新人教版高中生物必修2基础知识整理(共35页)

精选优质文档-倾情为你奉上新人教版高中生物必修2基础知识整理第1章 遗传因子的发现一、相关概念 性状分离：杂种后代中，同时出现显性和隐性性状的现象1、显性个体 Aa 杂合子隐性个体 表现型 AA 基因型 纯合子 纯合子决 定 aa 性状 基因等位基因（同种字母对应的大小写）决 定（大写字母表示如A） 显性性状 显性基因 相对性状（对应的小写字母如a） 隐性性状 隐性基因 （如D与d） 一种生物的同一种性状的不同表现类型（如兔的长毛和短毛，但兔的长毛和卷毛则不是）2、遗传学符号P: 亲本 :母本 :父本 :杂交 :自交 F1:子 一 代 F2:子二代3、交配方式 杂交：遗传物质不同的个体相交（AAaa;AAAa等） 自交：遗传物质相同的个体相交（AAAA） 测交：杂合子与隐性纯合子相交（Aaaa）交配方式AAaaAAAaAAAAAaaaAaAaaaaa子代基因型种类及其比例AaAA ：Aa=1：1AAAa：aa=1：1AA：Aa：aa=1：2：1aa子代表现型种类及其比例全为显性全为显性全为显性显：隐=1：1显：隐=3：1全为隐性4、人工杂交的过程：人工去雄套袋人工授粉套袋二、孟德尔获得成功的原因 自花传粉，闭花传粉，自然状态下一般都是纯种1、正确选取实验材料（豌豆） 具有易于区分的性状，这些性状能稳定地遗传给后代2、采用从一对到多对相对性状的研究方法3、应用统计学的方法分析实验结果4、科学地设计了 实验的程序 。即按“实验现象、数据提出问题 提出假说 （解释） 验证实验 总结规律”的科学实验程序而进行的，被称为“假说演绎”法。总结规律（分离定律的实质）三、一对相对性状的杂交实验发现问题 提出假说 验证假说（测交） P 高茎豌豆 矮茎豌豆 P DD dd 杂种子一代 隐性纯合子开而分离，分别进入两个配子中数分裂形成配子时会随同源染色体的分位于一对同源染色体上的等位基因，在减 Dd ddF1 高茎豌豆 F1 Dd 配子D d d 子代 Dd : ddF2 高茎豌豆：矮茎豌豆 F2 DD:Dd:dd 高茎 矮茎 3 ： 1 1 : 2 : 1 1 ： 1为什么子一代中只表现高茎？ (1)生物的性状是由遗传因子决定的 F2中的3：1是不是巧合呢？ (2)体细胞中遗传因子是成对存在的 (3)配子中只含有每对遗传因子中的一个 (4)受精时，雌雄配子的结合是随机的四、两对相对性状的杂交实验 P 黄色圆粒 绿色皱粒发现问题 F1 黄色圆粒 F2 黄色圆粒 绿色圆粒 黄色皱粒 绿色皱粒 9 ： 3 ： 3 ： 1 在F2 中： P YYRR yyrr （1）4种表现型9种基因型 （2）亲本型占：10/16（黄圆和绿皱） 提出假说 F1 YyRr 重组型占：6/16（绿圆和黄皱） （3）双显占：9/16（黄圆） F2 Y_R_ Y_rr yyR_ yyrr 双隐占：1/16（绿皱） 9 : 3 : 3 : 1 （4）纯合子占：4/16 （YYRR、 yyrr、 YYrr、yyRR） 假设：F1 产生的雌雄配子各四种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1：1：1：1 杂种子一代 隐性纯合子验证假说（测交） YyRr yyrr 配子 YR Yr yR yr yr 子代 YyRr : Yyrr : yyRr : yyrr 1 : 1 : 1 : 1总结规律(自由组合定律的实质) 在减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合五、基因分离定律的解题（一）基因分离定律的一般解题思路 亲代一对性状，子代一种性状则该性状为显性 方法一： （如：高矮高，则高为显性 ） 判断显隐关系 亲代一种性状，子代出现性状分离，则新出现的性状为隐性 （如：高高高与矮，则矮为隐性） 方法二：典型系谱图 无中生有为隐性 有中生无为显性 第一步：写出能确定的基因（表现型为隐性则一定为aa，表现型为显性则为A_）判断基因型 A_ aa : 子代只有显性个体则为AA;子代出现隐性个体则为Aa少一方为AA 第二步：确定未知基因 A_ A_: 子代出现隐性个体则均为Aa; 子代只有显性个体则至计算遗传概率(二)做遗传题的方法主要有两种方法一 : 隐性纯合突破法例题:现有一只白色公羊与一只白色母羊生了一只黑色小羊.试问:那只公羊和母羊基因型分别是什么?它们生的那只小羊又是什么基因?