人教版教学素材高中生物一轮复习必背知识(必修二).doc

高中生物必修二第一章 遗传因子的发现1.1 孟德尔的豌豆杂交实验(一)1.1.1 孟德尔选用豌豆作为遗传实验材料的优点（1）豌豆各品种具有易于区分的性状差异,保证了实验结果的可靠性；（2）豌豆是自花传粉 1 植物，而且是闭花受粉。自花传粉是指雌雄同株的植物的两性配子相互结合的一种传粉方式，即同一朵花之间的传粉；闭花受粉是指在花未开放之前就已完成受粉。因此用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠又容易分析。1.1.2 孟德尔的豌豆杂交实验1.试验方法（1）去雄右下图过程：确定被研究的相对性状，选择好父本和母本，先除去母本未成熟花的全部雄蕊，然后套上纸袋。（2）人工授粉（右图过程）：待雌蕊成熟时，采集另一植株的花粉，撒在去雄的母本的雌蕊柱头上再套上纸袋。（3）记录数据、统计分析：详细记录杂交各代的系谱，用统计法处理结果。2. 父本、母本的认定两朵花之间的传粉过程叫做异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时，供应花粉的植株叫做父本，接受花粉的植株叫做母本。1.1.3 一对相对性状的杂交实验1.过程（右图）：纯种紫花豌豆和纯种白花豌豆作亲本杂交，再让F1自交得到F2。2.实验现象：(1) F1只能表现出显性性状;(2) F2出现性状分离；(3) F2性状分离比为显性性状：隐性性状=3 ：1。1.1.4 对分离现象的解释1生物性状由遗传因子(基因)控制，遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中成单存在；(2)亲本的基因型为CC、cc，分别产生含C的配子和含c的配子；(3) F1的基因型为Cc，表现为显性性状；(4) F1产生配子时等位基因分离，分别产生含C和c两种数目相等的配子; F2出现三种基因型。1CC：2Cc ：1cc(5) F2的表现型:紫花：白花=3：1。配子CcC紫花Cc紫花Ccc紫花Cc白花Cc1.1.5 对分离现象解释的验证(1)设计思路：测交后代的表现型种类和比例能真实反映出F1产生配子的种类和比例。(2)目的：用于验证对分离定律解释的正确性。(3)方法：让F1与隐性纯合类型相交。(4)预测:如果对分离现象的解释是正确的,即如果为Cc,则Cccc1Cc(紫)：1Cc（白）。(5)实验：F1白花85株紫花：81株白花1:1(与预期的设想相符)。(6)结论:证实了F1是杂合子，基因型为Cc ；F1形成配子时，等位基因分离，分别进入不同的配子中,形成C和c两种类顼比例相等的配子。1.1.6 分离定律在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。1.1.7 遗传因子、性状等概念间的相互关系1.1.8 判断显隐性性状的思路如下：“无中生有为隐性”，即双亲中没有表现而后代表现出的性状为隐性性状;“有中生无为显性”，即双亲表现出而后代没有表现的性状为显性性状。1.1.9 表现型和基因型的一般推断AAAAAA，全为显性;AAAa 1/2AA : l/2Aa=l : 1，全为显性;AAaaAa, 全为显性;AaAa1/4AA : 1/2Aa : l/4aa=l : 2 : l,3/4显性：1/4显性=3 ； 1 ;Aaaal/2Aa : l/2aa=l : 1,1/2显性 : 1/2隐性=1 : 1 ;aaaaa,全为隐性。2由子代推断亲代的基因型（逆推型）：方法一，基因填充法。先根据亲代表现型写出能确定的基因，如显性性状的基因型可用A_来表示，隐性性状基因型只有一种aa，根据子代中一对基因分别来自两个亲本,可推出亲代中未知的基因。方法二，隐性突破法。如果子代中有隐性个体存在，它往往是逆推过程中的突破口，因为隐性个体是纯合子(aa),因此亲代基因型中必然都有一个隐性基因，然后再根据亲代的表现型作进一步的判断。1.1.10 遗传概率的计算(1)根据分离比直接推出。(2)用配子产生的概率计算。先计算出亲本产生几种配子，求出每种配子产生的概率，再根据题意要求，用相关的两种配子概率相乘，相关个体的概率相乘或相加即可。1.1.11 杂合子Aa连续自交，第n代的比例分析Fn杂合子纯合子显性纯合子隐性纯合子显性性状个体隐性性状个体所占比例1/2n1-1/2n1/2-1/2n+11/2-1/2n+11/2十1/2n+11/2-1/2n+1根据上表比例，杂合子、纯合子所占比例坐标曲线图为：1.1.12 纯合子、杂合子的判断1.动物测交法：若后代出现隐性类型，则一定为杂合子,若后代只有显性性状，则可能为纯合子。说明待测对象若为雄性动物，应与多个隐性雌性个体交配，以使后代产生更多的个体，使结果更有说服力。2植物（1）自交法：若后代能发生性状分离,则亲本一定为杂合子；若后代无性状分离，则可能为纯合子。说明此法适合于植物，而且是最简便的方法，但对于动物不适合。（2）测交法：同动物的测交法判断。2.1 孟德尔的豌豆杂交实验(二)1.2.1 两对相对性状的杂交实验1.2.2 对自由组合现象的解释1.2.3 对自由组合现象解释的验证1.方法:测交，即让厂与隐性纯合子类沏杂交。2.测交遗传图解：3.结果孟德尔测交实验结果与预期的结果相符,从而证实了：(1)F1是YyRr。