生物課堂探究第三章第、節(jié)DNA的復(fù)制基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精課堂探究探究點(diǎn)一DNA復(fù)制的過(guò)程和規(guī)律問(wèn)題導(dǎo)引女性子宮癌細(xì)胞中最長(zhǎng)的DNA分子可達(dá)36mm,DNA復(fù)制速度約為4μm/min,但復(fù)制過(guò)程僅需40min左右。(1）簡(jiǎn)述女性子宮癌細(xì)胞中DNA復(fù)制的大體過(guò)程和所需的基本條件。（2）按DNA分子長(zhǎng)度為36mm、復(fù)制速度為4μm/min計(jì)算，DNA從一端復(fù)制到另一端約需多長(zhǎng)時(shí)間？你的計(jì)算結(jié)果是否與“40min”矛盾？從中你能對(duì)DNA復(fù)制的規(guī)律作出猜想嗎？提示：（1）DNA復(fù)制的大體過(guò)程：解旋→合成子鏈→形成子代DNA。DNA復(fù)制所需的基本條件：模板、原料、能量和酶等。（2）900min,該結(jié)果與“40min”矛盾。40min遠(yuǎn)比900min小，說(shuō)明人的DNA不是從一端復(fù)制到另一端，可能有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn),而且是雙向復(fù)制。名師精講1．理解DNA復(fù)制（1）復(fù)制的場(chǎng)所.DNA復(fù)制的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，在擬核、線(xiàn)粒體、葉綠體中也進(jìn)行DNA的復(fù)制.（2）外界條件對(duì)DNA復(fù)制的影響.DNA復(fù)制的過(guò)程中，需要酶的催化和ATP供能，凡是影響酶活性的因素和影響細(xì)胞呼吸的因素，都會(huì)影響DNA的復(fù)制過(guò)程.(3)DNA能準(zhǔn)確復(fù)制的原因。一般情況下，DNA能準(zhǔn)確地進(jìn)行復(fù)制,其原因有兩個(gè):一是DNA具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；二是DNA具有堿基互補(bǔ)配對(duì)的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)行。特別提醒在特殊情況下，在外界因素和生物內(nèi)部因素的作用下,可能造成堿基配對(duì)發(fā)生差錯(cuò)，引起基因突變。（4）DNA的半保留復(fù)制特點(diǎn).新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈.（5）圖示幾個(gè)規(guī)律。①半保留復(fù)制和邊解旋邊復(fù)制。②真核生物中一般是多起點(diǎn)雙向復(fù)制。特別提醒①?gòu)亩鄠€(gè)起點(diǎn)開(kāi)始的復(fù)制不一定是同步的。②每個(gè)起點(diǎn)的復(fù)制方向均為雙向復(fù)制，即從起點(diǎn)向兩側(cè)按相反方向復(fù)制。2．半保留復(fù)制的驗(yàn)證：應(yīng)用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和密度梯度離心技術(shù)為了證明DNA分子的復(fù)制方式，1958年米西爾遜(Meselson）和斯塔爾（Stahl）設(shè)計(jì)了一個(gè)非常精巧的實(shí)驗(yàn).（1)實(shí)驗(yàn)材料:大腸桿菌（大約每20min分裂一次，產(chǎn)生子代）。（2）實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)。（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程。①用15N標(biāo)記的NH4Cl培養(yǎng)大腸桿菌，獲得15N/15NDNA。②將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。③在不同時(shí)刻收集大腸桿菌并提取DNA。④將提取的DNA進(jìn)行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。（4）實(shí)驗(yàn)預(yù)期。離心后出現(xiàn)3條DNA帶:①重帶（密度最大，最靠近試管底部）：兩條鏈都為15N標(biāo)記的親代雙鏈DNA(15N/15N）。②雜交帶（密度居中，位置也居中，也稱(chēng)中帶）：一條鏈為15N、另一條鏈為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA（15N/14N）。③輕帶（密度最小，離試管底部最遠(yuǎn)）:兩條鏈都為14N標(biāo)記的子代雙鏈DNA（14N/14N）。如下圖所示。