(用B与b表示)(1)判断显隐性: 一只白色公羊与一只白色母羊生了一只黑色小羊白色为显性,黑色为隐性(2)写出基因组成 P: B_ B_ 子代 bb (3)然后从遗传图式中出现的隐性纯合子突破,因为子代为黑色小羊,基因型为bb,它是由精子和卵细胞受精后发育形成的,所以双亲中都有一个b基因,因此双亲基因型均为Bb.方法二 : 根据后代分离比解题(1)若后代性状分离比为显性 : 隐性=3:1,则双亲一定是杂合子(BbBb)(2)若后代性状分离比为显性 : 隐性=1:1,则双亲一定是测交类型(Bbbb)(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子(BBBB BBBb BBbb)六:基因自由组合定律的解题方法1、推测配子种类：每对基因产生的配子种类相乘（2n其中n为等位基因的对数）例：YyRr能产生几种配子？Yy Rr配子： 1Y ： 1y 1R ： 1r （2种） （2种）则：YyRr能产生22=2种配子，其中YR占1/21/2=1/42、推测子代基因型的种类及比例 子代基因型的种类=每对基因相交产生的子代基因型种类的乘积子代基因型的比例=每对基因相交产生的子代对应基因型概率的乘积例：YyRr自交产生的子代有几种基因型，子代中YYRr占？YyRr YyRr 子代基因型 子代基因型 Yy Yy 1YY ： 2Yy ： 1yy Rr Rr 1RR ：2Rr ：1rr3种，其中YY占1/4 3种，其中Rr占2/4 则YyRr自交产生的子代有33=9种基因型，子代中YYRr占1/42/4=2/163、推测子代表现型的种类及比例 子代表现型的种类=每对基因相交产生的子代表现型种类的乘积子代表现型的比例=每对基因相交产生的子代对应表现型概率的乘积 例：YyRr自交产生的子代有几种表现型，子代中双显（Y_R_）占？YyRr YyRr 子代表现型 子代表现型 Yy Yy 1YY ： 2Yy ： 1yy Rr Rr 1RR ：2Rr ：1rr 3显性 1隐性 3显性 1隐性 2种，显性占3/4 2种，显性占3/4则YyRr自交产生的子代有22=4种表现型，子代中双显（Y_R_）占3/43/4=9/16七、检验一显性个体是否为纯合子的方法 有性状分离则为杂合子 自交 检验植物时最简单的方法 无性状分离则为纯合子 有性状分离则为杂合子 测交 检验动物常用的方法 无性状分离则为纯合子*只有一对等位基因时仅遵循基因的分离定律，当有两对或两对以上的等位基因时既遵循基因的分离定律又遵循基因的自由组合定律八、基因型与表现型的关系： 在 不同 的环境条件下， 同一种 基因型的个体，可以有 不同 的表现型。如：一种水毛茛水面上叶宽大，而水中的叶呈丝状（但基因型是相同的）。相同表现型的个体，基因型不一定相同。如：都是 高茎 的豌豆，基因型可以是DD，也可以是Dd。因此，一般地说生物的性状即表现型是 基因型 和 环境 共同作用的结果。第2章 基因与染色体的关系第1节 减数分裂和受精作用一、减数分裂1减数分裂的概念：进行 有性生殖 的生物，在产生 成熟生殖细胞 时进行的 染色体数目减半 的细胞分裂。此过程中，染色体只复制 1 次，细胞却连续分裂 2 次。减数分裂的结果是：成熟生殖细胞中的 染色体数目 比原始生殖细胞的 减少一半 。染色体数目减半发生在 减数第一次分裂的末期 。 2妹妹染色单体、同源染色体、非同源染色体和四分体： 妹妹染色单体：指在细胞分裂 间期 ， 染色体复制 后产生的两条由 着丝点连着 在一起的完全一样的 子染色体 。同源染色体：指细胞中 形态、大小 一般 相同 ，一个来自 父方 ，一个来自 母方 ，且在 减数第一次 分裂的前期 能配对联会 的染色体。非同源染色体：指细胞中 形态、大小、功能不相同 ，且减数分裂过程中 不会联会 的染色体。四分体：减数分裂过程中，同源染色体联会后使得 每对 同源染色体都含有 四个 染色单体，此时的这对同源染色体称为1个 四分体 。（即 1个 四分体 1对 联会后的同源染色体） 体细胞 中 也有 同源染色体，但在体细胞的有丝分裂过程中， 不会发生 同源染色体的 配对联会 现象。 同源染色体联会、彼此分离，染色体数减半 是减I分裂的主要变化， 着丝点分裂，姐妹染色单体彼此分开 是减分裂的主要变化。3精子的形成过程(哺乳动物)：场所 睾丸 （1）部分精原细胞经 染色体复制 （在减I间期），生长增大成为 初级精母细胞 。