。

一、DNA的复制DNA的复制是生物细胞分裂的关键步骤之一，它确保了每个新细胞都能获得相同的遗传信息。

DNA的复制是在细胞有丝分裂和无丝分裂两种情况下进行的。

1. 细胞有丝分裂中的DNA复制细胞有丝分裂是多细胞生物体内大多数细胞的分裂方式。

在细胞有丝分裂过程中，DNA复制发生在S期（复制期）。

DNA复制的主要步骤包括：(1) 拆开DNA双螺旋结构：DNA双螺旋结构由两条互补的链组成，DNA复制开始时，DNA双链被酶类分子拆开，形成两条单链。

(2) 合成新的互补链：原有的单链作为模板，通过DNA聚合酶酶类分子的作用，合成一条新的互补链。

(3) 生成两个完全相同的DNA分子：在DNA聚合酶和其他酶类的作用下，形成两条完全相同的DNA双链。

2. 细胞无丝分裂中的DNA复制细胞无丝分裂是单细胞生物和某些多细胞生物体内某些细胞的分裂方式。

细胞无丝分裂中的DNA复制过程与细胞有丝分裂类似，但没有形成染色体结构。

DNA复制的主要步骤包括：(1) 拆开DNA双螺旋结构：DNA双螺旋结构被酶类分子拆开，形成两条单链。

(2) 合成新的互补链：原有的单链作为模板，通过DNA聚合酶酶类分子的作用，合成一条新的互补链。

(3) 形成两个完全相同的DNA分子：在DNA聚合酶和其他酶类的作用下，形成两条完全相同的DNA双链。

二、DNA的遗传DNA复制为DNA的遗传提供了基础。

DNA携带了生物体的遗传信息，通过遗传的方式将这些信息传递给后代。

1. 有性生殖中的DNA遗传有性生殖是多细胞生物进行繁殖的方式之一。

在有性生殖中，生物的特征由父母双方的基因共同决定。

具体的DNA遗传过程包括：(1) 接合配子：生物通过接合配子的方式进行繁殖，形成受精卵。

实验 同位素示踪法在探究DNA 复制方式中的应用(5年2考)(2013上海卷，2012北京卷)[要点突破]探究DNA 复制是半保留复制还是全保留复制，可用同位素标记技术和离心处理技术，根据复制后DNA 分子在试管中的位置即可确定复制方式。

具体过程及结果分析如下： 1．用放射性同位素标记大肠杆菌(1)若用14N 标记大肠杆菌(普通大肠杆菌无放射性)，得到14N/14N 的DNA 分子，将该DNA 分子离心处理，离心后位于试管的上部，即轻带(如下图1)。

(2)若用放射性同位素15N 标记大肠杆菌，得到15N/15N 的DNA 分子，将该DNA 分子离心处理，离心后位于试管的下部，即重带(如下图2)。

(3)若大肠杆菌的DNA 分子中一条链被14N 标记，另一条链被15N 标记，离心处理后将会位于试管的中部，即中带(如下图3)。

2．追踪DNA 的复制方式(1)将亲代含14N 的大肠杆菌转移到含15N 的培养基上增殖一代。

(2)将亲代含15N 的大肠杆菌转移到含14N 的培养基上增殖一代。

(3)分别对上述培养得到的大肠杆菌离心处理。

3．结果分析(1)若DNA 的复制方式为全保留复制，则离心后出现如下图4所示，即12重带和12轻带。

(该复制方式实际上是不存在的)(2)若DNA 的复制方式为半保留复制，则离心后出现如下图5所示，即全部为中带。

[典例透析]【典例1】科学家在研究DNA 分子复制方式时进行了如图所示的实验研究(已知培养用的细菌大约每20 min 分裂一次)：实验一：细菌――→14N 培养基培养破碎细菌细胞提取DNA 离心,结果A 实验二：细菌――→15N 培养基培养破碎细菌细胞提取DNA 离心,结果B实验三：(1)实验一和实验二的作用是________。

(2)从实验三的结果C、D可以看出DNA分子复制______(是/不是)半保留复制。

(3)如果实验三的结果都为E，则可判断DNA分子的复制方式________(是/不是)半保留复制。

第3课时 DNA 的复制课标要求 概述DNA 分子通过半保留方式进行复制。

1．DNA 复制方式的实验证据(1)实验者：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。

(2)研究方法：假说—演绎法。

(3)实验材料：大肠杆菌。

(4)实验技术：同位素标记技术和离心技术。

(5)实验原理：含15N 的双链DNA 密度大，含14N 的双链DNA 密度小，一条链含14N 、一条链含15N 的双链DNA 密度居中。

(6)实验假设：DNA 以半保留的方式复制。

(7)实验预期：离心后应出现3条DNA 带。

重带(密度最大)：两条链都为15N 标记的亲代双链DNA ；中带(密度居中)：一条链为14N 标记，另一条链为15N 标记的子代双链DNA ；轻带(密度最小)：两条链都为14N 标记的子代双链DNA 。

(8)实验过程及分析①实验过程②实验分析a ．立即取出：提取DNA →离心→全部重带。

b.细胞分裂一次(即细菌繁殖一代)取出：提取DNA →离心→全部中带。

c.细胞再分裂一次(即细菌繁殖两代)取出：提取DNA →离心→12轻带、12中带。

(9)实验结论：DNA 的复制是以半保留的方式进行的。

2．DNA 的复制(1)概念、时间、场所(2)过程(3)结果：一个DNA 分子形成了两个完全相同的DNA 分子。

(4)特点⎩⎪⎨⎪⎧边解旋边复制半保留复制 (5)DNA 准确复制的原因DNA 具有独特的双螺旋结构，为复制提供精确的模板，碱基互补配对原则，保证了复制能准确地进行。

(6)DNA 复制的意义：DNA 通过复制，将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性。

热图分析 下列为DNA 复制的有关图示，A →B →C 表示大肠杆菌的DNA 复制，D →E →F 表示哺乳动物的DNA 分子复制。

图中黑点表示复制起点，“→”表示复制方向，“⇨”表示时间顺序。

①若A 中含有48 502个碱基对，而子链延伸速率是105个碱基对/min ，假设DNA 分子从头到尾复制，理论上此DNA 分子复制约需30 s ，而实际上只需约16 s ，根据A →C 过程分析，这是因为复制是双向进行的。