(2)F1产生的配子类型有YR、Yr、yR、yr。(3)在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，不成对的遗传因子自由组合。测交的作用：(1)测定F1产生的配子及比例。(2)测定F1遗传因子的组成。(3)判定F1在形成配子时遗传因子的行为。1.2.4 自由组合定律控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。1.2.5 孟德尔获得成功的原因(1)正确选择实验材料豌豆：豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，自然状况下是纯种;各品种间具有一些稳定的、差异较大而又容易区分的性状，使实验结果既可靠又易统计分析。(2)浙究方法采用由单因素到多因素，即首先只对一对相对性状的遗传情况进行研究，搞清后再对两对及以上相对性状在一起的遗传情况进行研究。(3)能科学地运用统计学方法对实验结果进行分析。(4)实验程序科学严谨。1.2.6 分离定律与自由组合定律的区别项目 规律分离定律自由组合定律研究性状对两对或两对以上控制性状的等位基因一对两对或两对虹F1等位基因对数12或n配子类型及其比例2种1:122或2n比例相等配子组合数442 或 4nF2基因型种数332 或 3n基因型比1:2:1(1：2:1)2或(1:2 :1)n表现型种数222 或 2n表现型比3:1(3 ：1)2或(3 ：1)nF1测交子代基因型种数222或 2n基因型比1:1(1 ：1)2或(1：1)n表现型种数222或 2n表现型比1:1(1 ：1)2或(1：1)n1.2.7 概率学中的加法定律和乘法定律在遗传统计中的应用（1）加法定律:当一个事件出现时,另一个事件就被排除，这样的两个事件为互斥事件或交互事件。这种互斥事件同时出现的概率是它们各自概率的和。例如，肤色正常(A)对白化(a)是显性。一对夫妇的基因型都是Aa，他们的孩子的基因斟可能是AA、Aa、aA、aa，概率都是1/4，这些基因型都是互斥事件，所以一个孩子表现型正常的概率是1/4(AA)+1/4(aA)+1/4(Aa)=3/4。(2)乘法定律：当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，这样的两个独立事件同时或相继出现的概率是它们各自出现概率的乘积。例如,生男孩和生女孩属于两个独立事件，概率都是1/2。第一胎生女孩的概率是1/2，第二胎生女孩的概率也是1/2，那么两胎都生女孩的概率是1/2x1/2=1/4。1.2.8 用分离定律的知识解决自由组合定律问题的思维方法自由组合定律是以分离定律为基础的，因而可用分离定律的知识解决自由组合定律的问题，且用分离定律解决自由组合定律的问题显得简单易行。(1)配子类型的问题具有多对等位基因的个体，在减数分裂时,产生配子的种类数是每对基因产生配子种类数的乘积。多对等位基因的个体产生某种配子的概率是每对基因产生相应配子概率的乘积。某生物雄性个体的基因型为AaBbcc，这三对基因为独立遗传,则它产生的精子的种类有2x2x1=4种。(2)基因型类型的问题任何两种基因型的亲本相交,产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独相交所产生基因型种类数的乘积。代某一基因型的概率是亲本每对基因杂交所产生相应基因型概率的乘积。AaBbCc与AaBBCc杂交后代的基因型种类：AaAa后代有3种基因型(AA：Aa ：aa=1 ： 2 ：1)BbBB后代有2种基因型(BB ：Bb =1：1) 后代CcCc后代有3种基因型(CC：Cc：cc=1 ：2 ：1)有3x2x3=18种基因型。(3)表现型类型的问题任何两种基因型的亲本相交，产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独相交所产生表现型种类数的乘积。子代某一表现型所占比例等于亲本每对基因杂交所产生相应表现型概率的乘积。AaBbCc与AabbCc杂交后代的表现型种类：先将问题分解为分离定律问题AaAa后代有2种表现型Bbbb后代有2种表现型 后代有2x2x2=8种表现型CcCc后代有2种表现型1.2.9 9:3:3:1的几种变化两对等位基因共同控制生物性状时，F2中出现的表现型异常比例异常的表现型分离比相当于孟德尔的表现型分离比子代表现型种类12:3:1（9A_B_+3A_bb）:3aaB_:1aabb或（9A_B_+3aaB_）:3A_bb:1aabb3种9:6:19A_B_:(3A_bb+3aaB_):1aabb3种9:3:49A_B_:3A_bb:(3aaB_+1aabb)或9A_B_：3aaB_:（3A_bb+1aabb）3种13:3（9A_B_+3A_bb+1aabb）：3aaB_或（9A_B_+3aaB_+1aabb）:3A_bb2种15:1（9A_B_+3A_bb+1aabb）:3aaB_2种9:79A_B_：（3A_bb+3aaB_+1aabb）2种1.2.10 发病概率的计算序号类型计算公式1患甲病概率m非甲病的概率1-m2患乙病的概率n非乙病的概率1-n3只患甲病的概率m-mn4只患乙病的概率n-mn5同患两种病的概率mn6只患一种病的概率m + n - 2mn或 m( 1 - n) + n( 1 m)或（1 - m) +(1 - n)- 2(1 m)(l - n)或1-mn-(l - m)(1-n)m + n mn或 1- ( 1 - m)( 1 - n)7患病概率m + n mn或1 - ( 1 - m)( 1 -n)8不患病概率(1- m)(1n)或1 - m - n + mn第二章 基因和染色体的关系2.1 减数分裂和受精作用2.1.1 减数分裂(1)发生范围：进行有性生殖的生物。