（2）每个初级精母细胞经 减数第一次 分裂形成2个 次级精母细胞 ；再经过 减数第二次 分裂，形成 4 个精细胞。再经过 变形 ，最终形成 4 个精子。 如下图： 4减数分裂的主要特征： (1)减数第一次分裂：同源染色体配对 联会 ；四分体中的非姐妹染色单体发生 交叉互换 ； 同源染色体 分离，分别移向细胞两极。 (2)减数第二次分裂：染色体 不再 复制，每条染色体的 着丝点 分裂， 姐妹染色单体 分开，分别移向细胞的两极。5卵细胞的形成过程：场所 卵巢 （1）部分卵原细胞经 染色体复制 （在减I间期），生长增大成为 初级卵母细胞 。（2）初级卵母细胞经过减数第一次分裂，形成大小 不同 的两个细胞：大的叫 次级卵母细胞 ，小的叫做 极体 。（3）次级卵母细胞进行减数 第二次 分裂，形成1个大的 卵细胞 和1个小的 极体 。在减分裂过程中形成的极体也分裂形成2个等大小的 极体 。 （4）卵细胞和极体中都含有数目 减半 的染色体。不久，三个极体都 退化 ，结果是：1个卵原细胞经过减数分裂，只形成 1 个卵细胞（ 不需变形 ）。如下图：6精子和卵细胞形成过程的主要差异： (1)减数第一次分裂：1个初级精母细胞产生2个大小 相同的子细胞，即2个 次级精母细胞 ；1个初级卵母细胞产生2个大小 不同 的子细胞，1个次级卵母细胞（大）和1个 极体（小）。(2)减数第二次分裂：2个次级精母细胞形成4个大小的 相同 的 精细胞 ；1个次级卵母细胞形成1个大的 卵细胞 和1个小的 极体 ，第一次分裂形成的极体分裂成2个 等 大小的 极体 。(3)有无变形：精细胞 需要经过复杂的变形 才能成为 精子 ；而卵细胞 不需要 变形。(4)分裂结果：1个精原细胞产生 4 个有功能的 精子；1个卵原细胞产生 1 个有功能的 卵细胞 和 3 个极体，极体最终 退化 。7减数第一次分裂（减）与减数第二次分裂（减）的比较减分裂减分裂着丝点不分裂分裂染色体数目2NNN2NNDNA含量4N2N2NN染色体主要行为同源染色体联会、分离，平均移两极无同源染色体，姐妹染色单体彼此分开，分别移向两极8.减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律：例：某种生物的精原细胞中含有4对同源染色体。1.参照曲线图填表：2.填表并画出曲线图：二、受精作用1受精作用的定义：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： (1)精子的 头部 进入卵细胞， 尾部 留在外面。 (2)卵细胞的 细胞膜 发生复杂的生理反应，以阻止其他精子再进入。 (3)精子的 细胞核与卵细胞的 细胞核 相融合，彼此的 染色体 会合在一起。 3受精作用的结果：受精卵中的染色体数目又恢复到 体细胞 中的数，其中有一半的染色体来自 精子(父方) ，另一半来自 卵细胞(母方) 。 4受精作用的意义： (1)子代呈现多样性，有利于生物在 自然选择 中进化，体现了有性生殖的优越性。 (2)维持有性生殖的生物前后代细胞中 染色体数目 的恒定：对于生物的 遗传和变异 都具有重要意义。5 双受精 是 被子 植物有性生殖特有的现象，即一个精子与 卵细胞 结合，形成 受精卵 ，将来发育成 种子的胚 ；另一个精子与 二个极核 结合，将来发育成 种子的胚乳 。第2节 基因在染色体上 1萨顿的假说 (1)基因是由 染色体 携带着从亲代传递给下一代的，也就是说基因在染色体 上。 (2)原因：基因和 染色体 行为存在着明显的平行关系。 2基因位于染色体上的实验证据：(1)实验者： 摩尔根 (2)实验材料： 果蝇 （或白眼雄果蝇、红眼雌果蝇）材料特点：体积 小 、易 饲养 、繁殖 快 、 易观察。染色体组成：体细胞中共 4 对 雌果蝇（）： 3 对常染色体 1 对性染色体(用 XX 表示) 雄果蝇（）： 3 对常染色体 1 对性染色体(用 XY 表示)(3)实验过程：(4) 实验结果： F1全为 红眼 ，F2红眼果蝇和白眼果蝇之间的数量比 3 ：1 。(5)解释：红眼和白眼的性状是由一对等位基因决定的，且白眼性状的表现总与 性别 相联系，即白眼性状的遗传总与 X染色体 的遗传相似。(5) 验证：通过 测交 方法验证了这一解释，从而验证了萨顿假说和孟德尔遗传定律。(6)实验结论：基因在 染色体 上。3.发展：一条染色体上有 许多 个基因，用 现代分子生物学技术 方法测定了基因位于染色体上的相对位置，说明 基因 在染色体上呈 线性 排列。