課堂探究探究點一DNA復(fù)制的過程和規(guī)律問題導(dǎo)引女性子宮癌細(xì)胞中最長的DNA分子可達36mm，DNA復(fù)制速度約為4μm/min，但復(fù)制過程僅需40min左右。（1）簡述女性子宮癌細(xì)胞中DNA復(fù)制的大體過程和所需的基本條件。（2）按DNA分子長度為36mm、復(fù)制速度為4μm/min計算，DNA從一端復(fù)制到另一端約需多長時間？你的計算結(jié)果是否與“40min”矛盾？從中你能對DNA復(fù)制的規(guī)律作出猜想嗎？提示：（1）DNA復(fù)制的大體過程：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遠比900min小，說明人的DNA不是從一端復(fù)制到另一端，可能有多個復(fù)制起點，而且是雙向復(fù)制。名師精講1．理解DNA復(fù)制（1）復(fù)制的場所。DNA復(fù)制的主要場所是細(xì)胞核，在擬核、線粒體、葉綠體中也進行DNA的復(fù)制。（2）外界條件對DNA復(fù)制的影響。DNA復(fù)制的過程中，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，都會影響DNA的復(fù)制過程。（3）DNA能準(zhǔn)確復(fù)制的原因。一般情況下，DNA能準(zhǔn)確地進行復(fù)制，其原因有兩個：一是DNA具有獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，能為復(fù)制提供精確的模板；二是DNA具有堿基互補配對的能力，能夠使復(fù)制準(zhǔn)確無誤地進行。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，可能造成堿基配對發(fā)生差錯，引起基因突變。（4）DNA的半保留復(fù)制特點。新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。（5）圖示幾個規(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雙向復(fù)制。特別提醒①從多個起點開始的復(fù)制不一定是同步的。②每個起點的復(fù)制方向均為雙向復(fù)制，即從起點向兩側(cè)按相反方向復(fù)制。2．半保留復(fù)制的驗證：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)計了一個非常精巧的實驗。（1）實驗材料：大腸桿菌（大約每20min分裂一次，產(chǎn)生子代）。（2）實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)。（3）實驗過程。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在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA。④將提取的DNA進行離心，記錄離心后試管中DNA的位置。（4）實驗預(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）：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：上述實驗證明，在新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，因此，這種復(fù)制方式又被稱為DNA半保留復(fù)制。【例題1】用15N標(biāo)記含有100個堿基對的DNA分子，其中有胞嘧啶60個，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)制過程中需要腺嘌呤脫氧核苷酸600個 D．復(fù)制結(jié)果共產(chǎn)生16個DNA分子解析：16個DNA分子都是含14N的，比例為100%；只含14N的DNA有14個，占7/8。根據(jù)有關(guān)公式可求出該DNA分子中含40個A，復(fù)制4次需A的數(shù)量＝（24－1）×40＝600（個）。答案：B典型方法解答此類題目，至少注意兩點：①審清標(biāo)記的對象是親代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)制過程消耗某種脫氧核苷酸數(shù)量的計算公式。設(shè)親代DNA分子中含有某種脫氧核苷酸m個，則：a．經(jīng)過n次復(fù)制共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·（2n－1）個。b．第n次復(fù)制時，共需消耗游離的該種脫氧核苷酸m·2n－1個。探究點二基因、DNA、染色體的關(guān)系問題導(dǎo)引玉米每條染色體含有1個DNA分子（不考慮復(fù)制后的狀態(tài)）并承載著735個左右的基因（平均值）。（1）總結(jié)DNA和基因的數(shù)量關(guān)系。（2）DNA和基因均屬于對遺傳物質(zhì)的描述，兩種描述的側(cè)重點有何不同？（3）描述基因、DNA和染色體的關(guān)系。提示：（1）每個DNA分子有許多個基因。（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DNA上有多個基因；染色體是基因和DNA的主要載體，每條染色體上有1個DNA的（復(fù)制后為2個）和多個基因。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為遺傳信息基因與DNA基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，每個DNA分子上有很多個基因基因與染色體基因在染色體上呈線性排列，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)測定一個由n個脫氧核苷酸構(gòu)成的DNA分子中，包含了m個基因，則每個基因的平均長度為eq\f(n,2m)個脫氧核苷酸對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DNA分子上有許多個基因，但并非基因與基因緊密相連，那些沒有遺傳效應(yīng)的DN