人教版高中生物高一下冊復習清單——必背專題03基因的本質和表達考點01肺炎鏈球菌的轉化實驗考點02噬菌體侵染細菌的實驗考點03生物的遺傳物質考點04DNA雙螺旋結構模型的構建考點05DNA的結構考點06制作DNA雙螺旋結構模型考點07對DNA復制的推測及DNA半保留復制的實驗證據考點08DNA復制的過程考點09說明基因與DNA關系的實例考點10DNA片段中的遺傳信息考點11RNA的結構和功能考點12遺傳信息的轉錄考點13遺傳信息的翻譯考點14中心法則考點15基因表達產物與性狀的關系考點16基因的選擇性表達與細胞分化考點17表觀遺傳及基因與性狀的對應關系▉考點01肺炎鏈球菌的轉化實驗1．對遺傳物質的早期推測(1)主導觀點①觀點：蛋白質是生物體的遺傳物質。②理由：氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。(2)對DNA的認識①DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。②組成DNA的脫氧核苷酸有4種，每一種有一個特定的堿基。③對DNA的結構沒有清晰的了解。2．肺炎鏈球菌的類型項目S型細菌R型細菌菌落表面光滑表面粗糙菌體有無致病性有無3．格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗組別實驗過程及結果結論第一組R型活細菌eq\o(→,\s\up7(注射))小鼠不死亡已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——轉化因子第二組S型活細菌eq\o(→,\s\up7(注射))小鼠死亡eq\o(→,\s\up7(分離出))S型活細菌第三組加熱致死的S型細菌eq\o(→,\s\up7(注射))小鼠不死亡第四組eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(R型活細菌,與加熱致死,的S型細菌))eq\o(→,\s\up7(混合后),\s\do5(注射))小鼠死亡eq\o(→,\s\up7(分離出))S型活細菌4．艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗(1)實驗過程及結果(2)結論：DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質。(3)“加法原理”和“減法原理”①與常態比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。例如：“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗。②與常態比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如：艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗。INCLUDEPICTURE"E:\\王莎莎\\2023年\\同步\\生物\\生物學人教必修2（蘇、冀）\\核心歸納.TIF"【易錯提醒】1．易錯歸納(1)轉化實質：肺炎鏈球菌轉化的實質是S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中，使受體細胞獲得了新的遺傳信息，即發生了基因重組，從而使R型細菌轉化為S型細菌。(2)一般情況下，轉化率很低，只有極少數R型細菌被S型細菌的DNA侵入并發生轉化，培養基中(或小鼠體內)的大量S型細菌大多是由轉化后的S型細菌繁殖而來的。2．加熱的作用原理(1)加熱會使蛋白質變性失活，這種失活是不可逆的。由于蛋白質失活，酶等生命體系失去其相應功能，細菌死亡。(2)加熱時，DNA的結構也會被破壞，但當溫度降低到55℃左右時，DNA的結構會恢復，進而恢復活性。▉考點02噬菌體侵染細菌的實驗1．實驗者：赫爾希和蔡斯。2．實驗方法：放射性同位素標記技術。3．實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌。(1)T2噬菌體的模式圖(2)生活方式：專門寄生在大腸桿菌體內。(3)增殖特點：在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖。當噬菌體增殖到一定數量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。4．實驗過程(1)用標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，需要短時間保溫，然后攪拌、離心。(2)攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離。(3)離心的目的是讓上清液中析出質量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。5．實驗結果及分析(1)放射性同位素在試管中的分布情況表明：噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌的細胞中，而蛋白質外殼仍留在細胞外。