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浙科版2019版新教材 生物必修2
第三章知识点清单
目录
第三章　遗传的分子基础
第一节　核酸是遗传物质
第二节　遗传信息编码在DNA分子上
第三节　DNA通过复制传递遗传信息
第四节　基因控制蛋白质合成
第五节　生物体存在表观遗传现象
第三章　遗传的分子基础
第一节　核酸是遗传物质
一、染色体的化学组成
1. 染色体
2. DNA和组蛋白是染色体的主要成分，且含量大致相等。
二、DNA是遗传物质的直接证据
1. 两种肺炎链球菌的比较
类型 菌体 菌落 毒性
S型菌 有荚膜 光滑 引起肺炎或败血症
R型菌 无荚膜 粗糙 不会引起病症
S型细菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜，使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏
2. 1928年格里菲思的活体肺炎链球菌转化实验
(1)实验过程
组1：活R型菌+小鼠→小鼠不死亡。
组2：活S型菌+小鼠→小鼠死亡 活S型菌。
组3：加热致死的S型菌+小鼠→小鼠不死亡。
组4：活R型菌与加热致死的S型菌混合+小鼠→小鼠死亡 活S型菌。
(2)实验结论
在加热杀死的S型菌中，含有某种物质，能把某些R型菌转化为S型菌。这种物质被称为“转化因子”。
格里菲思所说的“转化因子”即艾弗里等人寻找的遗传物质。
3. 1944年艾弗里等人的离体肺炎链球菌转化实验
(1)实验思路：设法将各成分分离，单独地、直接地去观察各自的作用。
(2)实验材料：肺炎链球菌。
(3)变量分析
自变量：S型菌中各种物质成分；
因变量：R型菌是否被转化；
观察指标：有无光滑的菌落。
(4)实验过程
(5)实验现象：只有加入S型菌的DNA组的R型菌可转变成S型菌；S型菌的DNA被降解后，R型菌不能转变成S型菌。
(6)实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
4. 1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验思路：使DNA和蛋白质分离开来，单独地观察它们的作用。
(2)实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
①T2噬菌体：由DNA和蛋白质组成，专门寄生在细菌体内，在普通培养基上不能独
立生存。
②噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放。
T2噬菌体仅蛋白质分子含有硫元素(S)，磷元素(P)几乎都存在于DNA分子中。
(3)实验方法：同位素标记法。
(4)实验过程
①标记噬菌体

