高三生物一轮复习必修二第四章-复习提纲.docx

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1、 基因的本质及表达DNADNA是主要的遗传物质对遗传物质的早期推测蛋白质20世纪20年代氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含有遗传信息。没有发现其他可能蕴含遗传信息的生物大分子。20世纪30年代DNA分子是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。脱氧核苷酸有四种，每一种有一个特定的碱基。对DNA分子的结构没有清晰的了解。肺炎链球菌体内转化实验格里菲思实验材料R型细菌：无荚膜，菌落粗糙，无致病性S型细菌：有荚膜，菌落光滑，有致病性实验过程第一组：注射R型活细菌，小鼠不死亡第二组：注射S型活细菌，小鼠死亡，分离出S活第三组：注射加热至死的S型细菌，小鼠不死亡第四组：将R型活细菌和加热至死的S型细菌混合

2、后注射，小鼠死亡，分离出S活推论注意被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种“转化因子”，能将无毒性的R型活细菌转化成为有毒性的S型活细菌。不知道哪种物质是转化因子，没有提到过DNA细菌转化的实质：不是S型菌的DNA具有致死性。转化的实质是基因重组。肺炎链球菌体外转化实验艾弗里实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是什么？科学方法：采用“减法原理”处理自变量，即加入某种酶处理，减去S型细菌细胞提取物中的某种物质。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。实验过程制备S型细菌细胞提取物：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。将细胞提取物加入含有R型

3、活细菌的培养基中。第一组为对照组，第二、三、四、五为实验组。分别加入蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶。设计思路：每个实验组特异性的去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下实验结果会有怎样的变化。结论：S型细菌的DNA是将R型细菌转化成S型细菌的转化因子。即DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。注意细菌转化的效率：。两种转化实验中的转化率都很低，因此真正转化为S型细菌的数量很少，在小鼠体内（或培养基上）还是以R型细菌为主。该实验说明了荚膜多糖、蛋白质、RNA、脂质等不是S型细菌的遗传物质。艾弗里的结论可描述为DNA是转化因子，也可描述为DNA是遗传物质，但不能描述为DNA是主要的遗传

4、物质。噬菌体侵染细菌实验赫尔希和蔡斯实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌T2噬菌体结构与成分：蛋白质外壳+内部的遗传物质DNAT2噬菌体侵染大肠杆菌的过程：吸附注入合成组装释放实验方法：放射性同位素标记法设计思路DNA的特征元素是P，通常用32P标记DNA；蛋白质的特征元素是S，通常用35s标记蛋白质。用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，直接、单独地观察它们在遗传中的作用实验过程标记大肠杆菌细菌+含35S的培养基含35S的细菌1 细菌+含32P的培养基含32P的细菌标记噬菌体（标记细菌分别培养噬菌体）噬菌体+含35S的细菌含35S的噬菌体噬菌体+含32P的细菌含32P的噬菌体标记噬菌

5、体侵染大肠杆菌用放射性同位素35S标记噬菌体外壳蛋白质用放射性同位素32P标记噬菌体内部DNA短时间保温：使噬菌体侵染大肠杆菌进行繁殖搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离离心：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌放射性检测：35S标记的一组侵染实验，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中进一步观察发现：在细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA（新形成的 部分噬菌体中检测到32P)，但不能检测到35S标记的蛋白质。实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质。误差分析噬菌体被35S标记的实验

6、中，沉淀物中有少量的放射性的原因：搅拌不充分，个别35S标记的蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离。）噬菌体被32P标记的实验中，上清液中有少量的放射性的原因保温时间过短，少量的被32P标记的噬菌体DNA没有进入大肠杆菌，离心后部分噬菌体分布于上清液中。保温时间太长，大肠杆菌裂解，释放出了组装好的子代噬菌体，离心后子代噬菌体分布于上清液中。烟草花叶病毒实验：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。DNA是主要的遗传物质注意：本节课三四五实验共同证明DNA是主要的遗传物质，单独的一个实验并不能证明！遗传物质DNA细胞生物：DNA、RNA同时存在DNA病毒（只有DNA，无RNA）RNA仅限于某些病毒的遗传物质（烟

