第二章 遗传的分子基础（知识清单）生物苏教版必修2

第2章 遗传的分子基础（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 DNA是主要的遗传物质（3个考点+4个特别提醒） 考点1肺炎链球菌的转化实验★★★☆☆ 考点2噬菌体侵染细菌的实验★★★★☆ 考点3 RNA是某些病毒的遗传物质★★★☆☆ 第2节 DNA分子的结构与复制律（3个考点+1个特别提醒） 考点1 DNA双螺旋结构模型的构建--探索历程★★☆☆☆ 考点2 DNA双螺旋结构模型的构建★★★★★ 考点3 DNA的半保留复制★★★★★ 第3节 遗传信息控制生物的性状（4个考点+2个特别提醒） 考点1 遗传信息的转录★★★★★ 考点2 遗传信息的翻译★★★★★ 考点3 中心法则★★★★★ 考点4 基因表达与性状关系★★★☆☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 DNA是主要的遗传物质 考点1 肺炎链球菌的转化★★★☆☆ 1．S型细菌与R型细菌相比，其菌落较为光滑，菌体有多糖类的荚膜，具有致病性。 项目 菌落 荚膜 毒性 S型菌 光滑 有 有 R型菌 粗糙 无 无 2. 格里菲思-肺炎链球菌体内转化实验 （1）实验过程及结果 ①给小鼠注射R型活细菌→小鼠不死亡 ②给小鼠注射S型活细菌→小鼠死亡 ③给小鼠注射加热致死的S型细菌→小鼠不死亡 ④给小鼠注射加热致死的S型细菌+R型活细菌→小鼠死亡 （2）推论：加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”，使R型活细菌转化为S型活细菌 特别提醒 实验中加热会使细菌中的蛋白质变性，结构发生不可逆的改变，但DNA变性后若温度下降会发生复性，恢复原来的双螺旋结构 3．艾弗里-肺炎链球菌体外转化实验 （1）实验思路 设法去除各组中的特定组分，使用了能将DNA与蛋白质分离开的技术。 （2） 过程与结果 （3） 实验结论：DNA是使R型菌产生稳定遗传的物质。 （4） 实验的思路：在粗提取的基础上，利用“减法原理”特异性去除某一种物质，直接地、单独地观察该种物质在实验中所起的作用。 特别提醒 减法原理：在实验中去除某一影响因素，观察实验结果变化，以此判断该因素的作用，核心是排除干扰、明确单一变量的效应。 加法原理：在实验中人为增加某一影响因素，观察实验结果变化，以此验证该因素的作用，核心是补充变量、验证功能。（如必修一中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验） 考点2 噬菌体侵染细菌的实验★★★★☆ 1、 实验材料：T2噬菌体；生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内； 增殖特点： ①合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。 ②合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。 ③合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸；场所：大肠杆菌的核糖体。 2、 实验方法：放射性同位素标记 3、 实验过程： （1）标记T2噬菌体：将大肠杆菌置于含有放射性同位素的培养基培养，得到被标记的大肠杆菌，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，即可获得含有放射性同位素的T2噬菌体。 （2）标记的T2噬菌体侵染未被标记的细菌 （3）保温：使T2噬菌体在适宜环境条件下侵染未被标记的细菌 （4）搅拌：使吸附在细菌的噬菌体与细菌分离。 （5）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。 （6）①检测上清液和沉淀物的放射性②检测子代噬菌体放射性 4、实验结果： 含35S的噬菌体+大肠杆菌 上清液放射性高，沉淀物放射性低。 含32P的噬菌体+大肠杆菌 上清液放射性低，沉淀物放射性高。 5. 实验结论： (1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。 (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。 6．实验误差分析 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性，原因是：保温时间过短或过长。 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性，原因是：搅拌不充分。 特别提醒 （1）不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖 （2）不能用35S和32P直接标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性,不能确定是何种放射性元素。 （3）不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，因为无法判断放射性是来自DNA还是蛋白质。 （4）该实验没有证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质外壳未进入细菌 考点3 RNA是某些病毒的遗传物质★★★☆☆ （1） 烟草花叶病毒感染烟草实验——RNA是遗传物质的依据 (2) 重组病毒感染烟草和车前草 （3）结论：RNA是烟草花叶病毒、车前草病毒的遗传物质 （4）DNA是主要的遗传物质 生物类型 核酸种类 遗传物质 实例 有细胞 结构的生物 真核生物 DNA和RNA DNA 酵母菌、小麦等 原核生物 乳酸菌、蓝细菌等 无细胞 结构的生物 病毒 DNA DNA 噬菌体等 RNA RNA 新冠病毒、HIV等 特别提醒 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 ①对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质 ②对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字 第2节 DNA的结构和复制 考点1 DNA双螺旋结构模型的构建--探索历程★★☆☆☆ 1. 威尔金斯和其同事富兰克林的DNA衍射图谱 2. DNA分子是不对称的，DNA分子直径为2nm 3. 查哥夫：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。 考点2 DNA双螺旋结构模型的构建★★★★★ 1．构建者：沃森和克里克。（方法：物理模型构建法） 2．DNA的双螺旋结构模型： 项目 特点 整体 由两条脱氧核苷酸链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 排列 外侧 脱氧核糖和磷酸交替连接，构成基本骨架 内侧 碱基通过氢键连接成碱基对 碱基互补配对 A与T配对、G与C配对 3．DNA的结构层次 4.DNA的特性： (1)稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。 (2)多样性：DNA分子中碱基对(脱氧核苷酸对)的排列顺序多种多样，构成了DNA的多样性→遗传信息的多样性→生物多样性。 (3)特异性：每种DNA有别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。 5．DNA结构的相关计算 （1）基本关系：双链中：A=T(A1=T2,A2=T1),C=G(C1=G2,C2=G1) （2）三大公式：①在DNA单链或双链中，配对的碱基之和比值在每条链及双链中均相等A1 T2 T1 A2 C1 G2 G1 C2 A1=a%,A2=b% == ②在DNA双链中，互补的两条链中不配对的碱基之和的比值互为倒数 = ③在DNA双链中，某碱基占碱基总数的百分比等于每条链中该碱基占比的平均值 A的比例= 特别提醒 1．DNA分子中每个脱氧核糖上连接着一个或两个磷酸和一个碱基 2．两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对 3．DNA分子中一条链上的相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接 4．G—C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高 考点3 DNA的半保留复制★★★★★ 1．DNA复制的三种假说 （1）全保留复制：DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的 （2）半保留复制：以亲代DNA的每条链为模板合成一条互补链，再与互补链组成子代DNA （3）分散复制：亲代DNA被随机切割成许多小片段，子代DNA由这些片段和新合成的片段拼接而成 2．DNA半保留复制的实验证据： (1)实验者：美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔。 (2)研究方法：假说—演绎法。 (3)实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心技术。 （4）实验过程： （5）实验结论：DNA分子以半保留的方式复制 4．DNA的复制 （1）概念：以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。 （2）时期：在细胞分裂间期，随着染色体的复制而完成的。 场所：细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。 （3）DNA复制需要的基本条件： 能量（ATP提供） 模板（以DNA解开的两条母链分别为模板） 原料（4种游离的脱氧核苷酸） 酶（解旋酶、DNA聚合酶） （4）复制过程： ①解旋：在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋。 ②复制：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。 ③延伸及重新螺旋：随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链不断延伸，同时，每条新合成的子链与对应的母链盘绕为双螺旋结构。 （5） 复制结果：复制结束后，一个DNA分子就形成了两个相同的DNA分子。新复制的两个子代DNA分子通过细胞分裂分配到子细胞中。 （6） DNA复制的意义：将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性 （7） DNA能够准确复制的原因：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；碱基互补配对原则保证复制准确无误。 （8） 合成（子链）方向：5′→3′ （9） 特点：边解旋边复制；多起点复制；双向复制 (以真核细胞的DNA复制为例进行模型构建) 5．DNA复制过程有关计算 将含有一个 15N 的 DNA分子放在含 14N 的环境中复制 n 次，则： (1)子代 DNA 数为 2n个，其中： 含 15N 的 DNA 分子数：_2__个； 只含 15N 的 DNA 分子数：0个； 含 14N 的 DNA 分子数：_2n个； 只含 14N 的 DNA 分子数：_2n-2_个。 (2)DNA 单链数为_2n+1条，其中： 含 15N 的 DNA 单链数为：_2__条； 含 14N 的 DNA 单链数为：_2n+1-2_条； （3）亲代 DNA 中含某碱基(脱氧核苷酸)m 个，则： 复制 n 次，需消耗该脱氧核苷酸m（2n-1_）个； 第 n 次复制，需消耗该脱氧核苷酸_m_（2n-1）_个； 第3节遗传信息控制生物的性状 考点1 遗传信息的转录★★★★★ 1.RNA的种类及作用： 种类 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 功 能 传递遗传信息； 蛋白质合成的模板 识别并转运特定氨基酸 组成核糖体 结构示意图 共同点 ①都是转录的产物；②基本单位相同；③都与翻译过程有关。 2．遗传信息的转录： （1）概念：通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 （2）时期：个体生长发育的整个过程。 （3）场所：细胞核(主要) （4）转录需要的基本条件： 能量（ATP提供） 模板（以DNA解开的一条母链） 原料（4种游离的核糖核苷酸） 酶（RNA聚合酶） （5）转录过程： （6）转录的产物：mRNA、tRNA、rRNA 特别提醒 1．每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA） 2.转录的场所不一定是细胞核；（线粒体，叶绿体，拟核均可以发生转录） 3．RNA聚合酶具有两个功能：断裂氢键、形成磷酸二酯键 考点2 遗传信息的翻译★★★★★ 1．密码子与反密码子 （1）密码子的概念：mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基。密码子的碱基是连续的，没有间隔；与DNA模板链互补，具有简并性、通用性、专一性 （2）密码子的种类：密码子种类：64种；起始密码子：2种，包括AUG和GUG_；终止密码子：共3种，包括UAA、UAG和UGA （3）反密码子：tRNA上的3个相邻碱基，识别密码子，转运氨基酸，与mRNA中密码子互补 2．tRNA的结构;功能特点:每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸 3．翻译： （1）概念：以mRNA为模板合成多肽链的过程。 （2）时期：个体生长发育的整个过程。 （3）场所：核糖体 （4）翻译需要的基本条件： 能量（ATP提供） 模板（mRNA） 原料（21种氨基酸） 酶（多种酶） 搬运工具：（tRNA） （5）翻译过程： （6）翻译的产物：多肽链 （7）翻译的进程：核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动 数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体 意义：少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质 翻译方向：核糖体的移动方向为从右向左，判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前 （8）遗传信息、密码子和反密码子的碱基数量关系（6：3：3：1） 考点3 中心法则★★★★★ 1．提出者：克里克 2．中心法则内容： 遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译 3.中心法则的发展：补充了RNA病毒及逆转录病毒的遗传信息流动方向 （1）烟草花叶病毒等部分RNA病毒(可以进行RNA的复制)的遗传信息流动方向： RNA流向RNA，也可以从RNA流向蛋白质 （2）等逆转录病毒的遗传信息流动方向：RNA流向DNA，即逆转录（逆转录需要逆转录酶）可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。 特别提醒 1．并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程 2.在病毒体内不会发生RNA的复制和逆转录过程，该过程是在被病毒寄生的宿主细胞内进行的 3．细胞生物体内不会自主发生RNA的复制和逆转录过程，除非被病毒侵染 考点4 基因表达与性状关系★★★☆☆ 1．