T2噬菌体侵染细菌后，利用细菌细胞内的物质合成自身的DNA和蛋白质进行增殖，导致细菌裂解，释放出大量子代噬菌体。
②被标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，短时间保温后，搅拌、离心，检测
悬浮液和沉淀物中的放射性。
a. 搅拌的目的：把细菌和留在细菌表面的噬菌体残留部分分开。
b. 离心的目的：使细菌沉到试管底部，噬菌体残留部分位于上层。
(5)实验结果
用35S标记噬菌体时，离心后放射性主要出现在悬浮液中，沉淀物几乎没有放射性;
用32P标记噬菌体时，离心后放射性主要出现在沉淀物中，悬浮液几乎没有放射性
(6)结果分析
大多数35S标记的噬菌体在感染细菌时，放射性蛋白质附着在宿主细胞的外面；32P
标记的噬菌体感染细菌时，放射性同位素主要进入宿主细胞内，并且能在子代噬菌体中检测到32P。
(7)实验结论：DNA是遗传物质。
三、有些病毒的遗传物质是RNA
1. 烟草花叶病毒(TMV)的感染实验
(1)实验思路：将蛋白质和RNA分开，分别感染健康烟草叶片。
(2)实验材料：烟草、烟草花叶病毒(简称TMV，由一条RNA链和蛋白质外壳组成，
可寄生在烟草叶片细胞中)。
(3)实验过程及结果
实验过程 结果
组1：用TMV的RNA感染烟草 烟草被感染
组2：用TMV的蛋白质感染烟草 烟草不被感染
组3：用RNA酶处理过的TMV的RNA感染烟草 烟草不被感染
2. 烟草花叶病毒的重建实验
(1)实验过程
(2)实验结果：分别来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系，而不是提供蛋白质的株系。
(3)实验结论：在只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。
3. DNA是主要的遗传物质
绝大多数生物的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA。
四、噬菌体侵染细菌的实验分析
1. 含32P的噬菌体侵染大肠杆菌的误差分析
(1)保温时间过短：较多噬菌体还未侵染大肠杆菌，搅拌、离心后，悬浮液放射性升
高。
(2)保温时间过长：大肠杆菌裂解，子代噬菌体被释放出来，搅拌、离心后，悬浮液放射性升高。
2. 含35S的噬菌体侵染大肠杆菌的误差分析
　　若搅拌不充分，噬菌体蛋白质外壳会吸附在大肠杆菌表面，离心后沉淀物放射性升高。
3. 不同元素标记后，子代噬菌体放射性的判断
第二节　遗传信息编码在DNA分子上
一、双螺旋结构模型揭示了DNA分子的结构
1. DNA分子的组成
2. DNA分子的双螺旋结构模型
(1)提出者：沃森和克里克。
(2)图示
(3)内容
项目 内容
形态 由两条脱氧核苷酸长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
主链 外侧 脱氧核糖和磷酸基因交替连接形成主链的基本骨架
内侧 碱基通过氢键连接形成碱基对
碱基对 遵循碱基互补配对原则，腺嘌呤与胸腺嘧啶通过2个氢键相连，
鸟嘌呤与胞嘧啶通过3个氢键相连
在DNA分子中，A(腺嘌呤)和T(胸腺嘧啶)的数目相等，G(鸟嘌呤)和C(胞嘧啶)的数目相等，但A+T的量不一定等于G+C的量，这就是DNA中碱基含量的卡伽夫法则。
3. DNA与染色体的关系
DNA分子在细胞中被有秩序地包装成染色体，发挥遗传物质的作用。
二、制作DNA双螺旋结构模型
制作流程：若干个磷酸、脱氧核糖、碱基模型 若干个脱氧核苷酸模型 两
条脱氧核苷酸链模型 DNA分子的平面结构 DNA分子双螺旋结构。
三、碱基排列顺序编码了遗传信息
1. DNA多样性：DNA中的各种碱基数目不同，排列顺序也不同。
2. DNA特异性：每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序。
3. DNA稳定性：脱氧核糖和磷酸基团交替连接排列在外侧构成基本骨架，内侧碱基通过碱基互补配对，由氢键连接形成碱基对。
四、DNA中核苷酸序列分析的应用
1. 科学家可以判断各种生物在进化中的亲缘关系。
2. 医生可以对两个人的血缘关系做出参考性的结论。
3. 警察可以对案件中人物的身份进行鉴定。
五、对DNA结构的深入理解
1. DNA的一条单链有2个末端，其中一端有一个游离的磷酸基团，称为5'端，另一端是脱氧核糖的一个羟基，称为3'端。双链DNA片段中，有2个游离的磷酸基团。
2. DNA分子的一条核苷酸链中，相邻两个核苷酸通过磷酸二酯键相连，相邻的碱基通过“-脱氧核糖-磷酸基团-脱氧核糖-”相连。
3. A与T 之间有2个氢键，G与C 之间有3个氢键。若碱基对数为n，则氢键数为2n~3n；若已知A有m个，则氢键数为3n-m。
4. 由2n个脱氧核苷酸形成双链DNA分子的过程中，产生的水分子数为
(n-1)+(n-1)=2n-2。
5. DNA初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。
6. 氢键的数量越多，DNA结构越稳定，故DNA分子中C与G碱基对的数量越多，
DNA的空间结构越稳定。
六、DNA双链的有关计算
1. 碱基间的数量关系规律
(1)双链DNA分子中，嘌呤之和=嘧啶之和，即A+G=T+C。
(2)双链DNA分子中，A=T，G=C， ==1。
(3)若DNA的一条单链中=x，则其互补链中=。
(4)若DNA的一条单链中=x，则其互补链中=x，DNA双链中=x。
(5)不同生物的DNA分子中，A+T与G+C所占比例不同。
第三节　DNA通过复制传递遗传信息
一、DNA复制的概念、过程和意义
1. 概念：产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。
2. 时间：主要在细胞有丝分裂前的间期和减数第一次分裂前的间期。
3. 场所：主要在细胞核。另外在拟核、线粒体、叶绿体中也可进行DNA复制。
4. 条件
(1)模板：亲代DNA分子的两条链。
(2)原料：4种游离的脱氧核苷酸。
(3)能量：ATP提供的能量。
(4)酶：解旋酶、DNA聚合酶等。
5. 过程