(2)进行场所：高等动植物的减数分裂发生在有性生殖器官内。(3)发生的时间:从原始的生殖细胞到成熟的生殖细胞的过程中。(4)特点：细胞连续分裂两次，染色体在整个分裂过程中只复制一次。(5)结果：新产生的生殖细胞中的染色体数目是原始生殖细胞的一半。2.1.2 减数分裂的过程(以哺郛动物为例，仅示一对同源染色体的变化)假设二倍体生物体细胞中的染色体数为2n，核DNA数为20，其减数分裂过程变化简图如下：归纳总结：(1)减数分裂中染色体的行为变化。复制联会四分体交叉互换同源染色体分离着丝点分裂。(2）精子形成过程涉及的细胞名称及染色体数目(设体细胞中染色体数为2N)。1个精原细胞（2N）1个初级精母细胞（2N）2个次级精母细胞（N，减数第二次分裂后期时为2N）4个精细胞（N）4个精子(N)2.1.3 观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片细胞减数分裂的观察步骤2.1.4 配子中染色体组合的多样性含巧对同源染色体的精（卵）原细胞形成的配子精（卵）原细胞个数配子个数配子种类1个精原细胞42种（多种情况）1个卵原细胞12种（多种情况）m个精原细胞4m2nm个卵原细胞m2n注意：(1)对于一个含有n对同源染色体的精原细胞而言，可能产生的精子种类为2n 种，而实际上只能产生其中的两种；对于一个含有n对同源染色体的卵原细胞而言，可能产生的卵细胞种类也为2n 种，但实际上只能产生其中的一种。(2)若考虑交叉互换，会增加配子的种类，如一个含n对同源染色体的生物产生配子种类会大于2n种。2.1.5 受精作用(1)受精作用概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。(2)受精作用的过程：精子的头部进人卵细胞,尾部留在外面；卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入；精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。(3)结果:受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半染色体来自精子(父方)另一半来自卵细胞(母方)。(4)意义：对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传变异，都是十分重要的。2.1.6 减数分裂与受精作用的意义减数分裂使成熟生殖细胞(配子)中染色体数目比原始生殖细胞（或体细胞）的减少一半，而受精作用使其染色体数目又恢复到体细胞中的数目。其染色体数目的变化关系可表示如下（假设生物体细胞的染色体数为2n）：由此可见，减数分裂与受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都具有重要的意义。2.1.7 减数分裂过程中染色体、染色单体、DNA的变化时期染色体染色单体DNA精（卵）原细胞2N04N2N4N初级精（卵）原细胞2N4N4N次级精（卵）原细胞前、中期N2N2N后期2N02N精子、卵细胞N0N2.1.8 有丝分裂和减数分裂过程中的染色体、数目变化曲线注：粗线表示核DNA分子数目的变化曲线，细线表示染色体数目的变化曲线。2.1.9 动物细胞有丝分裂和减I、减II分裂图像的辨识(设某动物的体细胞中有两对同源染色体)分裂期有丝分裂减I分裂减II分裂前期特征有同源染色体，不相互配对，散乱地排列在细胞中有同源染色体，相互配对,形成四分体无同源染色体，散乱地排列在细胞中中期特征着丝点排列在赤道板上同源染色体排列在赤道板两侧着丝点与纺锤丝相连，排列在赤道板上后期特征有同源染色体，着丝点一分为二,姐妹染色单体分开成为两条染色体,分别移向两极同源染色体分离无同源染色体，着丝点一分为二，姐妹染色单体分开成为两条染色体,分别移向两极末期特征有同源染色体，染色体数目与分裂前相等无同源染色体，染色体数目减半无同源染色体，染色体数目与分裂前相等总结提升：卵细胞与精子形成过程中图像的判定方法：2.2 基因在染色体上2.2.1萨顿假说一基因和染色体行为存在着明显的平行关系（见下表）基因染色体1在杂交过程中保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中，形态结构相对稳定2基因在体细胞中成对存在，配子中只有成对基因中的一个染色体在体细胞中成对存在，配子中只有成对染色体中的一条3成对基因一个来自父方一个来自母方同源染色体一条来自父方一条来自母方4非等位基因在形成配子时自由组合非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合2.2.2 基因位于染色体上的实验证据1.