基因对性状的两个控制途径 ①直接途径：基因控制蛋白质结构控制生物性状；如镰刀型贫血症（图1） ②间接途径：基因控制酶的合成控制细胞代谢控制生物性状：如白化病（图2） 2.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 3.表观遗传 （1）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 （2）特点：可遗传性、可逆性、DNA不变 （3）主要类型：DNA甲基化—主要抑制转录；组蛋白修饰；非编码RNA干扰（如miRNA）—主要抑制翻译 （4）实例：柳穿鱼花的形态结构遗传；蜂王和工蜂的发育由来问题 4．基因与性状间的其他关系 (1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。 ①一因一效：一个基因一种性状(如如红绿色盲、白化病等单基因遗传病)。 ②一因多效：一个基因多种性状(如研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用)。 ③多因一效：多个基因一种性状(如身高、体重等)。 (2)生物体的性状也不完全由基因决定，环境对性状也有着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 (3)基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 5．经典遗传、表观遗传、环境对表型的影响 （1） 经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化可遗传 （2） 表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化可遗传 （3） 仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传（表型模拟） 一、跨学科知识整合：数学与生物的碰撞 1．代数学：数列与递推思想；半保留复制第n次复制时，产生的DNA分子数2n-1，这是等比数列的递推关系 2．指数函数模型：DNA分子总数和单链数的增长，都是指数函数的直接应用 二、热点问题分析：表观遗传与基因表达调控 1．原理：表观遗传DNA甲基化、组蛋白乙酰化等修饰如何在不改变DNA序列的情况下调控基因表达，以及基因组印记等现象。 2．实例：同卵双胞胎性状差异和蜂王与工蜂的发育分化等实例；可以用表观遗传来解释。 三、前沿科学动态：朊病毒与中心法则 朊病毒通过蛋白质构象的自催化相变实现自我增殖，无需核酸参与。这一机制不仅挑战了“信息必须由核酸携带”的核心假设，也为神经退行性疾病的治疗提供了新靶点。 考点预测： 1. 表观遗传的机制与应用：DNA甲基化、组蛋白乙酰化对基因表达的调控；表观遗传与环境因素（如营养、压力）的关系。情境题结合同卵双胞胎性状差异、蜂王与工蜂的分化考查表观遗传的意义。 2. 中心法则的拓展与RNA的功能：RNA病毒的RNA自我复制、逆转录过程；非编码RNA（miRNA、siRNA）对基因表达的调控作用，材料题结合新冠病毒、HIV的遗传信息流动考查中心法则的拓展；信息题分析RNA干扰技术的应用价值。 1、 双链DNA分子中，一条链上的A占30%，则该DNA分子中C+T占（ ） A 15% B 20% C 30% D 50% 【答案】D 【解析】A=T=30%,所以C=G=20%，T+C=50%所以D正确。 【解题方法归纳】根据A=T,C=G,结合题意与相关公式推理出答案 2、一个DNA分子中由200对脱氧核苷酸，其中含腺嘌呤脱氧核苷酸50个，如果连续复制2次，参与复制的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸有（　　） A．150个 B.300个 C.450个 D.600个 【答案】C 【解析】根据碱基互补配对原则求出一个DNA分子中鸟嘌呤数量（200×2-50×2）/2=150，再求复制2次所需鸟嘌呤的数量：150×22-1=450个，所以C正确 【解题方法归纳】根据DNA复制的相关计算公式，复制n次后产生的DNA分子数2n-1，求出相应的DNA数目，再结合碱基数量的计算得出答案 3、已知甲，乙，丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方向如下图所示(注：乙图中单螺旋线均表示RNA)，请据图回答下列问题。 (1)根据甲，乙，丙的遗传特征，分别列举一种病毒：甲噬菌体 ，乙新冠病毒 丙HIV。 (2)图中1,8表示遗传信息的_转录_。图中2,5,9表示遗传信息的翻译_。图中3、10 表示遗传信息的_复制，该过程进行所必需的物质条件是_模板、酶、脱氧核苷酸、ATP (3)图中7表示遗传信息的_逆转录，此过程需有逆转录酶的作用。