6. 特点：边解旋边复制，半保留复制。
7. 精确复制原因：DNA的双螺旋结构为DNA分子的复制提供了精确的模板；通过
碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
8. 意义：使亲代的遗传信息传递给子代，从而保持了前后代遗传信息的连续性。因
此，子代能够继承亲代的性状。
二、探究DNA的复制过程
1. 实验方法：同位素示踪技术、密度梯度离心技术。
2. 实验过程
(1)培养含15N的大肠杆菌：用15NH4Cl为唯一氮源的培养液培养大肠杆菌若干代，使
大肠杆菌的DNA的两条链都被15N标记。
(2)转入只含14N的培养液中继续培养：用14NH4Cl为唯一氮源的培养液培养被15N标
记的大肠杆菌。
(3)离心：分别取完成一次细胞分裂和完成两次细胞分裂的大肠杆菌，并将大肠杆
菌中的DNA分离出来，做密度梯度超速离心和分析。
3. 实验结果：Ⅰ代离心后得到1条中带；Ⅱ代离心后得到1条中带、1条轻带。
4. 实验结论：DNA的复制方式为半保留复制。
三、DNA复制过程中的相关计算
1. DNA复制中的相关计算规律
将一个全部被15N标记的DNA分子(亲代)转移到只含14N的培养液中培养n代，结果
如下：
(1)DNA分子数
①第n代DNA分子总数=2n
②第n代含15N的DNA分子数=2
③第n代含14N的DNA分子数=2n
④第n代只含15N的DNA分子数=0
⑤第n代只含14N的DNA分子数=2n-2
(2)脱氧核苷酸链数
①第n代DNA分子中脱氧核苷酸链总数=2n+1
②第n代含15N的脱氧核苷酸链数=2
③第n代含14N的脱氧核苷酸链数=2n+1-2
(3)DNA复制消耗脱氧核苷酸数(设亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个)
①复制n次需要的该脱氧核苷酸数=m·(2n-1)
②第n次复制需要的该脱氧核苷酸数=m·2n-1
四、DNA复制的方向和多起点复制
1. 在双链DNA分子中，每一条链都有5'端和3'端，5'端是磷酸基团那一端，3'端是羟基那一端。DNA分子中一条链的走向是5'→3'，另一条链的走向是3'→5'，而且生
物体内的DNA聚合酶只能催化DNA从5'→3'的方向合成，因此两条子链的合成方向是相反的。

2. 多起点复制
　　真核生物的DNA复制是有多个起点的，以复制起点为中心，向两个方向进行
复制，缩短DNA复制的时间。

五、DNA复制与细胞分裂过程中的染色体标记问题
1. 减数分裂中染色体标记情况分析
将核DNA被15N充分标记的细胞放到含14N的培养液中进行正常减数分裂，情况如
图所示(只展示细胞中的一对同源染色体)：

由图可以看出，减数分裂过程中虽然细胞分裂两次，但DNA只复制一次，所以形成
的4个子细胞中所有的核DNA分子都呈“杂合”状态，即15N-14N-DNA，所有染色体都含15N。
2. 有丝分裂中染色体标记情况分析
将核DNA被15N充分标记的细胞放到只含14N的培养液中进行两次有丝分裂，情况
如图所示(只展示细胞中的一对同源染色体)：