实验者：美国生物学家摩尔根。2.实验材料及其优点果蝇：相对性状多而明显；培养周期短；成本低，易培养；染色体数目少便于观察。3实验现象（1）果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。（2）F1全为红眼红眼是显性性状。（3）F2红眼：白眼=3 ： 1符合分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。（4）白眼性状的表现与性别相联系。4理论分析性染色体与常染色体性染色体：决定雌雄异体的生物性别的染色体。常染色体:与性别决定无直接关系的染色体。（2）果蝇体细胞的染色体组成果蝇染色体总数常染色体数性染色体数染色体组成雌果蝇4对3对1对6+XX（同型）雄果蝇4对3对1对6+XY（异型）5测交实验验证过程测交结果：后代中红眼：白眼=1 ： 1，符合分离定律。结论：决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，从而证明了基因在染色体上。6通过基因定位发现：基因在染色体上呈线性排列。2.2.3 孟德尔遗传规律的现代解释1.孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系（1）分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因。（2）自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。2.两个遗传定律的细胞学基础（1）分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,如图：（2）自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如图：2.2.4 基因存在位置的判断核基因分布在染色体上,染色体分为常染色体和性染色体（大多为X、Y）。判断基因的位置主要是判断基因位于常染色体上还是X、Y染色体上。质基因在叶绿体和线粒体上。1根据性状与性别的关系确定由于常染色体上的基因与性别无关，X染色体上的基因与性别有关，因此：已知显隐性的情况下，XY型性别决定的生物利用雌性隐性性状和纯合雄性显性性状个体交配来判断。若子代只表现为-种表现型，则在常染色体上；若子代表现为两种表现型，且性状与性别相关联,则在X染色体上。不知显隐性的情况下,利用正交和反交的方法判断。利用具有相对性状的雌雄个体进行正交和反交，若结果一致，则在常染色体上，若结果不一致，则在X染色体上。(2)根据子代性别、性状的数量比分析推断：若告诉某一性状在子代雌雄个体中出现的比例或数量，则依据该性状在雌雄个体中的比例是否一致即可确定。灰身、直毛灰身、分叉毛黑身、直毛黑身、分叉毛雌蝇0雄蝇据表格信息:灰身与黑身的比例，雌蝇中3 ： 1，雄蝇中也为3 ： 1，二者相同,故为常染色体遗传；直毛与分叉毛的比例,雌蝇中4 ： 0，雄蝇中1 ： 1，二者不同，故为伴性遗传。（3）、染色体上基因控制的性状只表现在雄（男）性。2.3 伴性遗传2.3.1伴性遗传的概念1.概念:如人类的红绿色肓、果蝇的红眼与白眼等性状的遗传总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。2.特点：在群体中，伴性遗传的性状在雌雄个体上的比例有明显差异。3.本质：性染色体上的基因的遗传及控制的性状表现。2.3.2 人类红绿色盲症1.从基因角度分析只位于X染色体上的隐性致病基因，表现为不能辨别红和绿两种颜色。2.典型系谱图3.特点分析(以人类红绿色盲症为例)(1)男性色盲患者多于女性。因色盲基因是位于X染色体上的隐性基因，女性只有基因型为XbXb义才表现为色盲，XBXb不表现为色盲；而男性只要X染色体上带有色肓基因b,就表现为色肓。(2)色盲基因的传递表现为隔代交叉遗传。因为男性体细胞内只有一条X染色体，只能来自于母亲，传递给女儿。男性色盲患者的色盲基因一定来自于母亲，传递给女儿。正常男性的母亲和女儿一定不是色盲患者。女性色盲患者的父亲和儿子一定是色盲患者。2.3.3 伴X染色体显性遗传1.实例抗维生素D佝偻病。2.典型系谱图3.特点(1)具有连续遗传现象。患者具有的显性致病基因来自于其父亲或母亲，因此其父母至少一方为患者。(2)女性患者多于男性患者。因致病基因是位于X染色体上的显性基因。女性只有XdXd才能表现正常，而男性只要X染色体上有一个隐性基因d，就表现为正常。(3)男性患者的母亲和女儿一定是患者，正常女性的父亲和儿子一定正常。2.3.4 伴Y染色体遗传1.实例人类外耳道多毛症2.典型系谱图3.特点(1)患者全为男性，女性全正常。因为致病基因只位于Y染色体上，无显隐性之分。(2)具有世代连续现象。致病基因由父亲传给儿子，儿子传给孙子，也称为限雄遗传。2.3.5 遗传系谱图中遗传病的确定方法及步骤步骤口诀图谱特征判定依据首先确定显隐无中生有为隐性双亲都正常，其子代有患者，则一定是隐性遗传病有种生无为显性双亲都患病，其子代有表现正常者，则一定是显性遗传病续表步骤口诀图谱特征判定依据在确定为隐性遗传情况下，可假定为伴X遗传，若b成立则为伴X隐性遗传隐性遗传看女病(这是突破口)，女病父病子也病，此病必定为伴性；女病父子全正常，此病一定非伴性a.