(2)子代噬菌體的標記情況表明：子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。6．實驗結論：DNA才是噬菌體的遺傳物質。【易錯提醒】1．T2噬菌體的增殖(1)合成T2噬菌體DNA的模板：進入大腸桿菌體內的T2噬菌體的遺傳物質。(2)合成T2噬菌體DNA的原料：大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。(3)合成T2噬菌體蛋白質的原料：大腸桿菌提供的氨基酸。場所：大腸桿菌的核糖體。2．噬菌體侵染細菌實驗的兩個關鍵環節——“保溫”與“攪拌”(1)保溫時間要合適——若保溫時間過短或過長會使32P組的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌體未侵染細菌或子代噬菌體被釋放出來。(2)“攪拌”要充分——如果攪拌不充分，35S組部分噬菌體與大腸桿菌沒有分離，噬菌體與細菌共存于沉淀物中，這樣會造成沉淀物中放射性偏高。3．使用不同元素標記后子代放射性有無的判斷▉考點03生物的遺傳物質1．RNA是遺傳物質的實驗證據(1)實驗材料：煙草花葉病毒(只含有蛋白質和RNA)、煙草。(2)實驗過程(3)結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA。2．DNA是主要的遺傳物質：絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有極少數生物的遺傳物質是RNA。因此，DNA是主要的遺傳物質。【名師點撥】1．DNA是主要的遺傳物質的理解(1)細胞內既有DNA，又有RNA，其遺傳物質是DNA。(2)病毒只含有一種核酸：DNA或RNA，含有哪種核酸，該核酸就是該病毒的遺傳物質。(3)DNA是主要的遺傳物質是對所有生物來說的，而某種生物的遺傳物質是唯一的。(4)并不是所有的核酸都能作為遺傳物質，如細胞生物中的RNA。2．遺傳物質的探索思路▉考點04DNA雙螺旋結構模型的構建1．構建者：美國生物學家沃森和英國物理學家克里克。2．過程▉考點05DNA的結構1．DNA雙螺旋結構的主要特點項目特點整體由兩條脫氧核苷酸鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構排列外側脫氧核糖和磷酸交替連接，構成基本骨架內側堿基通過氫鍵連接成堿基對堿基互補配對A與T配對、G與C配對2．“反向”含義的理解：脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1′－C，與磷酸基團相連的碳叫作5′－C。DNA的一條單鏈具有兩個末端，一端有一個游離的磷酸基團，稱作5′－端，另一端有一個羥基(—OH)，稱作3′－端。DNA的兩條單鏈走向相反，從雙鏈的一端開始，一條單鏈是從5′－端到3′－端的，另一條單鏈則是從3′－端到5′－端的。3．雙鏈DNA堿基數目的相關計算規律根據堿基互補配對原則可知，A1＝T2，A2＝T1，G1＝C2，G2＝C1。請據此完成以下推論：(1)A1＋A2＝T1＋T2；G1＋G2＝C1＋C2。即：雙鏈中A＝T，G＝C，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝eq\f(1,2)(A＋G＋T＋C)。規律一：雙鏈DNA分子中嘌呤堿基總數等于嘧啶堿基總數，任意兩個不互補堿基之和為堿基總數的一半。(2)A1＋T1＝A2＋T2；G1＋C1＝G2＋C2。eq\f(A1＋T1,N1)＝eq\f(A2＋T2,N2)＝eq\f(A＋T,N)(N為相應的堿基總數)，eq\f(C1＋G1,N1)＝eq\f(C2＋G2,N2)＝eq\f(C＋G,N)。規律二：互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，簡記為“補則等”。(3)若eq\f(A1＋C1,T1＋G1)＝m，則eq\f(A2＋C2,T2＋G2)＝eq\f(1,m)，即兩者的關系是互為倒數。規律三：非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數，簡記為“不補則倒”。(4)若eq\f(A1,N1)＝a，eq\f(A2,N2)＝b，則eq\f(A,N)＝eq\f(1,2)(a＋b)。規律四：某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半。【名師點撥】準確辨析DNA結構中的數量、位置關系及連接方式▉考點06制作DNA雙螺旋結構模型1．材料用具曲別針、泡沫塑料、紙片、扭扭棒、牙簽、橡皮泥、鐵絲等。2．制作過程(1)從DNA的基本組成物質磷酸、脫氧核糖、含氮堿基的代表物開始，通過曲別針連接成基本單位——脫氧核苷酸模型。(2)把“脫氧核苷酸”按一定的堿基順序依次穿在鐵絲上構成一條“脫氧核苷酸鏈”，用同樣方法制作另一條。(3)再按堿基互補配對方式用曲別針連接兩條鏈，最后旋轉。▉考點07對DNA復制的推測及DNA半保留復制的實驗證據1．對DNA復制的推測(1)半保留復制①提出者：沃森和克里克。②觀點：DNA復制方式為半保留復制。