孟德尔遗传定律的现代解释：基因的分离定律基因的自由组合定律发生时间减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期描述对象同源染色体上的等位基因非同源染色体上的非等位基因实质（同源染色体上的）等位基因随同源染色体的分开而分离非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而自由组合适用范围真核生物有性生殖、细胞核遗传第3节 伴性遗传1伴性遗传的概念：指位于 性染色体 上的基因所控制的性状，在遗传上总是和 性别 相关联的现象。2人类红绿色盲症： (1)致病基因的位置：位于 X 染色体上，属于 隐性 基因。（以 Xb 表示）（ Y 染色体由于过于短小，而没有这种基因及其相应的等位基因。） (2)基因型：正常者： XB XB 、 XB Y 携带者： XB Xb 患 者： Xb Xb 、 Xb Y (3)传递规律：通过 交叉遗传 向后代传递，即 男性 的红绿色盲基因只能从 母亲 那来传来，以后只能传给 女儿 （也就是说 男性 的红绿色盲基因不是从男性传到男性的）。 伴X隐性遗传 (4)遗传特点：男性患者要 多于 女性患者；往往表现为 交叉 遗传； 母 病 儿 必病； 女 病 父 必病（或女性患者的儿子和父亲一定患病）。 3抗维生素D佝偻病： (1)基因位置：位于 X 染色体上的 显性 基因。（以 XD 表示） (2)遗传特点： 女性患者要 多于 男性患者；伴X显性遗传 部分女性患者（XD Xd）的病症较轻。表现为 代代 遗传；即 父 病 女 必病； 儿 病 母 必病（或男性患者的女子和母亲一定患病）。 4遗传病类型及其遗传特征类 型遗传特征举例常染色体显性遗传遗传与性别无关，男、女 患病几率相同 ； 代代相传 ，有病的双亲，生出无病的女孩即“有”中生“无（ 女孩 ）”。如：并指症、多指症，软骨发育不全。常染色体隐性遗传遗传与性别无关，男、女 患病几率相同 ，遗传表现为 不连续 ；正常的双亲生出有病的女孩即“无”中生“有（ 女孩 ）”。如：白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症伴X显性遗传 女性患者 多于 男性， 代代相传 ，男 患者的 母亲 和 女儿 一定患病如：抗维生素D佝偻病，钟摆型眼球震颤伴X隐性遗传男性患者 多于 女性， 交又遗传 ，女 患者的 父亲 和 儿子 一定患病。如：人类红绿色盲、血友病伴Y遗传患者 都是男性 ，有 父传子，子传孙 的传递规律如：外耳道多毛症5.外耳道多毛症伴Y遗传病：该类的致病基因位于 Y 染色体上，X染色体上 没有与之相对应的基因 ，所以这些基因只能随 Y染色体 传递，由 父传子，子传孙 ，如此世代相传。因此，被称为“”。6.伴性遗传在实践中的应用：（1）鸡的性别决定是：ZW型。即 ZW 为 雌鸡，Z Z为雄鸡。（2）芦花鸡羽毛有黑白相间的横斑条纹，这是由位于Z染色体上显性基因B决定的，当它的等位基因b纯合时，鸡表现为 非芦花 。如果用 芦花雌鸡 (ZBW)与 非芦花雄鸡 (ZbZb)交配，那么F1中雄鸡都是 芦花鸡 (ZB Zb )，雌鸡都是 非芦花 (ZbW)，（3）通过右图这种交配，这样就可以把雌、雄鸡在雏鸡时期分开，从而做到多养母鸡，多产蛋。第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质 一、DNA是遗传物质的证据 （一）肺炎双球菌的转化实验 1格里菲思体内转化实验(1)实验材料 无多糖类的荚膜，菌落表面粗糙 ；无毒性 。R型活细菌：肺炎双球菌 有多糖类的荚膜，菌落表面光滑 ；有毒性 。S型活细菌：(2)过程： 无毒R型活细菌小鼠 小鼠不死亡 ； 有毒S型活细菌小鼠 小鼠死亡 ； 有毒S型活细菌 杀死的S型细菌小鼠小鼠不死亡 ； 无毒R型活细菌+加热杀死的S型细菌小鼠 小鼠死亡 。 (3)结论：（从第四组实验可知）加热杀死的S型细菌内一定含有 “转化因子 。 2艾弗里体外转化实验(1)过程：先将S型细菌中的物质进行提纯和鉴定，再完成如下实验： R型细菌+S型细菌的 蛋白质 结果： 培养基中只有R型菌 ； R型细菌+S型细菌的 多糖 结果： 培养基中只有R型菌 ； R型细菌+S型细菌的 脂质 结果： 培养基中只有R型菌 ；R型活细菌+S型细菌的 DNA 结果：培养基中有大量R型菌和少量S型菌 ； （证明了发生了 转化 。 