由图可以看出，第一次有丝分裂形成的2个细胞中所有的核DNA分子都呈“杂合”状态，即15N-14N-DNA，第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含15N，也可能子细胞的所有染色体都不含15N，即含有15N的染色体为0~2n条(体细胞染色体数为2n)。
综合分析可知：只要亲代细胞所有DNA均被标记且只复制1次，产生的子代DNA分子全带标记，有丝分裂一次产生的2个子细胞和减数分裂最终产生的4个子细胞，均带标记。
第四节　基因控制蛋白质合成
一、基因通常是DNA分子的功能片段
1. 基因：基因是具有遗传效应的DNA片段(包括部分病毒的RNA片段)，是遗传物质
结构和功能的基本单位，是DNA(部分生物是RNA)分子上含特定遗传信息的核苷
酸序列的总称。
2. DNA的双重功能
(1)携带遗传信息：以自身为模板，半保留地进行复制，保持遗传信息的稳定性。
(2)表达遗传信息：根据它所存储的遗传信息决定蛋白质的结构。
染色体是基因的“主要载体”
染色体主要由DNA和蛋白质组成，基因通常是DNA上的片段，每个DNA分子上含有多个基因。
二、DNA分子上的遗传信息通过转录传递给RNA
1. 概念：以DNA的一条链为模板，依据碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
2. 场所
(1)真核生物：细胞核(主要)、线粒体和叶绿体。
(2)原核生物：拟核和质粒。
3. 条件
(1)模板：DNA的一条链。
(2)原料：游离的核糖核苷酸。
(3)酶：RNA聚合酶。
(4)能量：ATP提供的能量。
4. 过程
(1)解旋：在RNA聚合酶的作用下，DNA双链解开。
(2)配对：以DNA分子的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，游离的核苷酸碱基
与DNA模板链上的碱基配对，两者以氢键结合。
(3)连接：通过磷酸二酯键聚合成与该片段DNA相对应的RNA分子。
(4)释放：合成的RNA从DNA链释放后，DNA双链恢复。
5. 产物(常见有3种)
(1)信使RNA(mRNA)：传达DNA上的遗传信息。
(2)转运RNA(tRNA)：把氨基酸运送到核糖体上，使之按照mRNA的信息指令连接起来，形成蛋白质。
(3)核糖体RNA(rRNA)：核糖体的重要成分，是核糖体行使其功能所必需的。
6. 意义：通过转录，遗传信息由DNA传递给RNA。
7. 特别提醒
a. RNA的合成(转录)需要有RNA聚合酶的催化，并且转录不是沿着整条DNA长链
进行的，而是以基因为单位进行的。
b. 在真核生物中，细胞核内转录而来的RNA产物经过加工才能成为成熟的mRNA，
然后转移到细胞质中，用于蛋白质合成。
c. RNA聚合酶作用的键：断开氢键、形成磷酸二酯键。
三、遗传信息通过翻译指导蛋白质的合成
1. 遗传密码
(1)概念：mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的三联体，决定一种氨基酸，也称为密码子。
(2)种类：64种，其中61种能翻译出氨基酸，起始密码子有2种(AUG、GUG)，终止密码子有3种(UAA、UAG、UGA)。终止密码子不编码氨基酸，是翻译终止的信号。
在原核生物中，GUG可以作为起始密码子编码甲硫氨酸。
(3)特点
①简并性：除少数氨基酸只有一种遗传密码子外，大多数氨基酸有两种以上的遗传密码子。
②通用性：除少数密码子外，生物界的遗传密码是统一的，所有的生物都使用相同的遗传密码。
真核生物中，除终止密码子外，1种密码子决定1种氨基酸。
2. tRNA
结构 功能
一端有三个核苷酸序列，能与mRNA上的密码子的核苷酸互补配对，以此来识别密码子，称为反密码子 能识别mRNA上的密码子决定的是哪种氨基酸
另一端有氨基酸的结合部位 将相应的氨基酸运至核糖体上
3. 遗传信息的翻译
(1)概念：以mRNA为模板，合成具有一定的氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)场所：核糖体。
(3)条件
①模板：mRNA。
②原料：细胞中游离的氨基酸。
③能量：ATP提供的能量。
④工具：tRNA。
⑤酶：多种酶。
(4)过程
①起始：核糖体与mRNA结合，tRNA携带的第一个氨基酸靠近mRNA，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。
②延伸：核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码，选择相应的氨基酸，由对应
的tRNA转运，加到延伸中的肽链上。
③终止：当核糖体到达mRNA的终止密码子时，多肽合成结束，核糖体脱离mRNA
并进入下一个循环。
(5)特点：一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行翻译过程，翻译出多条肽链，
大大提高了翻译效率。
由于模板mRNA相同，所以一条mRNA翻译合成的多肽链相同。
4. 基因表达：基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为蛋白质的过程。
四、基因控制生物性状(基因—蛋白质—性状)
1. 基因和性状的关系
(1)多数情况下，多个基因共同决定生物体的某种性状。如人的肥胖。
(2)生物的性状(或表型)是基因(或基因型)与环境共同作用的结果。
2. 基因发生作用的途径
(1)基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反应，从而控制生物的性状。如尿黑症。
(2)基因控制合成的蛋白质可以决定生物体特定的组织或器官的结构，进而影响其功能。如镰刀形细胞贫血症。
五、遗传信息流从DNA→RNA→蛋白质
1. 中心法则