（5）結(jié)論：上述實(shí)驗(yàn)證明，在新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來(lái)DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式又被稱(chēng)為DNA半保留復(fù)制?！纠}1】用15N標(biāo)記含有100個(gè)堿基對(duì)的DNA分子，其中有胞嘧啶60個(gè)，該DNA分子在14N的培養(yǎng)基中連續(xù)復(fù)制4次，其結(jié)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．復(fù)制過(guò)程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個(gè) D．復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子解析：16個(gè)DNA分子都是含14N的，比例為100％；只含14N的DNA有14個(gè)，占7/8。根據(jù)有關(guān)公式可求出該DNA分子中含40個(gè)A，復(fù)制4次需A的數(shù)量＝（24－1）×40＝600（個(gè)）。答案：B典型方法解答此類(lèi)題目，至少注意兩點(diǎn)：①審清標(biāo)記的對(duì)象是親代DNA的兩條鏈、一條鏈，還是DNA復(fù)制的原料即各種脫氧核苷酸。②掌握DNA復(fù)制過(guò)程消耗某種脫氧核苷酸數(shù)量的計(jì)算公式.設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個(gè)，則：a．經(jīng)過(guò)n次復(fù)制共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·（2n－1）個(gè).b．第n次復(fù)制時(shí)，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·2n－1個(gè)。探究點(diǎn)二基因、DNA、染色體的關(guān)系問(wèn)題導(dǎo)引玉米每條染色體含有1個(gè)DNA分子(不考慮復(fù)制后的狀態(tài)）并承載著735個(gè)左右的基因（平均值）。(1）總結(jié)DNA和基因的數(shù)量關(guān)系.（2）DNA和基因均屬于對(duì)遺傳物質(zhì)的描述，兩種描述的側(cè)重點(diǎn)有何不同？（3）描述基因、DNA和染色體的關(guān)系.提示：（1)每個(gè)DNA分子有許多個(gè)基因.（2）“DNA”側(cè)重于遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)，“基因”側(cè)重于遺傳物質(zhì)的生物學(xué)功能.(3）基因是有遺傳學(xué)效應(yīng)的片段，每個(gè)DNA上有多個(gè)基因;染色體是基因和DNA的主要載體，每條染色體上有1個(gè)DNA的(復(fù)制后為2個(gè)）和多個(gè)基因.名師精講1．基因與DNA關(guān)系概括特別提醒①遺傳物質(zhì)是DNA,遺傳信息是指基因中堿基對(duì)的排列順序。②基因并不都在染色體上，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)也含有DNA，其上也會(huì)有基因。③基因和DNA一樣為雙螺旋結(jié)構(gòu)，含有兩條脫氧核苷酸鏈。2．染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系關(guān)系內(nèi)容基因與脫氧核苷酸基因的基本組成單位是脫氧核苷酸，基因中脫氧核苷酸的排列順序稱(chēng)為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個(gè)DNA分子上有很多個(gè)基因基因與染色體基因在染色體上呈線(xiàn)性排列，染色體是基因的主要載體【例題2】下列有關(guān)基因的敘述，正確的是()A．基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位B．經(jīng)測(cè)定一個(gè)由n個(gè)脫氧核苷酸構(gòu)成的DNA分子中,包含了m個(gè)基因，則每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度為eq\f(n，2m)個(gè)脫氧核苷酸對(duì)C．人體細(xì)胞內(nèi)的基因全部位于染色體上D．基因中脫氧核苷酸的排列順序就是遺傳信息，只能通過(guò)減數(shù)分裂傳遞給后代解析：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)單位和功能單位.一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因,但并非基因與基因緊密相連,那些沒(méi)有遺傳效應(yīng)的