且DNA的 纯度越高 ， 转化 就越有效）R型细菌+S型细菌的 DNA + DNA酶 结果： 培养基中只有R型菌 ；。 (2)结论： DNA 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 DNA 是遗传物质， 蛋白质 不是遗传物质。（二）噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验方法： 同位素标记法 。 (2) T2噬菌体：是专门寄生在大肠杆菌细胞内繁殖的一种病毒（在体外无独立生活 的能力）。它无细胞结构，仅 蛋白质 外壳和内部的 DNA 组成。(3) 侵染细菌的过程： 标记噬菌体：a.分别用含有放射性同位素 35S 和放射性同位素 32P 的培养基培养 大肠杆菌 ; b.用上述大肠杆菌培养 T2噬菌体 ; c.即可得到蛋白质中含有35S 标记或DNA中含有32P 标记的噬菌体。含35S的噬菌体+细菌搅拌、离心上清液放射性 高，沉淀物放射性 低。 含32P的噬菌体+细菌搅拌、离心上清液放射性 低 ，沉淀物放射性 高 。 【附：上清液中是重量较轻的 T2噬菌体颗粒，沉淀物中主要是被感染的 大肠杆菌 】 进一步观察发现：细菌裂解释放出的子代噬体菌中，可检测到32P 标记的DNA ，而不能检测到35S标记的蛋白质 。结果表明噬菌体的 蛋白质 没有进入细菌体内，而噬菌体的 DNA 却进入了细菌体内并增殖出许多一模一样的子代噬菌体。(4)结论：在噬菌体中，亲子代之间具有连续性的物质是 DNA 而不是 蛋白质，噬菌体的各种性状是通过亲代的 DNA 遗传给后代的，因而 DNA是遗传物质。（三）DNA是主要的遗传物质 1.遗传物质除DNA外，还有RNA。如烟草花叶病毒、HIV病毒、SASI病毒、禽流感病毒、流感病毒、车前草病毒等少数生物的遗传物质是RNA。2. 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 。.第2节 DNA分子的结构一、DNA双螺旋结构1化学组成(1)组成元素： C、H、O、N、P 。(2)基本单位： 脱氧核苷酸 （4种）。其结构模式图如右图：含氮碱基有4种：A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）脱氧核苷酸 共4种：分别叫 脱氧核苷酸。由4种含氮碱基即A、G、C、T决定的） 如：含有A的核苷酸的名称叫 腺嘌呤 脱氧核苷酸。依此类推。 (3)长链：4种脱氧核苷酸通过 聚合 连成脱氧核苷酸长链。 2空间结构规则的双螺旋结构：（由美国生物学家 沃森 和英国物理学家 克里克 共同构建的） 双螺旋结构的主要特点：(1)DNA分子是由 两条 反向平行的 脱氧核苷酸长链 盘旋成 双螺旋结构 （即DNA双链） (2)其外侧的基本骨架是由 脱氧核糖和磷酸 交替连接而成；内侧是 碱基（对） 。 (3)两条长链间的碱基通过 氢键 按碱基互补配对原则形成碱基对。3. 碱基互补配对原则 ：A配T， G配C。（A与T之间形成2个氢键；G与C间有3个氢键。）4 . DNA分子的特点： 稳定性 ：脱氧核糖和磷酸交替排列在外不变；大量氢键使双螺旋结构稳定不变。 多样性 ：DNA中的 碱基对的排列方式 多样，脱氧核苷酸数目不同。 特异性 ：每种生物的DNA分子都有 特定的碱基排列顺序 ，具 特定的功能 。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。5.双链DNA分子中碱基互补配对原则的有关计算： (1)DNA双链中： 互补碱基的数量相等 即：AT，GC。(2)DNA双链中： 任意两种不互补碱基之和占总碱基数的1/2 即A+GC+TA+CG+T50%(3)DNA双链中： 两种不互补碱基之和 与 另外两种不互补碱基之和的比值为 1 。即（A+G）/（C+T）（A+C）/（G+T）1(4)单链之间： 一条链中互补碱基的和 等于 另一条链中这两种互补碱基的和 ；即：A1+ T！A2+ T2 ，G1+ C！G2+ C2 ， 一条链中互补碱基的和占该单链的比例 等于另一条链中这两种互补碱基的和占其相应单链的比例即：（A1+ T！）%1链（A2+ T2）%2链；（G1+ C！）%1链（G2+ C2）%2链；(4)单链与总链间：一条链中互补碱基的和占该单链的比例 等于 DNA双链中这两种碱基的和占总碱基的比例 。即（A1+ T！）%1链（A+T）%双链；其他也类似。 (5)单链之间：若一条链中（A1+ T！）/（G1+ C！）K，则另一链中的（A2+ T2）/（G2+ C2）K 若一条链中（A1+ G！）/（T1+ C！）K，则另一链中的（A2+ G2）/（T2+ C2）1/K第3节 DNA的复制 1.DNA分子的复制 (1)概念：以亲代DNA分子为 模板 ，合成子代 DNA 分子的过程。 (2)复制的时间：发生在细胞有丝分裂 的间期 和 减数第一次 分裂间期。 (3)复制地点：主要在 细胞核 ，少数也可在细胞质中如线粒体、叶绿体或质粒中进行(4)复制的基本条件： 模板、原料、能量和酶 等。 【其中 两条 已解开的 母链 都可做模板； 4种游离的脱氧核苷酸 为原料；能量是细胞呼吸产生的 ATP ；酶有 DNA解旋酶 和 DNA聚合酶 等。】(5)复制的过程： 亲代 DNA边解旋边以 一条链 为模板，按照碱基互补配对原则，形成与母链互补的 子链 ；新形成的 子链 与 其对应的母链 盘绕成 子代 DNA。 解旋酶 遵循碱基互补 螺旋 配对原则解旋酶 母链 子链 完全相同 (6)结果：一个DNA分子形成 两个 完全相同的DNA分子。 (7)复制的特点： 半保留复制 ，边解旋边复制，多起点性 (8)复制的意义： 使遗传信息从亲代传到子代，从而保持了遗传信息的 连续性 即有 传递遗传信息 的功能。2DNA分子准确复制的原因： (1)DNA分子具有独特的 双螺旋 结构（为准确复制提供了精确的模板）。 (2)两条链之间的碱基具有 互补配对 的能力（保证复制准确无误进行）。3.DNA分子复制的有关计算：(1)一个亲代DNA分子连续复制n次，产生的子代DNA分子数为2n个，含亲代DNA母链的子代DNA数有且只有2个，占DNA总数的2/2n.(2)若一个DNA分子中的T a 个，连续复制n次，需要 游离的胸腺嘧啶T（2n1）a个。第4节 基因是有遗传效应的DNA片段 1.基因的位置：一条染色体上有 一 个DNA分子，一个DNA分子上有 许多 基因，基因在染色体上呈 线性 排列。 2.基因的概念：是具有 遗传效应的DNA 片段，是决定生物性状的 基本单位 。 3.基因的存在场所：真核生物主要位于 染色体 ，其次位于细胞质中的 线粒体和 叶绿体 中。 4.基因中的遗传信息：基因的 脱氧核苷酸的 排列顺序即碱基对排列顺序，代表了 遗传信息 。不同的基因中含有不同的 遗传信息 。（因为其碱基对排列顺序不同）。 5DNA的特性：多样性：是由千变万化的碱基（对）的排列顺序 决定的。特异性： 特定的DNA分子中具有 特定的 碱基（对）排列顺序。（ 每个 基因中的脱氧核苷酸或碱基（对）都有自己 特定 的排列顺序。）6.基因不是碱基对随机排列而成的DNA片段，而具有一定的 遗传效应 。第4章 基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成基因的功能：_通过复制传递遗传信息_通过控制蛋白质的合成表达遗传信息_一RNA的种类及功能 信使RNA (mRNA)：将DNA中的遗传信息 转录 下来，传递到细胞质中，做为 翻译的模板 指导蛋白质的合成。mRNA进入细胞质后，就与蛋白质的“装配机器” 核糖体 结构起来。 核糖体RNA (rRNA)：是核糖体的成分，参与蛋白质的合成。转运RNA (tRNA)：在蛋白质的合成中，能 识别并 运载 特定的氨基酸。tRNA的种类很多，但是，每种tRNA能 识别 ，并 运载 一种特定的氨基酸。tRNA分子比mRNA小得多，分子结构呈 三叶 形，其一端是携带 氨基酸 的部位，另一端有3个碱基（叫“反密码子”）二DNA和RNA的区别见下表： DNARNA结构通常是 双链 结构（极少数病毒是单链结构）通常是 单链 结构（极少数病毒是双链结构）组成基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基A、 T 、C、GA、 U 、C、G产生途径 DNA复制、逆转录 转录、RNA复制 存在部位 主要位于细胞核的染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体中 主要位于细胞质中 功能 贮存、传递遗传信息（间接控制蛋白质合成） 传递和表达遗传信息（作为翻译的模板直接控制蛋白质的合成如mRNA） 三、基因指导蛋白质的合成：包括 转录 和 翻译 两个阶段。