1、生物必修二遗传与进化1第一章第一章 遗传因子的发现遗传因子的发现第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）孟德尔选用豌豆杂交实验1、选择豌豆作为实验材料的优点：（1）豌豆是自花传粉植物（自然状态下一般为纯种）（2）具有多对易于区分的相对性状（3）豌豆花大，容易操作【注意】果蝇（以及其他一些遗传学常用实验材料，如：小麦、玉米、噬菌体等）做实验材料容易成功的原因：常见、易饲养、繁殖快、后代多。2、性状和相对性状的概念：（1）性状：生物的形态、结构和生理特征的总称。如豌豆的株高、花色、种子的形状等。（2）相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。【注意】看两个性状是否属于相对性状在于抓住两
2、个“相同”一个“不同”，即同一种生物、同一种性状的不同表现类型。3、杂交实验的操作要点（人工授粉的操作要点）：（1）去雄：在花蕾期，将母本的雄蕊全部除去并套上纸袋隔离。（2）人工授粉：待雌蕊成熟时，采集父本的花粉撒在去雄花的雌蕊的柱头上，并套袋。（3）观察实验现象，记录实验数据。【注意】套袋的目的是防止外来花粉的干扰，实验过程中共有两次套袋处理。上述人工授粉是针对雌雄同体的情况，而雌雄异花的情况不用去雄，如玉米。一对相对性状的杂交实验1、遗传学常用符号及含义：2、高茎豌豆和矮茎豌豆的杂交实验：数量787277比例3：1（1）孟德尔用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆杂交，无论正交还是反交，产生的 F1
3、均为高茎豌豆【注意】正确区分正交和反交、杂交、自交、测交：正交和反交是相对而言的。如果把一个亲本组合称为正交，那么交互性别的亲本组合就成为反交。（2）F1（杂合子）自交产生的 F2中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离，分离比为高茎：矮茎3:1（3）孟德尔共进行 7 对相对性状的杂交实验，得到的性状分离比从 2.82:1 到 3.15:1，这说明 F2中出现 3:1 的性状分离比绝不是偶然的。对分离现象的解释1、孟德尔提出的假设要点（1）生物的性状是由遗传因子决定的。每个因子决定着一种特定的性状，其中决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母（如 D）来表示，决定隐性性状的为隐性遗传因子
4、，用小写字母（如 d）来表示。生物必修二遗传与进化2（2）体细胞中遗传因子是成对存在的。如纯种高茎亲本（DD）和纯种矮茎亲本（dd）杂交产生杂种F1（Dd）。由于 D 为显性遗传因子，d 为隐性遗传因子，所以 F1表现出由显性遗传因子控制的性状（高茎）。（3）生物体在形成生殖细胞配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。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。2、杂交实验的遗传图解：对分离现象解释的验证测交1、目的：根据测交后代的表现型和比例推知 F1产生的配子类型和比例，从而验证孟德尔的假说的正确性2、方法：将杂种 F1与隐性纯合子杂交【注意】测交
5、方式使用的前提必须已知该相对性状的显隐性。3、预期结果：DdddDd：dd=1:14、遗传图解：5、实验结果杂种子一代 （高茎） 矮茎30 高茎： 34 矮茎1:16、实验结论实验数据与理论分析相符，从而证明孟德尔的假说是正确的7、使用方法：假说演绎法（观察分析提出假说演绎推理实验验证）分离定律1、分离定律的内容：（1）在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合（2）在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代2、适用条件：（1）一定是真核生物（2）一定要进行有性生殖（3）一定是细胞核中的遗传因子（4）只研究一对相对形状的遗传【注