7、草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒）DNA的结构DNA双螺旋模型的构建构建者：沃森和克里克构建过程DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有A、T、G、C4种碱基威尔金斯和富兰克林应用X射线衍射技术得到高质量DNA衍射图谱DNA呈双螺旋查哥夫：在DNA中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。意义：DNA双螺旋结构的揭示是划时代的伟大发现，在生物学的发展中具有里程碑式的意义。DNA的结构组成元素:C、H、O、N、P基本单位:脱氧核苷酸(4种)：脱氧核糖上与碱基相连的碳叫作1-C,与磷酸基团相连的碳叫作5-C

8、脱氧核苷酸链两个脱氧核苷酸的连接方式一个脱氧核苷酸的脱氧核糖的3号碳原子（3-C）与另一个脱氧核苷酸的磷酸脱去1分子水形成一个磷酸二酯键（与磷酸相连的两个化学键），因此，形成磷酸二酯键的方式是脱水缩合DNA链的方向性DNA的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作5-端，另一端有一个羟基（-OH），称作3-端。DNA双螺旋结构特点DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接形成碱基对，它的组成有一定的规律，碱基互补配对原则。腺嘌呤A一定与胸腺嘧啶T配对；鸟嘌

9、呤G一定与胞嘧啶C配对。DNA的结构特性多样性：碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性特异性：碱基对的特定排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。稳定性：具有规则的双螺旋结构2 有关DNA中的碱基计算在DNA双链中，任意两个不互补碱基之和相等，并为碱基总数的50%（1/2），A+G=T+C，A+C=T+G两条链中互补碱基和与两条链碱基总数之比，与任意一条链的这种比值相等。在已知链与互补链之间（A+G）/（T+C）互为倒数，在整个DNA分子中（A+G）/（T+C）比值为1双链DNA分子中A+T/G+C等于其中任何一条链的A+T/G+C。DNA的复制对DNA复制的推测作出假说半保

10、留复制：形成的分子一半是新的，一半是旧的提出者：沃森和克里克全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分分散复制：母链和子链掺杂在一起形成DNA分子DNA半保留复制的实验证据实验者：梅塞尔森和斯塔尔试验方法：假说演绎法实验方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术实验原理：含15N的双链DNA密度大，含14N的双链DNA密度小，一条链含15N、一条链含14N的双链DNA密度居中。提出假说：DNA以半保留的方式进行复制实验过程将大肠杆菌放在含15N的NH4Cl培养基上培养若干代让亲代DNA获得15N标记提取DNA，离心上述亲代大肠杆菌转移到14N的普通培养基上培养让子代DNA获得14N标记细

11、胞分裂一次，提取DNA，离心细胞分裂两次，提取DNA，离心演绎推理（实验预期）立即取出，提取DNA离心全部重带。繁殖一代后取出，提取DNA离心 全部中带。繁殖两代后取出，提取DNA离心1/2轻带、1/2中带。实验结果（实验验证）：和预期的一致实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的注意：大肠杆菌繁殖一代后结果全部为中带，排除了全保留复制的可能；大肠杆菌繁殖两代后得到1/2轻带、1/2中带，排除了分散复制的可能。DNA复制的过程及其特点概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程时间：真核生物细胞分裂间期（有丝分裂、减数分裂）场所真核生物：细胞核（主）、线粒体、叶绿体原核生物：主要在拟核中病

12、毒：活的宿主细胞中复制过程解旋需要细胞提供能量需要解旋酶断开氢键结果：将DNA双螺旋的两条链解开合成子链模板：解开的每一条母链原料：游离的4种脱氧核苷酸酶：DNA聚合酶等原则：碱基互补配对原则重新螺旋：每条新链与其对应的模板链盘绕形成双螺旋条件模板：DNA的两条母链原料：4种游离的脱氧核苷酸酶：解旋酶、DNA聚合酶等能量：ATP3 结果：形成两个完全相同的DNA。特点边解旋边复制加快复制速度，减少DNA突变可能半保留复制半不连续复制DNA聚合酶的特点：不能从头合成DNA，而只能从3端延伸DNA链，因此，DNA复制需要引物，为DNA聚合酶提供3。概念：前导链、后随链、冈崎片段DNA连接酶：连接较