母亲患病儿正常：父亲正常，女儿患病，一定不是伴X染色体隐性遗传,必定是常染色体隐性遗传B在确定为隐性遗传的情况下,女性患者为突破口：女性患者的父亲、儿子都是都患者,一定是伴X隐性遗传在确定为显性遗传情况下，可假定为伴X遗传,若b成立则为伴X显性遗传显性遗传看男病(这是突破口)，其母亲女儿均正常，此病一定非伴性；男病母病女儿病,此病必定为伴性a.在确定为显性遗传的情况下，男性患者为突破口 ：儿病母正常，或父病女儿正常，一定为常染色体遗传b.假定该显性致病基因在X 染色体上，“男患者的母亲女儿一定是患者”要成立，否则致病基因在常染色体上伴Y遗传患病性状只在男性中表现,女性一定不患病，无论显、隐性遗传，若出现父亲患病儿子正常或父亲正常儿子患病的，均不是伴Y染色体遗传记忆口诀：常用判断口诀，父子相传为伴Y；无中生有为隐性；隐性遗传看女病，父子无病非伴性；有中生无为显性；显性遗传看男病，母女无病非伴性。第三章 基因的本质3.1 DNA是主要的遗传物质3.1.1 肺炎双球菌的转化实验1.肺炎双球菌的类型比较种类项目S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体有多糖类的荚膜无多糖类的荚膜毒性有毒性，使小鼠患败血症死亡无毒性2. 格里菲斯的体内转化实验实验过程：2.结果分析（1）加热杀死的S型细菌已失活。(2)加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质。3.实验结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”。注意：(1)转化作用是指从一种生物体内得到的DNA通过一定的途径转移到另一种生物体内，从而使受体生物的遗传物质发生改变。其实质是外源DNA和受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。(2）加热到一定温度，蛋白质发生变性会导致S型细菌死亡，但在一定温度范围内，DNA不会变性仍能保持生物活性。3.1.2 艾弗里体外转化实验(1)方法：将从S型活细菌中分离提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质，分别加入到R型细菌的培养基中进行培养。（2）过程及现象：3结论：只有DNA才能使R型细菌转化为S型细菌。注意：(1)肺炎双球菌转化的实验是外源DNA与受体DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。DNA越纯，转化效率越高。(2)体内转化实验说明S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明了转化因子是DNA。3.1.3 噬菌体侵染细菌的实验1.原理T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身组成物质，从而进行大量增殖。2.方法放射性同位素示踪法选用35S标记噬菌体蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA。因为在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。进一步分析表明：S元素仅存在于蛋白质分子中，P元素几乎都存在于DNA分子中。因为蛋白质和DMA中都含有(C、H、O、N，所以此实验不能标记C、H、0、N。3实验过程（1）含35S的培养基+细菌含35S的细菌+噬菌体35S标记的子代噬菌体+细菌上清液放射性高，沉淀物放射性很低。（2）含32P的培养基十细菌含32P的细菌+噬菌体 32P标记的子代噬菌体+细菌沉淀物放射性高，上清液放射性很低。注意：因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。4.实验结果分析（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际上，上清液中有少量放射性，原因是：保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，也会使上清液出现放射性。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。（2）用32S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含32S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性，原因是：由于搅拌不充分，有少量用32S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量放射性。5.结论DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。3.1.4 证明是遗传物质的直接证据一烟草花叶病毒的重建实验烟草花叶病毒TMV由蛋白质外壳与RNA核心构成，能使烟草患病；车前草病毒HRV也是由蛋白质外壳与RNA核心构成，能使烟草患另一种病。