DNA A T C C G G A T A G G C转录* T A G G C C T A T C C G mRNA A U C C G G A U A G G C 翻译 tRNA UAG GCC UAU CCG (反密码子)异亮氨酸精氨酸异亮氨酸甘氨酸蛋白质 1转录 (1)概念：在 细胞核 中，以 DNA 的一条链为模板合成的 RNA 的过程。(2)场所： 细胞核 。 (3)模板：DNA分子解旋后的 一条链 。(4)原料： 4种 游离的 核糖核苷酸 。 (5)产物： 信使RNA （或mRNA） 。 (6)条件： 模板、原料、能量、酶（DNA解旋酶和RNA聚合酶）、适宜的温度等 (7)遗传信息传递方向：DNA mRNA 。(8)实质：将 DNA 中的 遗传信息（即脱氧核苷酸序列）转录为mRNA的核糖核苷酸序列 。(9)意义：使 DNA 中的遗传信息转录到mRNA上，从而实现 间接 控制蛋白质的合成。 2翻译 (1)概念：游离在细胞质中的 氨基酸 ，在 核糖体 上以mRNA为模板合成具有一定 氨基酸 顺序的蛋白质的过程叫翻译。 (2)场所： 细胞质的核糖体中 (3)模板： mRNA 。(4)原料： 20种 游离的 氨基酸 。 (5)转运的工具： 转运RNA（或tRNA）共61种，具有特异性：即每种tRNA只能识别并运载一种特定的氨基酸。(6)产物： 蛋白质（或多肽） 。 (7)条件： 模板、原料、能量、酶（如蛋白质合成酶）、适宜的温度等 (8)遗传信息传递方向： mRNA 蛋白质 。(9)实质：将mRNA中的 遗传信息（即核糖核苷酸序列）翻译为蛋白质的 氨基酸序列 。(10)意义：直接控制了 蛋白质的合成 ，使生物的性状得以 表达 。三、遗传信息、遗传密码子、反密码子的比较：1遗传信息指 DNA（或基因） 中的 脱氧核苷酸的排列顺序 （或DNA中的 碱基对 的排列顺序。 不同 的DNA（或基因）携带着 不同 的遗传信息。）2遗传密码子指 mRNA 上能决定 一个 氨基酸的 三个相邻的碱基 ，叫一个密码子。密码子共有64种，其中只有61种密码子能编码20种氨基酸，另外三种（UAA、UAG、UGA）是不能编码任何一种氨基酸，称为终止密码子。由于密码子种类（61种）多于氨基酸的种类（20种），所以 每种 氨基酸可能有 1种 或 几种 密码子，同时也对应有 一种 或 几种转运RNA 。地球上的所有生物： 共用一套遗传密码子 。（说明地球上的所有生物有共同的原始祖先）3反密码子：指位于 转运RNA 的一端能与mRNA 上密码子 互补 的 三个碱基 。有 61种 能编码氨基酸的密码子，也就有 61种 与之对应的 反密码子 ，也就有 61种 转运RNA（tRNA）。tRNA就是通过其反密码子来 识别密码子 并 转运特定氨基酸的 。四、复制、转录、翻译的比较：DNA的功能复制遗传信息表达遗传信息转录翻译时间 细胞分裂的间期 在生长发育的过程中场所 细胞核 细胞核 细胞质的核糖体上模板 以DNA的两条链为模板 以DNA的一条链为模板 mRNA 原料4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸 条件ATP、DNA解旋酶、DNA聚合酶DNA解旋酶、RNA聚合酶、ATP蛋白质合成酶、ATP信息传递方向DNADNA DN ARNA mRN A蛋白质 产物 两条双链DNA 一条单链mRNA 具有特定氨基酸顺序的蛋白质 特点 半保留复制 边解旋边转录 一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体，进行多肽链的顺次合成五、DNA（基因）的碱基、m RNA的碱基、蛋白质中氨基酸在数量的关系：在蛋白质的合成过程中，是以DNA（基因）中的 2条 链中的1条链为模板合成 1条 mRNA单链，因此DNA中的碱基数应该是mRNA中的碱基数目的 2 倍；在翻译时，mRNA每 3个 相邻碱基（即3个密码子）决定 1种 氨基酸，其数目彼此间的关系一般表示为：DNA（基因）的碱基数：m RNA的碱基：蛋白质中氨基酸数6：3：1。图解如下：由于基因中具有 启动子片段、终止密码子片段 等，实际上DNA（基因）上含有的碱基数（或脱氧核苷酸数）要 大于 6n,或蛋白质中氨基酸数要 小于 n。因此在一般命题中均带有“至少”或“最多”的字样。第2节 基因对性状的控制 1中心法则的提出及其内容： (1)1957年， 克里克 提出中心法则：遗传信息可以从 DNA 流向 DNA ，即DNA的自我 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 。 (2)中心法则的发展： 科学家在 RNA肿瘤病毒 里发现 RNA 能够复制；在 致癌的RNA病毒 中发现，能以RNA为模板合成 DNA 。 所以中心法则可表示为： (3)实质：中心法则不是物质的流动，而是 遗传信息 的流动（或传递）。2.中心法则中几个过程的比较：过程模板原料原则产物实例DNA复制DNADNADNA的两条链含A、G、C、T种4种脱氧核苷酸ATGCDNA绝大多数生物DNA转录DNARNADNA的一条链含A、G、C、U种4种核糖核苷酸AUTAGCRNA绝大多数生物RNA复制RNARNARNA含A、G、C、U种4种核糖核苷酸AUGCRNA以RNA为遗传物质的生物，如烟草花草病毒RNA逆转录RNADNARNA含A、G、C、T种4种脱氧核苷酸UAATGCDNA某些致癌病毒、HIV病毒、SARS病毒等翻译RNA蛋白质mRNA20种氨基酸AUGC多肽（蛋白质）蛋白质的增殖蛋白质蛋白质蛋白质20种氨基酸/蛋白质朊病毒疯牛病病原体3基因、蛋白质和性状的关系： 生物的一切遗传性状都是受 基因 控制的。其控制性状表现在两个方面：(1)基因通过控制 酶的合成 来控制代谢过程，进而 （间接）控制生物体的性状 。如：人的白化症状就是由于控制 酪氨酸酶的基因 异常引起的。患者的细胞中没有合成 酪氨酸酶的正常基因（A），其基因型是 aa ，其体内的 酪氨酸 因酪氨酸酶缺乏而 不能形成黑色素 (2)基因还能通过控制 蛋白质的结构 直接控制 生物体的性状。如：如镰刀型细胞贫血症的直接病因是：患者红细胞中血红蛋白分子结构发生异常，即其多肽链上，有一个 谷氨酸 被 缬氨酸 替换。（究其根本病因是：控制合成血红蛋白分子的DNA的 碱基序列 发生改变，有一个“ T ”被“ A ”替换了即基因发生了突变。）可见基因控制生物的性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。 (3)基因与性状的关系并不都是简单的 线性（或一一对应）关系。有些性状可能是由多对 等位基因 决定的；有的基因也可决定或影响 多种性状 ；同时性状的表现也与受 环境 的影响。一般地说，性状是 基因 与 环境 共同作用的结果。第3节 遗传密码的破译 1遗传密码的阅读方式。 (1) 在 伽莫夫 提出 3个碱基 编码 1个氨基酸 的设想之后科学家通过不断地推测与实验，最终找到了遗传密码。 (2)阅读方式： 非重叠的阅读 方式和 重叠的阅读 方式。 (3)写出下列DNA序列以上述两种方式阅读后的密码子及决定氨基酸的个数： GGTTCGCACGCT 非重叠的阅读方式:密码子： GGT、TCG 、CAC、GCT ； 氨基酸个数： 4个 。 重叠的阅读方式:密码子：GGT、GTT、TTC、TCG、CGC、GCA、CAC、ACG、CGC、GCT； 氨基酸个数： 10个 。 2克里克的实验证据。 (1) 克里克是第一个 用实验证明 遗传密码中 3个碱基 编码 1个氨基酸 的科学家。 (2)实验材料： T4噬菌体 。 (3)实验过程：在相关的碱基序列中增加或删除一个或两个碱基， 无法产生 正常功能的蛋白质；当增加或删除三个碱基时，却 合成了 具有正常功能的蛋白质。 (4)结论： 遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有分隔符，三个碱基决定一个氨基酸 。 3遗传密码对应规则的发现： (1) 尼伦伯格 和 马太 破译了第一个遗传密码即 苯丙氨酸的密码子是UUU 。 (2)实验方法： 蛋白质的体外合成技术 。(3)具体过程：在每个试管中 分别 加入 一种氨基酸 ；（提供蛋白质合成的原料）再加入 除去了DNA和mRNA 的细胞的提取液；（原因是：细胞中原有的mRNA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结果；细胞中原有的DNA可能作为mRNA合成的模板，而新合成的mRNA也会干扰实验结果，因此需要除去细胞提取液中的DNA和mRNA）以及加入 人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸 （目的是：为实验提供mRNA）观察多肽链的合成情况。(4)实验结果：只有加入了 苯丙氨酸 的试管中 出现了多聚苯丙氨酸的肽链 。(5)结论：苯丙氨酸的密码子是UUU 。