第8讲DNA的复制
考点一DNA半保留复制的实验证据
（一）对DNA分子复制的推测
1.沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：半保留复制。
（二）DNA半保留复制的实验证据（同位素标记法）
1.DNA半保留复制的实验分析
(1)科学家：1958年，美国生物学家梅塞尔森（M.Meselson）和斯塔尔（F.Stahl）
(2)实验材料：大肠杆菌
(3)科研方法：假说演绎法
(4)实验方法：同位素示踪法和密度梯度离心技术。
(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：
(密度最大)
两条链都为15N标记的亲代双链DNA
(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
(密度最小)
两条链都为14N标记的子代双链DNA
(8)过程分析：
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带。
②繁殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带。
③繁殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带、1/2中带。
(9)实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。
考点二DNA半保留复制的过程
DNA分子复制的过程
第一步：解旋
复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。
第二步：合成子链
以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶等酶的作用下，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链。随着模板链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断地延伸。同时，每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构。
第三步：重新螺旋形成子代DNA分子
复制结束后，一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。新复制出的两个子代DNA分子，通过细胞分裂分配到子细胞中去。
（二）DNA分子复制相关知识总结
概念
指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。（表示为：DNA→DNA）
时间
发生在细胞分裂的间期，即有丝分裂间期和减数分裂Ⅰ前的间期。
场所
细胞核(主要场所)、线粒体和叶绿体。
条件
模板
DNA的两条链
原料
4种游离的脱氧核糖核苷酸
能量
ATP
酶
解旋酶、DNA聚合酶
过程
解旋提供模板→合成互补子链→重新螺旋形成两个新的DNA分子。
特点
过程：边解旋边复制，方式：半保留复制。
准确复制的原因
（1）DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板。
（2）通过碱基互补配对原则，保证了复制能够准确的进行。
意义
DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
考点三DNA半保留复制的相关计算
DNA分子数
（1）子代DNA分子数＝2n个
（2）含有亲代DNA链的子代DNA分子数＝2个
（3）不含亲代DNA链的子代DNA分子数＝（2n－2）个
脱氧核苷酸链数
（1）子代DNA分子中脱氧核苷酸链数＝2n＋1条
（2）亲代脱氧核苷酸链数＝2条
（3）新合成的脱氧核苷酸链数＝（2n＋1－2）条
消耗的脱氧核苷酸数
（1）若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m·（2n－1）个
（1）n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n个，则第n次复制需该脱氧核苷酸数＝m·2n－1个
【真题训练】
一、单选题
1．（2021·海南·高考真题）已知5-溴尿嘧啶（BU）可与碱基A或G配对。大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，要使该位点由A-BU转变为G-C，则该位点所在的DNA至少需要复制的次数是（???????）
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】B
【详解】根据题意可知：5-BU可以与A配对，又可以和G配对，由于大肠杆菌DNA上某个碱基位点已由A-T转变为A-BU，由半保留复制可知，复制一次会得到G-5-BU，复制第二次时会得到有G-C，所以至少需要经过2次复制后，才能实现该位点由A-BU转变为G-C，B正确。
2．（2021·辽宁·高考真题）下列有关细胞内的DNA及其复制过程的叙述，正确的是（）
A．子链延伸时游离的脱氧核苷酸添加到3′端
B．子链的合成过程不需要引物参与
C．DNA每条链的5′端是羟基末端
D．DNA聚合酶的作用是打开DNA双链
【答案】A
【详解】A、