6、意】哪些遗传因子不遵循分离定律？（1）原核生物、非细胞结构生物的遗传因子（2）进行无性生殖的真核生物的遗传因子（3）进行有性生殖的真核生物的细胞质遗传因子【辨析】显性纯合子与杂合子的判断：（1）测交法：纯合子只产生一种类型的配子，测交时只能产生一种表现型的配子；杂合子可产生多种类型的配子，测交时可产生多种表现型的个体。（2）自交法：纯合子能稳定遗传，即纯合子自交后代不会发生性状分离；杂合子不能稳定遗传，即杂合子自交后代会发生性状分离。生物必修二遗传与进化3熟练运用分离比分离定律中的几种特殊情况1、不完全显性：具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交，F1的性状表现介于显性亲本和隐性亲本之间，这样显性
7、表现叫作不完全显性。不完全显性时，F2的性状分离比不是 3:1，而是 1:2:12、致死现象：（1）显性纯合致死：指显性遗传因子纯合时，对个体有致死作用。这种情况下，个体中没有显性纯合子。（2）隐性纯合致死：指隐性遗传因子纯合时，对个体有致死作用。这种情况下，个体中没有隐性个体。（3）配子致死：指致死遗传因子在配子时期发生作用，从而不能形成含有某种遗传因子的配子。（4）合子致死：指致死因子在胚胎时期或幼体阶段发生作用，从而不能形成含有致死因子的幼体或成体的现象。3、从性遗传：指遗传因子组成相同，但在雌雄（男女）个体中的性状表现不同。如遗传因子组成为Hh 的个体在公羊中表现为有角，而在母羊中表现
8、为无角。第二节 孟德尔的豌豆杂交实验（二）两对相对形状的杂交实验1、实验材料：黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆（皆为纯种）2、实验过程：3、实验结果：（1）两亲本无论正反交，F1 均为黄色圆粒，这说明黄色对绿色为显性，圆粒对皱粒为显性（2）F2中除出现亲本类型（黄色圆粒和绿色皱粒）外，还出现两种新类型：绿色圆粒和黄色皱粒，即性状之间出现了新的组合。（3）F2中黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒的数量比接近 9:3:3:14、结果分析：（若只考虑 1 对相对形状）由上述分析可知，对于每对相对性状，F2中的性状分离比均为 3:1，每对相对性状的遗传均符合分离定律。生物必修二遗传与进化4对自由组合现象
9、的解释（1）豌豆的黄色、绿色分别由遗传因子 Y、y 控制，圆粒、皱粒分别由遗传因子 R、r 控制，纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是 YYRR 和 yyrr。（2）生殖细胞中的遗传因子成单存在。（3）F1的遗传因子组成为 YyRr，表现为黄色圆粒。（4）F1产生的雌配子和雄配子各 4 种，4 种雌（雄）配子之间的数量比为 1:1:1:1。（5）受精时，雌、雄配子的结合是随机的，共有 16 种结合方式；9 种遗传因子组成（基因型）；4种表现型，性状分别是黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒，数量比接近 9:3:3:1。对自由组合现象解释的验证1、方法：测交实验，即让 F1（
10、YyRr）与隐性纯合子（yyrr）杂交。2、目的：检测 F1产生配子的种类和比例。3、理论预测（1）按照孟德尔的假设，F1产生 4 种数量相等的配子，即 YR：yR：Yr:yr=1:1:1:1（2）测交产生 4 种数量相等的后代，即黄圆（YyRr）：绿圆（yyRr）：黄皱（Yyrr）：绿皱（yyrr）=1:1:1:14、测交遗传图解：5、测交实验结果及结论（1）结果：孟德尔所做的测交实验，无论是正交还是反交，结果都符合预期的设想（2）结论：孟德尔测交实验结果与预期的结果相符，从而证实了：F1产生 4 种类型的配子且比例相等F1是杂合子F1在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，不成对的遗传因子自
11、由组合自由组合定律1、内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。2、自由组合定律的“三性”：（1）同时性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合同时进行（2）独立性：决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离与决定不同性状的遗传因子自由组合，互不干扰，各自独立地分配到配子中去生物必修二遗传与进化5（3）普遍性：自由组合定律广泛适用于生物界（并不是所有生物）【注意】自由组合定律的适用范围：（1）有性生殖的真核生物（2）细胞核内的遗传因子（3）两对或两对以上控制不同相对性状的遗传