2. 不同类型生物的遗传信息传递过程
(1)细胞生物及DNA病毒

(2)RNA复制病毒(如烟草花叶病毒)
(3)逆转录病毒(如HIV、劳氏肉瘤病毒)

3. 中心法则各过程的判断
“一看”模板 “二看”原料 “三看”产物 生理过程
DNA 脱氧核苷酸 DNA DNA复制
核糖核苷酸 RNA 转录
RNA 脱氧核苷酸 DNA 逆转录
核糖核苷酸 RNA RNA复制
氨基酸 蛋白质(多肽) 翻译
六、DNA复制、转录、翻译的比较
项目 DNA复制 转录 翻译
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 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 氨基酸
能量 需要
酶 解旋酶、DNA聚合酶 RNA聚合酶 多种酶
碱基配对 A-T　T-AC-G　G-C A-U　T-AC-G　G-C A-U　U-AC-G　G-C
产物 2个双链DNA 一个单链RNA 多肽(或蛋白质)
主要特点 半保留复制；边解旋边复制 边解旋边转录 一个mRNA可相继结合多个核糖体，同时合成多条相同的肽链
信息传递 DNA→DNA DNA→RNA RNA→蛋白质
在原核生物体内、真核生物的线粒体和叶绿体中，基因表达过程为边转录边翻译；而真核生物的细胞核中基因表达过程为先转录后翻译。
七、基因控制蛋白质合成的相关计算
　　基因中碱基数∶mRNA中碱基数∶蛋白质中氨基酸数=6∶3∶1。
　　基因中含有非编码序列，mRNA中的终止密码子不决定氨基酸，则基因中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多一些，mRNA中碱基数比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多一些，因此在分析时常常要加入“最少”或“最多”字样。
第五节　生物体存在表观遗传现象
一、相关概念
1. 表观遗传现象
(1)不变——亲代传递给后代的DNA序列没有改变。
(2)改变——亲代在生活中由于生活环境或生活习惯的改变而引起的身体状况变化，可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代。
2. 表观遗传学：基于非基因序列改变所致基因表达水平的变化，即环境变化引起的
性状改变，影响基因表达，但不改变DNA序列。
3. 表观遗传修饰：某种变化不通过DNA序列改变而影响身体的性状有时能遗传给
后代，这种变化称为表观遗传修饰。
二、表观遗传
1. 特点：不改变DNA序列、可以遗传、受环境影响。
2. 常见类型
(1)组蛋白的乙酰化：用乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来，组蛋白的正电荷减少，
与带负电的DNA分子片段(某基因)缠绕的力量减弱，遗传信息就可以被读取，即进
行转录。
(2)DNA的甲基化：给启动子中的胞嘧啶加上甲基基团(—CH3)，会使染色质高度螺
旋化，凝缩成团，基因无法被识别，失去转录活性，不能完成转录。
3. 实例
(1)同卵双胞胎具有相同的DNA序列，但却具有表型的差异。
(2)蜂群中的蜂王和工蜂的基因型相同，但两者在体型、寿命、功能等方面存在差异
4. 意义：可以使生物打破DNA变化缓慢的限制，使后代能迅速获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化，这对生物种群的生存和繁衍也许是有利的。但是，通过表观遗传传递下去的性状并不总是有利的，如亲代经历的不良环境和生活习惯对后代的健康会产生不利的影响。

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