第十二章 DNA的合成

（一）教学要求

在知识传授方面，通过本章节的学习，使学生掌握中心法则、基因表达、半保留复制的概念，参与DNA复制的主要物质及其作用机理；掌握DNA聚合酶作用特点，原核生物和真核生物DNA聚合酶的异同；掌握DNA复制过程及各阶段的特点，端粒和端粒酶概念及作用。掌握逆转录概念、作用过程，逆转录酶作用特点、生物学意义及应用。掌握DNA复制的方向性、保真性及连接酶作用机理；熟悉复制起始和冈崎片段、引发体、负超螺旋概念。了解半保留复制的实验依据和意义，真核生物复制的起始、延长、终止过程，逆转录研究的意义，D环复制方式及过程。

在能力培养方面，让学生初步了解根据逆转录酶的特点设计药物的原理；让学生了解临床上对传染性疾病分子检测方法的原理；自主学习能力的培养。

在核心素养方面，对学生进行实事求是，尊重科学，依靠科学的教育。形成从现象到本质，简单到复杂，感性到理性的认识方法。通过知识结合拓展阅读培养学生批判性思维和求真精神，提高对临床疾病机制的分析判断的内在动力、知识结合案例教导学生珍爱健康、珍爱生命。

（二）知识点提示

DNA是遗传的物质基础，遗传信息以碱基排列顺序的方式储藏在DNA分子中，以亲代DNA为模板合成子代DNA时，即将遗传信息准确地传递给子代DNA分子，此过程称为复制。实验证明，复制时DNA局部双链打开形成复制叉，两条单链分别作为模板，按照碱基互补规律各自合成一条与之互补的DNA链。这样子代两条DNA链，一条来自亲代，而另一条是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。

DNA的复制过程非常复杂，需要多种酶和蛋白质因子的参与。首先，拓扑异构酶松弛DNA超螺旋，然后解螺旋酶打开DNA双链，而单链DNA结合蛋白结合在DNA单链上，以保持模板处于单链状态，引物酶在起始点处按照5＇→3＇的方向合成一小段RNA作为引物，在DNA聚合酶的作用下，在引物的3＇-OH上逐个加上由模板决定的dNTP使链延伸，由于DNA的两条链走向是相反的，故新合成的链一条是连续合成，而另一条是不连续合成的，起初生成的只是许多短的DNA片段（冈崎片段），DNA聚合酶Ⅰ除聚合功能外，还具有5＇→3＇外切酶活性，可切除片段前的RNA引物并填补空缺，最后，由DNA连接酶连接各片段形成完整的子代DNA分子，完成DNA复制过程。

RNA病毒的基因组是RNA而不是DNA，其复制方式是逆转录，因此也称为逆转录病毒。逆转录的信息流动方向是RNA→DNA，催化的酶为逆转录酶。

（三）教学内容

第一节复制的基本规律  半保留复制的概念、特征、实验依据和意义，双向复制的概念及机制，复制的半不连续性的成因及机制。

第二节 DNA复制的酶学和拓扑学变化 复制的化学反应基础，参与复制的DNA聚合酶的特性和功能，复制保真性的酶学依据，复制中的解链和DNA分子拓扑学变化，DNA连接酶的功能和机制。

第三节原核生物DNA复制过程 原核生物的DNA生物合成起始、延长和终止。

第四节真核生物DNA复制过程 真核生物的DNA生物合成起始、延长和终止，D环复制方式和过程。

第五节逆转录逆转录病毒的复制方式和逆转录酶，逆转录的基本过程及其意义，

（四）思考题

1. 简述中心法则

2. 半保留复制的概念、特点

3. 简述复制过程所需的物质、相关的酶类及其作用。