2027届高三生物一轮复习课件：必修二第三、四章主干知识汇总

该高中生物学高考复习课件聚焦遗传的分子基础核心模块，覆盖遗传物质探索（格里菲斯、艾弗里、赫尔希-蔡斯实验）、DNA结构与复制、基因表达（转录翻译、中心法则）及基因与性状关系等高考高频考点，对接高考评价体系，分析实验结论推导、碱基互补配对计算等考点权重，归纳实验结果分析、图表解读等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“实验逻辑链+科学思维建模+真题突破”策略，如以赫尔希-蔡斯实验为例，用放射性同位素标记技术分析误差原因，培养科学思维，结合DNA半保留复制的密度梯度离心结果，总结“子链延伸方向”等答题要点，帮助学生掌握实验设计题技巧，教师可依此系统梳理考点，提升学生高考冲刺得分率。

格里菲斯的实验 实验材料 实验过程与结果 肺炎链球菌 比较　 菌体表面 致病性 菌落表面 S型细菌 有荚膜 有致病性 光滑 R型细菌 无荚膜 无致病性 粗糙 荚膜 化学本质：多糖 功能：抵抗吞噬细胞的吞噬 组别 自变量（注射的菌种及活性） 因变量（小鼠状态及分离出的菌种） 第一组 R型活细菌 小鼠不死亡 第二组 S型活细菌 小鼠死亡，分离出S型活细菌 第三组 S型死细菌 小鼠不死亡 第四组 R型活细菌+S型死细菌 小鼠死亡， 分离出少量S型及大量R型活细菌 格里菲斯的推论：已经加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化成为S型活细菌的活性物质——转化因子。 注：该实验不能证明DNA是遗传物质。 艾弗里的实验 实验过程与结果 组别 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 实验处理 有R型细菌的培养液+S型细菌的细胞提取物 无 蛋白酶 RNA酶 酯酶 DNA酶 实验现象 （细菌种类） R型细菌+ S型细菌 R型细菌+ S型细菌 R型细菌+ S型细菌 R型细菌+ S型细菌 R型细菌 实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 加法与减法原理 与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。 例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解” 与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。 例如“艾弗里的肺炎链球菌转化实验” 加法原理 减法原理 赫尔希和蔡斯的实验 实验操作过程 标记 噬菌体 在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。 侵染 用上述噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌 短时间保温 使噬菌体完成侵染 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。 检测 检测上清液和沉淀物中的放射性 实验材料 T2噬菌体 化学组成：DNA+蛋白质 优点：结构简单；繁殖速度快；是严格寄生生物 侵染过程：吸附——注入DNA——复制与物质合成—— 成分组装——宿主裂解，子代噬菌体释放 赫尔希和蔡斯的实验 误差分析 标记部位 35S标记的蛋白质 32P标记的DNA 放射性情况 上清液 很高 很低 沉淀物 很低 很高 子代噬菌体 没有检测到35S 部分噬菌体检测到32P 实验结果 实验结论 子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的,因此DNA是T2噬菌体遗传物质。 35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因：搅拌不充分，导致少量含35S的噬菌体蛋白质外壳还吸附在细菌表面。 32P标记的一组，上清液中出现少量放射性的原因： ①保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌。 ②保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放。 DNA的结构 科学史 主要建构者：沃森、克里克 富兰克林、威尔金斯：利用X射线衍射技术获得DNA衍射图谱， 推算出 DNA呈螺旋结构。 查哥夫发现：在DNA中，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量； 鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。 DNA的结构 1. DNA是由两条单链组成的，这两条链按照反向平行方式盘旋呈双螺旋结构。 2. DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。 3.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定规律。A一定与T配对（两个氢键）；G一定与C配对（三个氢键）。