这一现象的发现，其意 是对中心法则的重要补充 【答案】（1）噬菌体 新冠病毒 HIV （2）转录 翻译 复制 模板、酶、脱氧核苷酸、ATP （3）逆转录 逆转录酶 对中心法则的重要补充 【解析】甲：遗传物质是DNA 乙：遗传物质是RNA 丙：遗传物质是RNA并且发生逆转录，因此可以推测出病毒的种类 【解题方法归纳】结合中心法则与病毒的遗传物质，根据题意得出答案 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 遗传的分子基础（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 DNA是主要的遗传物质（3个考点+4个特别提醒） 考点1肺炎链球菌的转化实验★★★☆☆ 考点2噬菌体侵染细菌的实验★★★★☆ 考点3 RNA是某些病毒的遗传物质★★★☆☆ 第2节 DNA分子的结构与复制律（3个考点+1个特别提醒） 考点1 DNA双螺旋结构模型的构建--探索历程★★☆☆☆ 考点2 DNA双螺旋结构模型的构建★★★★★ 考点3 DNA的半保留复制★★★★★ 第3节 遗传信息控制生物的性状（4个考点+2个特别提醒） 考点1 遗传信息的转录★★★★★ 考点2 遗传信息的翻译★★★★★ 考点3 中心法则★★★★★ 考点4 基因表达与性状关系★★★☆☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 DNA是主要的遗传物质 考点1 肺炎链球菌的转化★★★☆☆ 1．S型细菌与R型细菌相比，其菌落较为光滑，菌体有多糖类的荚膜，具有致病性。 项目 菌落 荚膜 毒性 S型菌 _______ 有 _________ R型菌 _______ 无 _________ 2. 格里菲思-肺炎链球菌体内转化实验 （1）实验过程及结果 ①给小鼠注射R型活细菌→小鼠不死亡 ②给小鼠注射S型活细菌→小鼠死亡 ③给小鼠注射加热致死的S型细菌→_________ ④给小鼠注射加热致死的S型细菌+R型活细菌→_________ （2）推论：加热杀死的S型细菌中含有某种“_________”，使R型活细菌转化为S型活细菌 特别提醒 实验中加热会使细菌中的蛋白质变性，结构发生不可逆的改变，但DNA变性后若温度下降会发生复性，恢复原来的双螺旋结构 3．艾弗里-肺炎链球菌体外转化实验 （1）实验思路 设法去除各组中的特定组分，使用了能将DNA与蛋白质分离开的技术。 （2） 过程与结果 （3） 实验结论：_________是使R型菌产生稳定遗传的物质。 （4） 实验的思路：在粗提取的基础上，利用_________特异性去除某一种物质，直接地、单独地观察该种物质在实验中所起的作用。 特别提醒 减法原理：在实验中去除某一影响因素，观察实验结果变化，以此判断该因素的作用，核心是排除干扰、明确单一变量的效应。 加法原理：在实验中人为增加某一影响因素，观察实验结果变化，以此验证该因素的作用，核心是补充变量、验证功能。（如必修一中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验） 考点2 噬菌体侵染细菌的实验★★★★☆ 1、 实验材料：_________；生活方式：专门寄生在_________体内； 增殖特点： ①合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的_________。 ②合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的_________。 ③合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸；场所：大肠杆菌的_________。 2、 实验方法：_________ 3、 实验过程： （1）_________：将大肠杆菌置于含有放射性同位素的培养基培养，得到被标记的大肠杆菌，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，即可获得含有放射性同位素的T2噬菌体。 （2）标记的T2噬菌体侵染未被标记的细菌 （3）保温：___________________________________________ （4）搅拌：___________________________________________ （5）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。 （6）①检测上清液和沉淀物的放射性②检测子代噬菌体放射性 4、实验结果： 含35S的噬菌体+大肠杆菌 上清液放射性____，沉淀物放射性_____。 含32P的噬菌体+大肠杆菌 上清液放射性_____，沉淀物放射性____。 5. 实验结论： (1)T2噬菌体侵染细菌时，______进入细菌的细胞中，而_________留在外面。 (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过_________来遗传的。 6．实验误差分析 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有____放射性，原因是：_________。 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有______放射性，原因是：_________。 特别提醒 （1）不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖 （2）不能用35S和32P直接标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性,不能确定是何种放射性元素。 （3）不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，因为无法判断放射性是来自DNA还是蛋白质。 （4）该实验没有证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质外壳未进入细菌 考点3 RNA是某些病毒的遗传物质★★★☆☆ （1） 烟草花叶病毒感染烟草实验——RNA是遗传物质的依据 (2) 重组病毒感染烟草和车前草 （3）结论：_______是烟草花叶病毒、车前草病毒的遗传物质 （4）DNA是主要的遗传物质 生物类型 核酸种类 遗传物质 实例 有细胞 结构的生物 真核生物 _____________ _________ 酵母菌、小麦等 原核生物 乳酸菌、蓝细菌等 无细胞 结构的生物 病毒 DNA _________ 噬菌体等 RNA _________ 新冠病毒、HIV等 特别提醒 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 ①对整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质 ②对某些生物体来说，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字 第2节 DNA的结构和复制 考点1 DNA双螺旋结构模型的构建--探索历程★★☆☆☆ 1. 威尔金斯和其同事富兰克林的_________ 2. DNA分子是______，DNA分子直径为______ 3. 查哥夫：___________总是等于胸腺嘧啶（T）的量，____________总是等于胞嘧啶（C）的量。 考点2 DNA双螺旋结构模型的构建★★★★★ 1．构建者：_________。（方法：_________法） 2．DNA的双螺旋结构模型： 项目 特点 整体 由两条脱氧核苷酸链按_________方式盘旋成双螺旋结构 排列 外侧 _________和_________交替连接，构成基本骨架 内侧 碱基通过_________连接成碱基对 碱基互补配对 A与____配对、____与C配对 3．DNA的结构层次 4.DNA的特性： (1)_________：DNA中_______________不变；两条链间_____________的方式不变。 (2)_________：DNA分子中______________的排列顺序_________，构成了DNA的多样性→遗传信息的多样性→生物多样性。 (3)_________：每种DNA有别于其他DNA的______________。 5．DNA结构的相关计算 （1）基本关系：双链中：A=T(A1=T2,A2=T1),C=G(C1=G2,C2=G1) （2）三大公式：①在DNA单链或双链中，配对的碱基之和比值在每条链及双链中均相等A1 T2 T1 A2 C1 G2 G1 C2 A1=a%,A2=b% == ②在DNA双链中，互补的两条链中不配对的碱基之和的比值互为倒数 = ③在DNA双链中，某碱基占碱基总数的百分比等于每条链中该碱基占比的平均值 A的比例= 特别提醒 1．DNA分子中每个脱氧核糖上连接着一个或两个磷酸和一个碱基 2．两条链上互补的碱基通过氢键连接成碱基对 3．DNA分子中一条链上的相邻碱基通过“脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖”连接 4．G—C碱基对的比例越大，DNA分子的稳定性越高 考点3 DNA的半保留复制★★★★★ 1．DNA复制的三种假说 （1）全保留复制：DNA复制以DNA双链为模板，子代DNA的双链都是新合成的 （2）半保留复制：_____________________________ （3）分散复制：亲代DNA被随机切割成许多小片段，子代DNA由这些片段和新合成的片段拼接而成 2．DNA半保留复制的实验证据： (1)实验者：美国生物学家______________。 (2)研究方法：_____________ (3)实验技术：______________和密度梯度离心技术。 （4）实验过程： （5）实验结论：DNA分子以_________的方式复制 4．DNA的复制 （1）概念：以_________为模板合成_________的过程。 （2）时期：在_________，随着_________而完成的。 场所：_________(主要)、_________、_________。 （3）DNA复制需要的基本条件： 能量（ATP提供） 模板（__________________） 原料（__________________） 酶（____________________） （4）复制过程： ①解旋：在细胞提供的_________的驱动下，_________将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作_________。 ②复制：_________等以解开的_________为模板，以细胞中游离的4种_________为原料，按_________原则，各自合成与母链_______的一条子链。 ③_________：随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链不断延伸，同时，每条新合成的子链与对应的母链盘绕为_________结构。 （5） 复制结果：复制结束后，一个DNA分子就形成了两个______的DNA分子。新复制的两个子代DNA分子通过_________分配到子细胞中。 （6） DNA复制的意义：__________________________ （7） DNA能够准确复制的原因：__________________为复制提供了精确的模板；____________保证复制准确无误。 （8） 合成（子链）方向：_________ （9） 特点：_________；多起点复制；双向复制 (以真核细胞的DNA复制为例进行模型构建) 5．DNA复制过程有关计算 将含有一个 15N 的 DNA分子放在含 14N 的环境中复制 n 次，则： (1)子代 DNA 数为_________个，其中： 含 15N 的 DNA 分子数：_________个； 只含 15N 的 DNA 分子数：_________个； 含 14N 的 DNA 分子数：_________个； 只含 14N 的 DNA 分子数：_________个。 (2)DNA 单链数为_________条，其中： 含 15N 的 DNA 单链数为：_________条； 含 14N 的 DNA 单链数为：_________条； （3）亲代 DNA 中含某碱基(脱氧核苷酸)m 个，则： 复制 n 次，需消耗该脱氧核苷酸_________个； 第 n 次复制，需消耗该脱氧核苷酸_________个； 第3节遗传信息控制生物的性状 考点1 遗传信息的转录★★★★★ 1.RNA的种类及作用： 种类 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 功 能 __________________ ________________ ________________ 结构示意图 共同点 __________________________________________________________ 2．遗传信息的转录： （1）概念：通过RNA聚合酶以________________为模板合成RNA的过程。 （2）时期：个体生长发育的整个过程。 （3）场所：________________(主要) （4）转录需要的基本条件： 能量（ATP提供） 模板（________________） 原料（________________） 酶（________________） （5）转录过程： （6）转录的产物：_________________________ 特别提醒 1．每次转录的只是DNA分子特定的基因片段（并非整个DNA） 2.转录的场所不一定是细胞核；（线粒体，叶绿体，拟核均可以发生转录） 3．RNA聚合酶具有两个功能：断裂氢键、形成磷酸二酯键 考点2 遗传信息的翻译★★★★★ 1．密码子与反密码子 （1）密码子的概念：__________决定1个氨基酸的______________。密码子的碱基是连续的，没有间隔；与DNA模板链互补，具有__________、通用性、专一性 （2）密码子的种类：密码子种类：________________种；起始密码子：2种，包括AUG和________________；终止密码子：共3种，包括UAA、________________和UGA （3）反密码子：______上的3个相邻碱基，识别密码子，转运_______，与________________中密码子互补 2．tRNA的结构;功能特点:每种tRNA只能识别并转运____氨基酸 3．翻译： （1）概念：以_________为模板合成__________的过程。 （2）时期：个体生长发育的整个过程。 （3）场所：__________ （4）翻译需要的基本条件： 能量（ATP提供） 模板（__________） 原料（__________） 酶（__________） 搬运工具：（__________） （5）翻译过程： （6）翻译的产物：__________ （7）翻译的进程：__________沿着mRNA移动，mRNA不移动 数量关系：___________________，形成多聚核糖体 意义：________________________________________ 翻译方向：核糖体的移动方向为从右向左，判断依据是____________________ （8）遗传信息、密码子和反密码子的碱基数量关系（6：3：3：1） 考点3 中心法则★★★★★ 1．提出者：__________ 2．中心法则内容： 遗传信息可以从__________，即DNA的复制；也可以从__________，进而__________，即遗传信息的转录和翻译 3.中心法则的发展：补充了RNA病毒及逆转录病毒的遗传信息流动方向 （1）烟草花叶病毒等部分RNA病毒(可以进行RNA的复制)的遗传信息流动方向： __________，也可以从__________ （2）等逆转录病毒的遗传信息流动方向：__________，即逆转录（逆转录需要逆转录酶）可以从__________，也可以从__________，进而__________。 特别提醒 1．并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程 2.