13、小的DNA片段复制起点原核生物的DNA复制往往只有一个起点真核生物的DNA复制有多个起点，不同起点复制开始的时间一般是不同步的。复制起点一般AT含量较高，因为AT含有两个氢键，GC含有三个氢键，故解开AT碱基对所需要的能量比解开GC碱基对所需要的能量少。双向复制：每个起点都是同时向两个方向进行复制复制方向：子链的5-端到3-端准确复制的原理DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板碱基互补配对原则，保证了复制能够准确地进行意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持遗传信息的连续性。与DNA复制的相关计算：假设将一个全部被15N标记的双链DNA分子(亲代)转移到含14N的培养液中培养n代D

14、NA分子数脱氧核苷酸链数消耗的脱氧核苷酸数构建模式图分析DNA复制与细胞分裂相关的问题画图有丝分裂中子染色体标记的情况分析减数分裂中染色体标记的情况分析基因通常是有遗传效应的DNA片段染色体上的DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系染色体是DNA的主要载体一个染色体上有一个或两个DNA分子DNA是主要的遗传物质每个DNA分子上有许多基因基因在染色体上呈线性排列基因通常是有遗传效应的DNA片段每个基因由成千上万的脱氧核苷酸组成基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息基因的表达转录RNA的组成及分类RNA的组成元素：C、H、O、N、P基本组成单位：核糖核苷酸细胞中的两种核酸的比较结构DNA通常呈规则的

15、双螺旋结构RNA通常呈单链结构基本组成单位DNA是脱氧核苷酸RNA是核糖核苷酸五碳糖DNA是脱氧核糖RNA是核糖碱 基DNA是A、G、C、TRNA是A、G、C、U4 存在部位DNA真核：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体；原核：拟核RNA：主要存在于细胞质中碱基数量关系双链DNA嘌呤数等于嘧啶数单链RNA嘌呤数一般不等于嘧啶数为什么RNA适合做DNA的信使呢？RNA是由基本单位-核苷酸连接而成，跟DNA一样能储存遗传信息RNA一般为单链，比DNA短，能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中RNA与DNA的关系中，也遵循“碱基互补配对原则”RNA的种类和功能信使RNA（mRNA）结构：单链特点：携带从DN

16、A上转录来的遗传信息功能：作为蛋白质合成的模板转运RNA（tRNA）结构：单链，呈三叶草形特点：一端携带特定的氨基酸，另一端的特定的三个碱基可与mRNA上的密码子互补配对，叫反密码子功能：识别密码子，转运特定的氨基酸核糖体RNA（rRNA）结构：单链特点：核糖体的组成成分功能：参与构成核糖体遗传信息的转录概念：在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程场所：真核细胞核（叶绿体、线粒体），原核拟核，病毒活的宿主细胞内质基因(线粒体和叶绿体中的基因)控制蛋白质合成过程中也进行转录基本条件模板：DNA的一条链原料：四种游离的核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA聚合酶原则：碱基互补

17、配对能够保证遗传信息传递的准确性。产物：RNA（mRNA，tRNA，rRNA）过程（以转录成mRNA为例）解旋 DNA解旋，碱基暴露配对游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对连接在RNA聚合酶的作用下，依次连接成mRNA释放mRNA释放，DNA双链恢复特点：边解旋边转录边复旋注意RNA聚合酶的功能打开氢键，解旋连接核糖核苷酸，形成磷酸二酯键不需要解旋酶mRNA转录的单位是什么？转录不是转录整个DNA，是转录其中的基因，不同种类的细胞，由于基因的选择性表达，mRNA的种类和数量不同，但tRNA和rRNA的种类没有差异。某个基因的两条链都能转录吗？对于某一个确定的基因，转录仅以DNA的一条