碱基之间的这种一一对应的关系叫作碱基互补配对原则。 DNA的复制 半保留复制的证据 实验者 梅塞尔森、斯塔尔 实验技术 放射性同位素标记法（15N）；密度梯度离心法 流程 ①用含有15NH4Cl的培养基培养大肠杆菌若干代，获取15N/15N-DNA的大肠杆菌 ②将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中培养 ③提取DNA，密度梯度离心，记录DNA的位置 演绎推理过程 假说演绎法的应用 DNA的复制 DNA复制 定义 DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 场所 真核细胞：细胞核（主要）、叶绿体和线粒体（次要） 原核细胞：拟核（主要）、质粒（次要） 间期（有丝分裂前的间期、减数分裂前的间期） 时期 条件 模版（亲代DNA的两条链）原料（4种脱氧核苷酸） 能量（直接源于ATP） 酶（解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶） 精准复制的原因 ①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； ②通过碱基互补配对，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。 DNA的复制 DNA复制的过程 解旋 在能量驱动下，解旋酶破坏氢键，将DNA双螺旋解开 合成子链 DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的子链 复旋 每条新子链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构 DNA复制过程的特点 半保留复制、双向复制、多起点复制、边解旋边复制 DNA复制过程的方向 子链延伸方向：5’-3’; 读取模板链的方向：3’- 5’ 基因通常是有遗传效应的DNA片段 遗传效应 含义 可以用于指导蛋白质的合成、控制生物体的性状等。 例子 转基因（生长激素基因）鲤鱼；转基因（GFP基因）鼠 DNA片段 理解 一个DNA分子有多个基因 基因是DNA的片段，在DNA上的分布是不连续的 例子 大肠杆菌的基因；人类基因组 RNA病毒 例子 SARS病毒、流感病毒、HIV、新冠病毒、埃博拉病毒 对于RNA病毒，RNA是其遗传物质，基因是有遗传效应的RNA片段 DNA功能特点 DNA结构特点 稳定性 外部基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替连接形成 内部碱基对： 氢键连接，遵循碱基互补配对原则 空间结构： 规则的双螺旋结构 储存遗传信息 多样性 碱基排列顺序千变万化，构成了DNA的多样性 特异性 碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性 自我复制能力 ①DNA独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板； ②碱基互补配对原则 可变异性 DNA复制的错误实现了可变异性 基因指导蛋白质的合成 三种RNA 基因的表达：基因指导蛋白质合成的过程，包括转录和翻译两个过程。 种类 mRNA tRNA（61或62种） rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 功 能 作为DNA的信使，蛋白质合成模板 识别并转运特定的氨基酸 ①一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。 ②一种氨基酸可由一种或多种tRNA携带 组成核糖体 结 构 单链结构 具有密码子 部分碱基配对（含氢键）形成三叶草型结构，具有反密码子。3’端结合氨基酸 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。 mRNA适于作信使的原因： ①RNA也是由基本单位——核苷酸连接而成，也能储存遗传信息。 ②RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 ③DNA与mRNA之间遵循碱基互补配对原则 基因指导蛋白质的合成 转录 通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。 定义： 场所：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 产物： mRNA、rRNA、tRNA 原料： 模板： 能量： 酶： RNA聚合酶 DNA的一条链的某片段 4种游离的核糖核苷酸 由ATP提供 条件 特点： 边解旋边转录 遗传信息的流动方向： DNA→mRNA 碱基互补配对原则：A—U、T—A、C—G、G—C RNA链延伸方向：5’— 3’； RNA聚合酶沿模板链移动方向：3’— 5’ 基因指导蛋白质的合成 转录的过程 ①解旋：RNA聚合酶与编码蛋白质的一段DNA结合（启动子），RNA聚合酶破坏氢键，使DNA双链解开，碱基暴露出来。 ②配对：游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成。 ③连接：新结合的核糖核苷酸在RNA聚合酶催化作用下，形成磷酸二酯键，连接到正在合成的mRNA分子上。 ④释放：合成的mRNA从DNA链上释放。而后，DNA双螺旋恢复。 转录中的模板 模版链 非模版链 mRNA碱基序列与模板链（反义链）的碱基序列互补配对 mRNA碱基序列与非模板链（正义链）的碱基序列基本相同 （UT互换） 模板链选择 ①转录只能以基因的一条链为模板 ②同一DNA上不同基因的模板链不一定相同 基因指导蛋白质的合成 密码子 定义：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基为1个密码子。 （位置） （组成） （功能） 认读方式：方向从mRNA的5'→3'；相邻的密码子无间隔、不重叠 种类64(43)种 不编码氨基酸的（终止密码子）：3种 编码氨基酸的：61或62种【其中包括2种起始密码子】 专一性：一种密码子决定一种氨基酸。 简并性：一种氨基酸可以由1种或多种不同的密码子决定 通用性：地球上几乎所有的生物都共用同一套密码子。 特点 增强密码子的容错性。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同一种氨基酸可以保证翻译的速度。 简并性意义 基因指导蛋白质的合成 翻译 定义：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。 模板 mRNA 原料 21种氨基酸 能量 ATP 搬运工具 tRNA 核糖体的移动方向： 碱基互补配对原则： A-U、U-A、C-G、G-C 沿着mRNA 5’ 端往3’端移动 遗传信息流向： mRNA→蛋白质 场所：核糖体（装配机器） 产物：（未成熟、待加工的）蛋白质/多肽链 条件： 特点：一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成。该特点的意义在于少量的mRNA分子可以迅速合成大量的蛋白质。 方向：肽链短→长 真原核生物基因表达区别：真核生物（先转录，后翻译）； 原核生物（边转录，边翻译） 基因指导蛋白质的合成 翻译的过程 起始：mRNA与核糖体结合 运输：tRNA携带氨基酸置于特定位置 延伸：核糖体沿着mRNA移动（5’→3’），读取下一个密码子，由对应tRNA运输相应的氨基酸加到延伸中的肽链上（肽键的形成） 停止：当核糖体到达mRNA上的终止密码子时，合成停止 脱离：肽链合成后从核糖体与mRNA的复合物上脱离 基因指导蛋白质的合成 中心法则 提出者：克里克 初始内容：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。 中心法则的补充 细胞生物与DNA病毒的中心法则： 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 RNA复制的RNA病毒（如烟草花叶病毒） 复制 RNA 翻译 蛋白质 逆转录的RNA病毒（如HIV） 逆转录 转录 DNA RNA 翻译 蛋白质 复制 RNA 基因表达与性状的关系 基因通过控制酶的合成来控制代谢控制，进而控制生物体的性状。 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 豌豆的圆皱（控制淀粉分支酶合成，进而控制淀粉合成） 白化症（控制酪氨酸酶合成，进而控制酪氨酸转化为黑色素） 囊性纤维化（CFTR蛋白质结构异常） 镰状细胞贫血（血红蛋白结构异常） 两条途径 细胞分化 本质：基因的选择性表达 两类基因 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。 奢侈基因：只在某类细胞中特异性表达的基因。 如核糖体蛋白基因、ATP合成酶基因、呼吸酶基因 如卵清蛋白基因、胰岛素基因 标志：奢侈基因表达（特有蛋白质合成），形成不同种类的细胞 间接途径 直接途径 不变：DNA、tRNA、rRNA； 变化：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能 直接原因：蛋白质层次 根本原因：基因层次 基因表达与性状的关系 表观遗传 定义：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。 机制：①DNA甲基化 ②组蛋白甲基化（通常抑制）与乙酰化（通常促进） ③非编码RNA（如miRNA） 特点：①DNA碱基序列不改变。②可遗传性。③可逆性。 时期：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。 例子：①柳穿鱼的花型 ②小鼠的毛色 ③同卵双胞胎的差异 ④蜂王和工蜂的形成 ⑤细胞的分化过程 基因环境性状 基因与性状并不是简单的一一对应的关系。 ③多对等位基因控制一个性状。 ①一对等位基因控制一个性状。 ②一对等位基因控制多个性状。 ④生物性状还会受到环境等条件的影响 性状=基因型+环境 ①环境可改变遗传物质而影响性状 ②环境可表观遗传影响基因的表达 ③仅由环境变化引起的性状变化，不可遗传 $