生物人教版必修2课堂探究第三章第34节DNA的复制基因是有遗传效应的DNA片段

课堂探究探究点一DNA复制的过程和规律问题导引女性子宫癌细胞中最长的DNA分子可达36mm，DNA复制速度约为4μm/min，但复制过程仅需40min左右。（1）简述女性子宫癌细胞中DNA复制的大体过程和所需的基本条件。（2）按DNA分子长度为36mm、复制速度为4μm/min计算，DNA从一端复制到另一端约需多长时间？你的计算结果是否与“40min”矛盾？从中你能对DNA复制的规律作出猜想吗？提示：（1）DNA复制的大体过程：解旋→合成子链→形成子代DNA。DNA复制所需的基本条件：模板、原料、能量和酶等。（2）900min，该结果与“40min”矛盾。40min远比900min小，说明人的DNA不是从一端复制到另一端，可能有多个复制起点，而且是双向复制。名师精讲1．理解DNA复制（1）复制的场所。DNA复制的主要场所是细胞核，在拟核、线粒体、叶绿体中也进行DNA的复制。（2）外界条件对DNA复制的影响。DNA复制的过程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影响酶活性的因素和影响细胞呼吸的因素，都会影响DNA的复制过程。（3）DNA能准确复制的原因。一般情况下，DNA能准确地进行复制，其原因有两个：一是DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；二是DNA具有碱基互补配对的能力，能够使复制准确无误地进行。特别提醒在特殊情况下，在外界因素和生物内部因素的作用下，可能造成碱基配对发生差错，引起基因突变。（4）DNA的半保留复制特点。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链。（5）图示几个规律。①半保留复制和边解旋边复制。②真核生物中一般是多起点双向复制。特别提醒①从多个起点开始的复制不一定是同步的。②每个起点的复制方向均为双向复制，即从起点向两侧按相反方向复制。2．半保留复制的验证：应用放射性同位素标记技术和密度梯度离心技术为了证明DNA分子的复制方式，1958年米西尔逊（Meselson）和斯塔尔（Stahl）设计了一个非常精巧的实验。（1）实验材料：大肠杆菌（大约每20min分裂一次，产生子代）。（2）实验方法：放射性同位素标记法和离心技术。（3）实验过程。①用15N标记的NH4Cl培养大肠杆菌，获得15N/15NDNA。②将大肠杆菌转移到含14N的普通培养液中培养。③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA。④将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。（4）实验预期。离心后出现3条DNA带：①重带（密度最大，最靠近试管底部）：两条链都为15N标记的亲代双链DNA（15N/15N）。②杂交带（密度居中，位置也居中，也称中带）：一条链为15N、另一条链为14N标记的子代双链DNA（15N/14N）。③轻带（密度最小，离试管底部最远）：两条链都为14N标记的子代双链DNA（14N/14N）。如下图所示。（5）结论：上述实验证明，在新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式又被称为DNA半保留复制。【例题1】用15N标记含有100个碱基对的DNA分子，其中有胞嘧啶60个，该DNA分子在14N的培养基中连续复制4次，其结果不可能是（）A．含有15N的DNA分子占1/8 B．含有14N的DNA分子占7/8C．复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D．复制结果共产生16个DNA分子解析：16个DNA分子都是含14N的，比例为100%；只含14N的DNA有14个，占7/8。根据有关公式可求出该DNA分子中含40个A，复制4次需A的数量＝（24－1）×40＝600（个）。答案：B典型方法解答此类题目，至少注意两点：①审清标记的对象是亲代DNA的两条链、一条链，还是DNA复制的原料即各种脱氧核苷酸。②掌握DNA复制过程消耗某种脱氧核苷酸数量的计算公式。设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个，则：a．经过n次复制共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·（2n－1）个。b．第n次复制时，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m·2n－1个。探究点二基因、DNA、染色体的关系问题导引玉米每条染色体含有1个DNA分子（不考虑复制后的状态）并承载着735个左右的基因（平均值）。（1）总结DNA和基因的数量关系。（2）DNA和基因均属于对遗传物质的描述，两种描述的侧重点有何不同？（3）描述基因、DNA和染色体的关系。提示：（1）每个DNA分子有许多个基因。（2）“DNA”侧重于遗传物质的化学本质，“基因”侧重于遗传物质的生物学功能。（3）基因是有遗传学效应的片段，每个DNA上有多个基因；染色体是基因和DNA的主要载体，每条染色体上有1个DNA的（复制后为2个）和多个基因。名师精讲1．基因与DNA关系概括特别提醒①遗传物质是DNA，遗传信息是指基因中碱基对的排列顺序。②基因并不都在染色体上，在细胞质内也含有DNA，其上也会有基因。③基因和DNA一样为双螺旋结构，含有两条脱氧核苷酸链。2．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系关系内容基因与脱氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息基因与DNA基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有很多个基因基因与染色体基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体【例题2】下列有关基因的叙述，正确的是（）A．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位B．经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为eq\f(n,2m)个脱氧核苷酸对C．人体细胞内的基因全部位于染色体上D．基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代解析：基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的结构单位和功能单位。一个DNA分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的DN