实验对象实验处理烟草叶受感染的情况TMV的蛋白质分别侵染烟草叶，观察其患病情况不患病，无病毒TMV的RNA患病，有TMV病毒TMV的RNA水解物不患病,无病毒TMV蛋白质+HRV的RNA患病，有HRV病毒TMV的RNA+HRV蛋白质患病，有TMV病毒3.1.5 DNA是主要的遗传物质规律方法与技巧3.1.6 高中生物教材中放射性同位素应用归纳:(1)用3H标记亮氨酸追踪分泌蛋白的合成过程；（2）用3H或或15N或32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸（T）追踪DNA复制过程或细胞周期中间期的时长；（3）用3H或15N或32P标记尿嘧啶核糖核苷酸U追踪RNA合成过程；(4)用14CO2追踪光合作用中“C”转移途径；(5)用H218O和C18O2相互对照探究光合作用中O2的来源。6分别用32P、32S标记噬菌体DNA和蛋白质探究噬菌体的遗传物质化学本质。3.2 DNA分子的结构3.2.1 DNA双螺旋结构模型的构建(1)构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。构建依据DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，这4种脱氧核,酸分别含有A、T、C、G四种碱基。威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA分子呈螺旋结构。查哥夫测定DNA的分子组成，发现腺嘌呤(A)的量总是等于胸腺嘧唆(T)的量；鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。3.2.2 分子的结构特别说明：(1)每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖中的第1个碳原子与碱基相连接，第4个碳原子与磷酸相连接，而它的第3个碳原子则与下一个脱氧核苷酸中的磷酸相连接，依次延伸成脱氧核苷酸链。由图可知，DNA分子中的两条互补链是反向平行的。(2)每个DNA分子上的碱基排列顺序是一定的，其中蕴藏了遗传信息，从而保持了物种的遗传特性。(3)构成DNA分子的碱基只有4种，但DNA分子中的碱基数目成千上万，碱基的排列顺千变万化（有n个碱基对，就有4n种排列方式）。因此生物界的DNA分子多种多样。3.2.3 分子结构的特点1.稳定性(1)DNA分子由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗细均匀、螺距相等的规则双螺旋结构。（2）分子中脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成基本骨架。(3)分子双螺旋结构的中间为碱基对,碱基之间形成氢键,从而维持双螺旋结构的稳定。（4）DNA分子之间对应碱基严格按照碱基互补配对原则进行配对。2.多样性DNA分子中碱基对的排列顺序多种多样。3.特异性每种生物的DNA分子都有特定的碱基排列顺序。高招(1)区分核酸种类的方法：(2)DNA双螺旋结构内侧碱基对排列顺序的多样性理解:DNA分子储存遗传信息的量的大小，一般用4n表示，n为碱基对数。3.2.4 制作DNA双螺旋结构模型1.制作原理DNA的脱氧核苷酸双链反向平行，磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧。碱基排列在内侧，碱基对通过氢键连接，碱基互补配对。2.制作程序注意：(1)实验操作程序：按结构层次从小到大，从简单到复杂依次完成。(2）制作磷酸、脱氧核糖和舍氮碱基的模型时注意各分子的大小比例。(3）A与T的一端应剪成相互吻合的形状；G与C也如此。这两种碱基对模型的长度应相等，以保证DNA分子中两条平行链之间的距离相等。(4）两条链的长度、碱基总数一致，碱基互补、方向相反。(5)磷酸、脱氧核糖、碱基三者之间的连接部位要正确。(6）制作中各零件连接应牢固，避免旋转中脱落。(7)各组模型制作不同数量和顺序的AT、C G、T A、GC四种碱基对排列，领悟DAN分子的多样性。3.2.5 有关碱基的计算根据AT、GC,图示如下：链AGCTTCCm链TCGAAGGm 则:且以链为模板合成的RNA中3.2.6 碱基比例与双链DNA分子的共性及特异性(1) 共性:不因生物种类的不同而不同(2) 特异性：的比值在不同DNA分子中是不同的，是DNA分子多样性和特异性的表现。3.3 DNA的复制3.3.1 对DNA分子复制的推测（1)假说：半保留复制方式。（2）提出者：沃森和克里克。(3)内容：解旋：DNA分子复制时，DNA分子的双螺旋解开，互补的碱基之间的氢键断裂。复制：以解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。特点：新合成的每个分子中，都保留了原来八分子中的一条链。3.3.2 DNA分子的复制(1)概念:以亲代为模板合成子代的过程。(2)时间：细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期。(3)场所：主要位于细胞核。(4)过程：（5）结果：形成两个与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子。