在病毒体内不会发生RNA的复制和逆转录过程，该过程是在被病毒寄生的宿主细胞内进行的 3．细胞生物体内不会自主发生RNA的复制和逆转录过程，除非被病毒侵染 考点4 基因表达与性状关系★★★☆☆ 1．基因对性状的两个控制途径 ①直接途径：基因控制__________控制生物性状；如镰刀型贫血症（图1） ②间接途径：基因控制__________控制细胞代谢控制生物性状：如白化病（图2） 2.基因的选择性表达与细胞分化 细胞分化的本质：__________ 3.表观遗传 （1）概念：生物体基因的__________保持不变，但____和_____发生可遗传变化的现象 （2）特点：__________、可逆性、DNA不变 （3）主要类型：__________—主要抑制转录；__________；非编码RNA干扰（如miRNA）—主要抑制翻译 （4）实例：柳穿鱼花的形态结构遗传；蜂王和工蜂的发育由来问题 4．基因与性状间的其他关系 (1)在大多数情况下，基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。 ①一因一效：一个基因__________(如如红绿色盲、白化病等单基因遗传病)。 ②一因多效：一个基因__________(如研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用)。 ③多因一效：____________________(如身高、体重等)。 (2)生物体的性状也不完全由基因决定，__________对性状也有着重要影响。例如，后天的营养和体育锻炼等对人的身高也有重要作用。 (3)基因与基因、基因与基因表达产物、__________之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的__________。 5．经典遗传、表观遗传、环境对表型的影响 （1） 经典遗传：__________，引起的性状变化可遗传 （2） 表观遗传：__________，引起的性状变化可遗传 （3） 仅由__________变化引起的性状变化，__________（表型模拟） 一、跨学科知识整合：数学与生物的碰撞 1．代数学：数列与递推思想；半保留复制第n次复制时，产生的DNA分子数2n-1，这是等比数列的递推关系 2．指数函数模型：DNA分子总数和单链数的增长，都是指数函数的直接应用 二、热点问题分析：表观遗传与基因表达调控 1．原理：表观遗传DNA甲基化、组蛋白乙酰化等修饰如何在不改变DNA序列的情况下调控基因表达，以及基因组印记等现象。 2．实例：同卵双胞胎性状差异和蜂王与工蜂的发育分化等实例；可以用表观遗传来解释。 三、前沿科学动态：朊病毒与中心法则 朊病毒通过蛋白质构象的自催化相变实现自我增殖，无需核酸参与。这一机制不仅挑战了“信息必须由核酸携带”的核心假设，也为神经退行性疾病的治疗提供了新靶点。 考点预测： 1. 表观遗传的机制与应用：DNA甲基化、组蛋白乙酰化对基因表达的调控；表观遗传与环境因素（如营养、压力）的关系。情境题结合同卵双胞胎性状差异、蜂王与工蜂的分化考查表观遗传的意义。 2. 中心法则的拓展与RNA的功能：RNA病毒的RNA自我复制、逆转录过程；非编码RNA（miRNA、siRNA）对基因表达的调控作用，材料题结合新冠病毒、HIV的遗传信息流动考查中心法则的拓展；信息题分析RNA干扰技术的应用价值。 1、 双链DNA分子中，一条链上的A占30%，则该DNA分子中C+T占（ ） A 15% B 20% C 30% D 50% 【答案】D 【解析】A=T=30%,所以C=G=20%，T+C=50%所以D正确。 【解题方法归纳】根据A=T,C=G,结合题意与相关公式推理出答案 2、一个DNA分子中由200对脱氧核苷酸，其中含腺嘌呤脱氧核苷酸50个，如果连续复制2次，参与复制的游离鸟嘌呤脱氧核苷酸有（　　） A．150个 B.300个 C.450个 D.600个 【答案】C 【解析】根据碱基互补配对原则求出一个DNA分子中鸟嘌呤数量（200×2-50×2）/2=150，再求复制2次所需鸟嘌呤的数量：150×22-1=450个，所以C正确 【解题方法归纳】根据DNA复制的相关计算公式，复制n次后产生的DNA分子数2n-1，求出相应的DNA数目，再结合碱基数量的计算得出答案 3、已知甲，乙，丙三种类型的病毒，它们的遗传信息的传递方向如下图所示(注：乙图中单螺旋线均表示RNA)，请据图回答下列问题。 (1)根据甲，乙，丙的遗传特征，分别列举一种病毒：甲噬菌体 ，乙新冠病毒 丙HIV。 (2)图中1,8表示遗传信息的_转录_。图中2,5,9表示遗传信息的翻译_。图中3、10 表示遗传信息的_复制，该过程进行所必需的物质条件是_模板、酶、脱氧核苷酸、ATP (3)图中7表示遗传信息的_逆转录，此过程需有逆转录酶的作用。这一现象的发现，其意 是对中心法则的重要补充 【答案】（1）噬菌体 新冠病毒 HIV （2）转录 翻译 复制 模板、酶、脱氧核苷酸、ATP （3）逆转录 逆转录酶 对中心法则的重要补充 【解析】甲：遗传物质是DNA 乙：遗传物质是RNA 丙：遗传物质是RNA并且发生逆转录，因此可以推测出病毒的种类 【解题方法归纳】结合中心法则与病毒的遗传物质，根据题意得出答案 / 学科网（北京）股份有限公司 $