③內容：DNA復制時，DNA雙螺旋解開，互補的堿基之間的氫鍵斷裂，解開的兩條單鏈分別作為復制的模板，游離的脫氧核苷酸根據堿基互補配對原則，通過形成氫鍵，結合到作為模板的單鏈上。④結果：新合成的每個DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈。(2)全保留復制：指DNA復制以DNA雙鏈為模板，子代DNA的雙鏈都是新合成的。2．DNA半保留復制的實驗證據(1)實驗方法：同位素標記技術和密度梯度離心技術。(2)實驗原理：只含15N的DNA密度大，只含14N的DNA密度小，一條鏈含14N、一條鏈含15N的雙鏈DNA密度居中。因此，利用離心技術可以在試管中區分含有不同N元素的DNA。(3)探究DNA的復制方式①提出問題：DNA以什么方式復制？②作出假設：DNA以半保留方式復制。③演繹推理(預期實驗結果)離心后應出現三條DNA帶；a.重帶(密度最大)：兩條鏈都為15N標記的親代雙鏈DNA。b.中帶(密度居中)：一條鏈為14N標記，另一條鏈為15N標記的子代雙鏈DNA。c.輕帶(密度最小)：兩條鏈都為14N標記的子代雙鏈DNA。④實驗驗證實驗結果條帶數量在試管中位置DNA含N情況親代1靠近試管底部15N/15N－DNA第一代1位置居中15N/14N－DNA第二代2一條帶位置居中，一條帶位置靠上15N/14N－DNA、14N/14N－DNA⑤實驗結論：DNA的復制是以半保留的方式進行的。▉考點08DNA復制的過程1．DNA復制的概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。2．發生時期：在真核生物中，這一過程是在細胞分裂前的間期，隨著染色體的復制而完成的。3．過程4．結果：一個DNA分子形成了兩個完全相同的DNA分子。5．特點：(1)邊解旋邊復制；(2)半保留復制。6．準確復制的原因(1)DNA獨特的雙螺旋結構，為復制提供了精確的模板。(2)通過堿基互補配對，保證了復制能夠準確地進行。7．意義：DNA通過復制，將遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，從而保持了遺傳信息的連續性。8．DNA復制的相關計算規律假設將一個全部被15N標記的雙鏈DNA分子(親代)轉移到含14N的培養液中培養n代，結果如下：從圖中可以得到如下規律：(1)DNA分子數①子n代DNA分子總數為2n個。②含15N的DNA分子數為2個。③含14N的DNA分子數為2n個。④只含15N的DNA分子數為0個。⑤只含14N的DNA分子數為(2n－2)個。(2)脫氧核苷酸鏈數①子代DNA中脫氧核苷酸鏈數＝2n＋1條。②親代脫氧核苷酸鏈數＝2條。③新合成的脫氧核苷酸鏈數＝(2n＋1－2)條。(3)消耗的脫氧核苷酸數①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，經過n次復制需消耗游離的該脫氧核苷酸數為m·(2n－1)個。②若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個，在第n次復制時，需消耗游離的該脫氧核苷酸數為m·2n－1個。【易錯提醒】DNA復制的起點和方向(1)原核生物：單起點雙向復制(2)真核生物：多起點雙向復制在復制速率相同的前提下，圖中DNA是從其最右邊開始復制的，這種復制方式提高了DNA復制的效率。▉考點09說明基因與DNA關系的實例1．教材“思考·討論”中資料1和3說明基因中的堿基數目只是DNA分子堿基總數的一部分，可推測每個DNA分子上有許多個基因，只有部分堿基參與基因的組成，結論是基因是特定的DNA片段。2．教材“思考·討論”資料2中綠色熒光與基因有關，且基因具有一定的獨立性，可推測基因能控制生物體的性狀，結論是基因具有特定的遺傳效應。由上述材料可知：基因通常是有遺傳效應的DNA片段。3．辨析基因(1)從結構上看：①基因是DNA上特定的片段，但DNA上的片段不一定(填“一定”或“不一定”)就是基因；②基因與DNA分子的結構一樣，也是由四種脫氧核苷酸按一定順序排列而成的，也是雙螺旋結構；③每個基因上脫氧核苷酸的數目及排列順序是特定的；④基因中堿基的排列順序代表遺傳信息。(2)從功能上看：基因具有遺傳效應，即基因能控制生物體的性狀，基因是控制生物體性狀的基本單位，特定的基因決定特定的性狀。(3)從生物類型上看：基因可以分成真核基因和原核基因。(4)從分布上看：基因可以分為細胞核基因和細胞質基因，細胞核基因遺傳時遵循孟德爾兩大定律，而細胞質基因遺傳時不遵循，表現為母系遺傳。【名師點撥】基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸之間的關系▉考點10DNA片段中的遺傳信息1．遺傳信息：蘊藏在4種堿基的排列順序之中。2．DNA分子的多樣性和特異性(1)多樣性：堿基的排列順序千變萬化。(2)特異性：堿基特定的排列順序，構成了DNA分子的特異性。(3)意義：DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。3．基因的概念(1)基因通常是有遺傳效應的DNA片段。(2)有些病毒的遺傳物質是RNA，對這些病毒而言，基因就是有遺傳效應的RNA片段。▉考點11RNA的結構和功能1．RNA的組成2．