(6)意义:将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。(7)特点：边解旋边复制；半保留复制。(8)准确复制的原因：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板。通过碱基互补配对保证了复制准确无误地进行。实验探究探究:DNA半保留复制的实验证据(1)生物材料：大肠杆菌。(2)实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。(4)实验过程：(见图）大肠杆菌在含标记的NH4C1培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N 。将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。(5)实验预期:离心后应出现3条DNA带。（见上图）重带(密度最大)：15N标记的亲代双链DNA(15N/15N)。中带(密度居中):一条链为15N,另一条链为14N标记的子代双链DNA(15N/14N)。轻带(密度最小)：两条链都为14N标记的子代双链DNA(14N/14N)。(6)实验结果：与预期的相符。（见上图）立即取出提取DNA离心全部重带(15N/15N)。繁殖一代后取出提取DNA离心全部中带(14N/14N)。繁殖两代后取出提取八离心1/2轻带(14N/14N)、1/2中带(14N/14N)。（7）实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的。3.3.3 DNA分子复制的有关计算假设将一个全部被15N标记的DNA分子(亲代)转移到含14N的培养基中培养n代，结果如下：(1)DNA分子数：子代DNA分子总数：2n个含15N的DNA分子数=2个含14N的DNA分子数=2n个只含15N的DNA分子数=0个只含14N的DNA分子数=(2n - 2)个(2)脱氧核苷酸链数：子代DNA中脱氧核苷酸链数=2n+1条含15N的脱氧核苷酸链数=2条含14N的脱氧核苷酸链数=(- 2)条(3)消耗的脱氧核苷酸数：设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸m个,则：经过n次复制，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m(2n- 1)个。在第 n次复制时，共需消耗游离的该种脱氧核苷酸m2n-1个。3.4 基因是有遗传效应的DNA片段染色体、DNA和基因的关系1.基因与染色体的关系(1)基因在染色体上呈线性排列(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA，也是基因的载体。2.基因与DNA的关系(1)基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子上的碱基总数大于该分子上所有基因上的碱基数之和。(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。3.基因与脱氧核苷酸的关系(1)基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。(3)基因中脱氧核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。实验与探究(1)探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性问题：4种碱基的排列顺序，是否能够储存大量的遗传信息？探究情境：情境1：若一个碱基对组成1个基因，4个碱基对可能形成几种基因？(4种）情境2： 17个碱基对可以排列出多少种基因？ (417)情境3:1000个碱基对可以有多少种排列方式？(41000)情境4：设人的第1号染色体上有一个基因由17个碱基对随机排列，同桌的两人该基因的碱基排列顺序相同的可能性有多大？探究结论:碱基对排列的千变万化满足了遗传信息的多样性；但对具体个体的某个基因来说,碱基对的排列顺序又是特定的，即DNA分子具有特异性。可见。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。(2)特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，而特定的碱基排列顺序中有遗传效应的片段就代表了遗传信息，所以每个特定DNA分子中都储存着特定的遗传信息，因此这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子的特异性。(3)稳定性：与DNA结构稳定性有关的因素有三：两条脱氧核苷酸链的脱氧核糖和磷酸交替排列的顺序稳定不变；碱基对的配对方式不变，碱基对之间的氢键维持了双螺旋空间结构的稳定；堆积碱基间的疏水作用（碱基堆积力）使得双螺旋内部不存在游离的水分子，有利于互补碱基间形成氢键。