爱华网（1）证明的核心问题：区分母链和子链——同位素标记
我们再回头分析DNA分子半保留复制的假说。
根据半保留复制的假说，我们可以推知子代DNA分子的两条链是不同的，也就是说图示中黑色链和黄色链应该是有区别的。显然证明半保留复制的核心就是要区别这两条链，那么怎么样来区别呢？科学家们想到了一种方法——同位素示踪（也可以叫同位素标记），怎么来标记呢？
我们可以用15N来标记原先DNA分子中的碱基，也就是说亲代DNA分子的两条链现在都含有15N。接下来放在14N的环境中，让亲代的DNA分子复制一次，根据半保留复制，子一代的DNA分子中：一条链含有15N，一条链含有14N——这样两条链就被区别开了。
虽然理论上我们这样做似乎就达到区分两条链的目的，但是还要求一定的技术手段来检测出这种区别。这样的工作并不容易进行。为了使检验工作更易可行，我们可以对假说继续演绎。
（2）同位素标记后的继续演绎
说明：
1、将DNA分子置于15N的环境中培养一段时间后，得到两条链均为的15N标记的DNA分子（可以简单记作15N / 15N，这个被标记的DNA分子被用作亲代的链。
2、接下来将亲代的DNA分子置于14N的培养条件下，进行培养。
3、亲代的DNA分子复制一次后，将会产生两个DNA分子（记作第1代）。如果是半保留复制，那么第1代所产生的两个DNA分子中均为：一条链为15N，一条链为14N，即可视作是一个杂合的DNA分子（可以简单记作15N / 14N）。
4、如果再复制一次，即共复制两次，将会产生4个DNA分子（记作第2代）。如果是半保留复制，那么第2代所产生的4个DNA分子中：有两个DNA分子是杂合的（15N / 14N），还有两个DNA分子只含有14N（记作14N / 14N）。
5、考虑第n代的情形。
A、总的DNA分子数：这一点的规律性很强，大家可以很轻松得出，在第n代共会产生2 ^ n个DNA分子。
B、从第1代至第n代这一变化过程中的不变量：显然，作为杂合的15N / 14NDNA分子在每一代中都有两个，这个量是不变的。
C、根据半保留复制，可知第n代中没有15N / 15N。
D、根据A、B、C可知，在第n代中14N / 14N的数量为2 ^ n — 2。
（3）对演绎结果检验的设计
那么我们上述演绎的结果能不能通过实验手段得到验证呢？答案是肯定的。因为我们知道，15N/ 15N的DNA分子密度最大（最重），14N/ 14N的DNA分子密度最小（最小），15N/ 14N杂合的DNA分子密度居中（中等）。联系前面我们讲噬菌体侵染细菌的实验，大家可以知道三种DNA分子的差异可以通过离心的方法检出。
根据演绎的结果，我们可以做出如下的预期：
说明：假定亲代只有1个DNA分子
1、第0代DNA为一个15N / 15N。
2、第1代DNA中两个均为15N / 14N。
3、第2代DNA中：两个为15N / 14N；另外两个为14N / 14N。
4、第n代DNA中：两个为15N / 14N，其余均为15N / 14N。
2、对演绎结果的实验证明
1958年Meselson-Stahl利用大肠杆菌作为实验材料，进行了如下的实验：
说明：实验所用的材料是大肠杆菌
1.1、将大肠杆菌培养在15NH4Cl的培养液中生长若干代，经过此处理得到的大肠杆菌，其DNA中的两条链均被15N标记。
1.2、将两条链均被N15标记的大肠杆菌取出少量，提取其DNA，进行密度梯度离心，得到的条带表明：被标记的DNA密度较高（较重）。
2、将被标记的大肠杆菌转移至14NH4Cl培养液中。
3.1、待大肠杆菌分裂一次后，其DNA也应复制一次。
3.2、从锥形瓶中取少量的大肠杆菌，提取其DNA，进行密度梯度离心，得到的条带表明：此时有一种密度的DNA，且其密度较两条链均被标记的DNA为轻。
4.1、待大肠杆菌再分裂一次，其DNA也应复制了两次。
4.2、从锥形瓶中取少量大肠杆菌，提取其DNA，进行密度梯度离心，得到的条带 表明：此时有两种密度的DNA出现，一条带中的DNA密度和复制一次时的密度相同；另外新产生一条带，密度最轻。
5、实验按照上述程序持续下去，在以后各代DNA中，密度梯度离心的结果均显示：有两种密度的DNA分子出现，且其密度和复制两次时的情形相同。这和假说演绎的预期结果是一致的。由此表明了：DNA分子是半保留复制。
三、DNA分子复制的过程
1、过程
说明：DNA分子复制的过程
1、解旋：利用细胞提供的能量（ATP的水解），在解旋酶的作用，解开双螺旋结构，断开两条链之间的氢键。
2、合成子链
2.1、以解开的每一段母链为模板，按照碱基互补配对原则，让细胞中的游离的脱氧核苷酸与母链上暴漏出来的碱基进行互补配对。
2.2、利用DNA聚合酶将与模板链配对的脱氧核苷酸链接成一条新的脱氧核苷酸链，也就是所谓的子链。
3、复旋：母链和子链相互盘旋形成双螺旋结构。
2、条件
根据DNA分子复制的过程，我们可以推知此过程大体上需要如下一些基本条件
（1）能量：在解旋的过程中，需要破坏掉两条链之间的氢键，这是一个需要能量的过程，该能量由ATP的水解提供。
（2）酶：在旋的过程中需要解旋酶；在合成子链的过程中需要DNA聚合酶（注意：不要简单说是聚合酶，因为我们以后还需要学习RNA聚合酶，它和我们今天学习的DNA聚合酶是不同的）。
（3）原料：作为复制，需要合成出新的脱氧核苷酸链，既然是脱氧核苷酸链，所以其所需原料为4种脱氧核苷酸。
（4）模板：为了保证合成出来的DNA和亲代相同，需要模板。在DNA分子复制时，DNA分子的每一条链都充当了模板的作用。我这再强调一下：是DNA中的每一条链都充当了模板，我们后面还会学习到另一个过程叫转录，转录时只有一条链是模板。