DNA和RNA的比較比較項目DNARNA分布主要是細胞核主要是細胞質基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸化學組成磷酸一分子磷酸一分子磷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、T、G、CA、U、G、C結構雙螺旋結構一般為單鏈3．RNA的種類和功能種類功能示意圖mRNA作為DNA的信使，是蛋白質合成的模板rRNA核糖體的組成成分tRNA轉運氨基酸，識別密碼子▉考點12遺傳信息的轉錄1．概念：RNA是在細胞核中，通過RNA聚合酶以DNA的一條鏈為模板合成的，這一過程叫作轉錄。2．過程3．遺傳信息的轉錄(1)圖中遺傳信息的轉錄方向為←(用“→”或“←”表示)；RNA鏈延伸的方向是由5′－端到3′－端。(2)a為啟動上述過程必需的有機物，其名稱是RNA聚合酶，其作用：①作用于氫鍵，使DNA雙螺旋解開；②催化核糖核苷酸連接到RNA鏈上(形成磷酸二酯鍵)。(3)b和c的名稱分別是胞嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸。(4)此過程中的堿基配對方式為A—U、T—A、C—G、G—C。4．DNA復制和轉錄的比較項目DNA復制轉錄時間細胞分裂前的間期生長發育過程場所主要在細胞核或擬核中，少部分在線粒體、葉綠體、質粒中解旋完全解旋只解有遺傳效應的片段(基因)模板DNA的兩條鏈均為模板DNA的一條鏈上某片段原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸酶解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等配對方式A—T、T—A、C—G、G—CA—U、C—G、T—A、G—C特點半保留復制，邊解旋邊復制邊解旋邊轉錄方向新鏈從5′－端→3′－端延伸產物2個子代DNA分子mRNA、tRNA、rRNA意義使遺傳信息從親代傳遞給子代，從而保持了遺傳信息的連續性遺傳信息從DNA傳遞到RNA(mRNA)上，為翻譯作準備5．有關轉錄的問題分析(1)轉錄不是轉錄整個DNA，是轉錄其中的基因。(2)轉錄時不需要解旋酶。(3)完成正常使命的RNA易迅速降解，從而保證生命活動的有序進行。(4)線粒體、葉綠體中也可進行轉錄。(5)細胞核中轉錄形成的RNA通過核孔進入細胞質，穿過0層膜，需要消耗能量。(6)轉錄時，邊解旋邊轉錄，單鏈轉錄。▉考點13遺傳信息的翻譯1．翻譯的概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一過程叫作翻譯。2．堿基與氨基酸之間的對應關系(1)推測①如1個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定4種氨基酸。②如2個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基只能決定16種氨基酸。③如3個堿基決定1個氨基酸，則4種堿基能決定64種氨基酸，這種方式能夠滿足組成蛋白質的21種氨基酸的需要。(2)密碼子①概念：mRNA上決定1個氨基酸的3個相鄰堿基。②密碼子表a.密碼子種類：64種。b.起始密碼子：2種，包括AUG和GUG_，其中后者只在原核生物中作為起始密碼子時編碼甲硫氨酸，其他情況下編碼纈氨酸。c.終止密碼子：共3種，包括UAA、UAG和UGA；不編碼氨基酸，是翻譯終止的信號，但在特殊情況下UGA可以編碼硒代半胱氨酸。3．tRNA的結構和功能特點(1)結構和功能(2)功能特點：每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。4．翻譯過程5．DNA復制、轉錄與翻譯的比較項目復制轉錄翻譯時間分裂前的間期個體發育的整個過程場所主要是細胞核主要是細胞核細胞質模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸21種氨基酸產物DNARNA肽鏈堿基配對A—T、T—A、C—G、G—CA—U、T—A、C—G、G—CA—U、U—A、C—G、G—C6．基因表達的計算(1)關系圖(2)說明：因為基因中存在不編碼蛋白質的片段，實際上基因(DNA)上所含有的堿基數要大于6n，而mRNA中也存在終止密碼子等片段，所以實際上mRNA中所含有的堿基數也要大于3n。因此一般題目中帶有“至少”字樣才能使用這個比例關系。▉考點14中心法則1．提出者：克里克。2．中心法則的內容最初內容eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①DNA的復制：遺傳信息從DNA流向DNA,②轉錄：遺傳信息從DNA流向RNA,③翻譯：遺傳信息從RNA流向蛋白質))補充內容eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(④RNA的復制：遺傳信息從RNA流向RNA,⑤逆轉錄：遺傳信息從RNA流向DNA))3．生命是物質、能量和信息的統一體(1)DNA、RNA是信息的載體。(2)蛋白質是信息的表達產物。(3)ATP為信息的流動提供能量。【名師點撥】中心法則各過程的適用范圍▉考點15基因表達產物與性狀的關系1．間接途徑