第四章 基因的表达4.1 基因指导蛋白质的合成 核心考点背记4.1.1 DNA与RNA的比较比较项目DNARNA名称脱氧核糖核酸核糖核酸组成成分磷酸相同碱基腺嘌呤（A、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C)胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）五碳糖脱氧核糖核糖组成单位4种脱氧核糖4种核糖核苷酸空间结构规则的双螺旋结构，一般为双链一般为单链分布主要在细胞核中，叶绿体和线粒体中也有主要在细胞质中，细胞核中也有主要功能 是除少数RNA病毒外，几乎所有的生物的遗传物质 储存、传递、表达遗传信息RNA病毒的遗传物质传递遗传信息，转运氨基酸，构成核糖体的成分等联系般情况下，RNA是以DNA的一条链为模板转录产生的，RNA中的遗传信息来自DNA注意：(1)具有细胞结构的生物体内，既有DNA，也有RNA，病毒中只有DNA或RNA。（2）DNA中有碱基T，而RNA中没有；RNA中含有碱基U，DNA中没有。科学家常用同位素分别标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸来研究DNA、RNA的动态变化。4.1.2 遗传信息的复制、转录和翻译的比较复制转录翻译时间细胞分裂的间期个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸ATP都需要酶解旋酶、DNA聚合酶解旋酶、RNA聚合酶合成酶产物2个双链DNA1个双链RNA多肽链(或蛋白质)产物去向传递到2个子细胞或子代离幵细胞核进入细胞质组成细胞结构蛋白或功能蛋白特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，转录后DNA恢复原状翻译结束后，mRNA被降解成单体碱基配对A-T,T-A.C-G,G-CA-U,T-A,C-G,G-CA-U,U-A,C-G,G-C意义传递遗传信息表达遗传信息，使生物表现出各种性状4.1.3 基因、八、蛋白质的关系4.1.4 遗传信息、密码子、反密码子的对应关系由于mRNA上的密码子除终止密码子外有61种对应氨基酸，而tRNA上的反密码子与对应氨基酸的密码子一一对应，因此：(1)一种氨基酸可有多种密码子，可由多种tRNA来转运。(2)一种密码子只决定一种氨基酸，一种tRNA只转运一种氨基酸。4.2 基因对性状的控制4.2.1 中心法则的提出及其发展1.中心法则图解注：虚线表示中心法则的发展。2.遗传信息流向的各种情况比较过程模板原料配对原则产物实例DNA复制DNADNADNA的两条链含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸A-TG-CDNA绝大多数生物DNA转录DNARNADNA的一条链含A、U、G、C的四种核糖核苷酸A-UT-AG-CRNA绝大多数生物RNA复制RNARNARNA含A、U、G、C的四种核糖核苷酸A-UG-CRNA以RNA为遗传物质的生物,如烟草花叶病毒RNA逆转录RNADNARNA含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸A-TU-AG-CDNA艾滋病病毒翻译RNA多肽信使RNA20种氨基酸A-UG-C多肽所有生物规律：各种生物遗传信息流向适用范围4.2.2 DNA、基因、蛋白质与性状的关系1. DNA、基因、蛋白质与性状之间的关系说明：性状是遗传和环境相互作用的结果，主要由蛋白质体现，生物的遗传性状受基因控制。2.中心法则与基因表达的关系（1）复制体现了遗传信息的传递功能,发生在细胞增殖或产生生殖细胞过程中。（2）转录和翻译共同体现遗传信息的表达功能，发生在个体发育的整个过程中。3.基因表达控制个体发育的方式基因控制性状需经过一系列步骤，基因控制性状有如图两种方式：4.3 遗传密码的破译（选学）4.3.1 遗传密码的阅读方式及实验证据（1）遗传密码从一个固定的起点开始，以3个碱基（核糖核苷酸）为一个阅读单位，以非重叠的方式阅读，遗传密码之间没有间隔。（2）遗传密码阅读方式的实验证据。1961年，克里克以T4噬菌体作为实验材料，研究其中某个基因的碱基的增添或缺失对所编码的蛋白质的影响，发现在相关碱基序列中增添或缺失1或2个碱基时，不能产生正常功能的蛋白质;当增添或缺失3个碱基时，却能合正常功能的蛋内质。4.3.2 破译遗传密码的实验分析以下为尼伦伯格和马太的实验研究示意图：（1）实验中加入除去了mRNA和DNA的细胞提取液，一是避免细胞中原有的mRNA或者以DNA为模板新合成的mRNA干扰实验结果；二是提供合成肽链所需要的核糖体以及酶等条件。（2）该项实验研究的成功依赖的技术基础包括：体外合成蛋白质技术、人工合成具有特定序列的巳知的mRNA序列、满足蛋内质体外合成所需要的其他条件。（3）实验结果：加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。（4）实验结论：决定苯丙氨酸（Phe）的密码子（UUU）。4.3.3 遗传密码的特点不间断性:mRNA的三联体密码是连续排列的，相邻密码之间无核苷酸间隔。不重叠性：对于特定的三联体密码而言，其中的每个核苷酸都具有不重叠性。简并性：绝大多数氨基酸具有2个或2个以上不同的密码子。编码相同氨基酸的密码子称为同义密码子。由