18、链为模板。同一DNA中，转录的模板不是固定不变的。可能某个基因转录时以DNA的一条链为模板，另一个基因转录时以同一DNA的另一条链为模板。转录过程中DNA双链需要完全解开吗？不需要，特定基因位置的DNA双链解开。在转录过程中mRNA的合成方向是？5 mRNA的5到3端，DNA的3到5端DNA上所有基因同时转录吗？不是，转录过程中DNA的一条链只有部分进行转录,根据基因调控选择相对应的基因进行转录细胞核中转录形成的RNA通过核孔进入细胞质，穿过0层膜，需要能量。真核生物mRNA的加工真核细胞有些DNA中既有编码氨基酸的外显子，又有不编码氨基酸的内含子，而且外显子与内含子都被转录，这样形成的RNA

19、称为前体信使RNA（Pre-mRNA），它的序列与作为模板的DNA链序列完全互补。 作为模板的DNA链 被称为模板链、非编码链或无意义链 ；与模板链互补的DNA链被称为编码链或有意义链 。前体信使RNA的内含子转录序列在RNA自身的催化作用下被切除掉，外显子转录序列连接在一起，形成信使RNA，当一条完整的RNA分子被合成后，转录便停止了，转录后的信使RNA通过核孔，进入细胞质。转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链和非模板链的碱基序列相比，有什么异同？转录形成的RNA的碱基序列与其DNA模板链的碱基序列是互补配对关系；和非模板链的碱基序列基本相同，只是DNA链上T的位置，RNA链上是U。（

20、画画图）翻译概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。密码子mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子。（密码子的碱基是连续的，没有间隔）种类共有64种密码子有2种起始密码子：在真核生物中AUG作为起始密码子，编码甲硫氨酸；在原核生物中，GUG也可以作为起始密码子，此时它编码甲硫氨酸 。GUG作为肽链中间的密码子，编码缬氨酸有3种终止密码子：UAA、UAG、UGA。正常情况下，终止密码子不编码氨基酸，仅作为翻译终止的信号，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。一般情况下编码氨基酸的密码子有61种。特殊

21、情况下有62种（含UGA）一种密码子决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由1种或几种不同的密码子决定特点简并性当密码子中有一个碱基改变时，由于密码子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸当某种氨基酸使用频率高时，几种不同的密码子都编码一种氨基酸，可以保证翻译的速度通用性：地球上几乎所有的生物共用一套密码子通过这一事实可以想到生物都具有相同的遗传语言，所有生物可能有共同的起源或生命在本质上是统一的支持共同由来学说反密码子概念：每个tRNA上的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，称反密码子特点每种tRNA只能识别并转运一种特定的氨基酸一种氨基酸可以由一种或几种tRNA来运输决定氨基酸的密码子有

22、62种，所以tRNA有62种翻译过程mRNA进入细胞质与核糖体结合，携带甲硫氨酸的tRNA进入位点1tRNA携带氨基酸进入核糖体的位点2两个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA 上核糖体沿mRNA的5-端向3-端方向移动，读取下一个密码子当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止，肽链合成后，就从核糖体与mRNA的复合物上脱离，运输到不同的场所，进一步盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质分子翻译能准确进行的原因mRNA为翻译提供了精确的模板通过碱基互补配对，保证了翻译能够 准确地进行翻译能高效进行的原因多聚核糖体数量关系：一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链

23、的合成意义： 少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质方向：根据多肽链的长度，从多肽链短的向长的方向移动结果：合成的多肽链氨基酸序列相同基因表达的计算蛋白质中氨基酸的数目参加转运的tRNA数目1/3mRNA的碱基数目1/6基因中的碱基数目。DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系（画图！）6 原核生物和真核生物基因的转录和翻译真核细胞的转录特点是DNA主要在细胞核中转录出mRNA，mRNA通过核孔进入细胞质进行翻译(在线粒体、叶绿体中也可边转录边翻译)原核细胞特点是原核生物没有核膜，转录和翻译在同一空间进行，两个过程常紧密偶联，边转录边翻译转录、翻译与DNA复制的比较时间DNA复制:细胞

24、分裂间期转录：生物个体发育的整个过程翻译：生物个体发育的整个过程场所DNA复制：主要在细胞核转录：主要在细胞核翻译：细胞质的核糖体模板DNA复制：DNA的两条链转录：DNA的一条链翻译：mRNA原料DNA复制：4种脱氧核苷酸转录：4种核糖核苷酸翻译：21种氨基酸产物DNA复制：2个双链DNA转录：mRNA、tRNA、rRNA等翻译：多肽链碱基互补配对（从模板到产物，画图）意义DNA复制:传递遗传信息转录:表达遗传信息，使生物表现出各种性状翻译：表达遗传信息，使生物表现出各种性状注意翻译从mRNA什么位置开始？到哪里为止？起始密码子到终止密码子翻译过程中核糖体在mRNA上移动还是mRNA在核糖体

25、上移动？核糖体在mRNA上移动多聚核糖体翻译的多条肽链是同一种吗？为什么？由于这些核糖体所用的模板是同一条mRNA，所以合成的多肽都是相同的密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上中心法则提出者：克里克内容DNA的复制：遗传信息从DNA流向DNA转录：遗传信息从DNA 流向RNA翻译：遗传信息从RNA流向蛋白质发展RNA的复制：遗传信息从 RNA流向RNA逆转录：遗传信息从RNA流向DNA需要逆转录酶的催化注意整个中心法则的提出与证实，都应用了假说演 绎法。遗传信息的传递过程都遵循碱基互补配对原则不是所有生物都能进行这5种过程，RNA复制和逆转录只发生在某些RNA病毒的增殖过程中，是后来发

26、现的，是对中心法则的补充和完善。生命是物质、能量和信息的统一体在遗传信息的流动过程中，DNA、RNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量7 基因表达产物与性状的关系基因表达产物与性状的关系间接控制：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状根本原因：基因直接原因：酶的合成直接控制：基因还能通过控制蛋白质的结构而直接控制生物体的性状根本原因：基因直接原因：蛋白质结构注意生物体的性状受DNA或RNA的控制，但主要通过蛋白质来体现。蛋白质是生命活动的承担者、体现者基因对性状的间接控制和直接控制都是通过蛋白质来起作用的，与前者相关的蛋白质一般是酶、激素等，与

27、后者相关的蛋白质是结构蛋白。体现某种性状的物质并不都是蛋白质，如黑色素、淀粉等，此类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的。基因的选择性表达与细胞分化细胞分化的本质：基因的选择性表达基因类型管家基因：在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因。奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因，如卵清蛋白基因、胰岛素基因表观遗传概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象实例分析柳穿鱼花小鼠毛色的遗传以上两个实例可以说明基因的甲基化会抑制基因的表达，从而影响生物的性状基因的甲基化可以遗传给下一代特点(了解）

28、普遍性：表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中可遗传性：这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞或个体间遗传，不符合孟德尔分离定律可逆性的基因表达：如甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达没有DNA碱基序列的改变：如同卵双胞胎具有完全相同的基因组成，但在长大成人后性格、健康等方面会出现差异，这种现象与表观遗传有关。受环境影响：环境的变化可以导致基因表观修饰的变化，进而引起表型改变。个体在生长和发育过程中获得的环境影响，可能会遗传给后代，如抽烟引起的表观遗传。表观遗传机制可以使动物打破DNA序列变化缓慢的限制，使后代能迅速获得上一代生物对环境因素作出反应而发生的变化表观遗传机制对生物种群的生存和繁行可能是有利的，也可能是有害的表观遗传并不是进化。在外因消失后，表观遗传现象会逐渐淡化消失，DNA会回到原先的调控状态。表观遗传对基因表达的调控机制DNA甲基化构成染色体的组蛋白甲基化、乙酰化基因与性状间的对应关系基因与性状并不是简单的一一对应的关系一因一效：一个基因控制一种性状一因多效：一个基因控制多种性状多因一效：多个基因控制一种性状性状是基因与环境共同作用的结果生物性状受多种因素影响基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间借助复杂的相互作用，形成一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状8学科网（北京）股份有限公司