12、因子孟德尔遗传规律的再发现1、孟德尔遗传规律再发现过程：（1）1866 年，孟德尔将研究结果整理成论文发表（2）1900 年，三位科学家分别重新发现了孟德尔遗传规律（3）1909 年，丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字“基因”，并且提出了表现型和基因型的概念2、表现型、基因型和等位基因的概念（1）表现型指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎（2）基因型指与表现型相关的基因组成，如高茎的基因型为 DD、Dd，矮茎的基因型为 dd【注意】表现型和基因型的关系：基因型是表现型的内因，表现型是基因型的外在表现表现型相同，基因型不一定相同基因型相同：若环境条件不同，表现型也
13、可能不同。即基因型+环境条件表现型（3）等位基因：控制相对性状的基因，如 D、d常见组合问题：（各对等位基因分别位于非同源染色体上）（1）配子类型问题：如：AaBbCc 产生的配子种类数为 222=8 种（2）基因型类型：如：AaBbCcAaBBCc，后代基因型数为多少？先分解为三个分离定律：AaAa 后代 3 种基因型（1AA：2Aa：1aa）BbBB 后代 2 种基因型（1BB：1Bb）CcCc 后代 3 种基因型（1CC ：2Cc：1cc）所以其杂交后代有 323=18 种类型。（3）表现类型问题：如：AaBbCcAabbCc，后代表现数为多少？先分解为三个分离定律：AaAa 后代 2
14、种表现型Bbbb 后代 2 种表现型CcCc 后代 2 种表现型所以其杂交后代有 222=8 种表现型。多对相对性状的自由组合问题多对相对性状的自由组合问题是指三对或三对以上的相对性状，它们的遗传符合自由组合定律。n 对相对性状的遗传结果如下表：（表中各对相对性状分别位于不同的同源染色体上）相对性状数123nF1配子种类数24（22）8（23）2nF1配子可能的组合数416（42）64（43）4nF2基因型的种类数39（32）27（33）3nF2基因型的分离比1：2：1（1:2:1）2（1:2:1）3（1:2:1）nF2表现型的种类数24（22）8（23）2nF2表现型的分离比3:1（3:1）
15、2（3:1）3（3:1）n性状分离比-9:3:3:1 的变形某些生物的性状由两对等位基因控制，这两对基因在遗传的时候遵循基因的自由组合定律，但是 F1自交后代的表现型却出现了很多特殊的分离比。常见异常分离比及基因型组成情况如下表：AaBb 自 交 后原因分析测交后代生物必修二遗传与进化6代性状比性状比9：7（互补作用）当双显性基因同时出现时为一种表现型， 其余的基因型为另一种表现型：（9AB）：（3Abb+3aaB+1aabb）9：71：39：3：4（隐性上位）一对等位基因中隐性基因制约其他基因的作用：（9AB）：（3Abb）：（3aaB+1aabb）9：3：41：1：29：6：1（累加作用）
16、双显单显双影三种表现型：（9AB）：（3Abb+3aaB）：1aabb9：6：11：2：115：1（重叠作用）只要有显性基因存在其表现型就一致，其余基因型为另一种表现型：（9AB+3Abb+3aaB）：1aabb15：13：11：4：6：4：1（累加作用）a 与 b 的作用的效果相同，显性基因越多，其效果越强：（AABB）： （AaBB+AABb）： （AaBb+AAbb+aaBB）： （Aabb+aaBb） ：（aabb）1：4：6：4： 11：2：113：3（抑制作用）一种显性基因抑制另一种显性基因的作用， 使后者的作用不能显示出来：（9AB+3Abb+1aabb）：（3aaB）13：33
17、：112：3：1（显性上位）一对等位基因中显性基因制约其他基因：（9AB+3Abb）：（3aaB）：（1aabb）12：3：12：1：1【注意】分析这些比例会发现，无论是哪种比例，各表现型所占份数之和都等于 16。如果发现异常比例的和为 16，就可判断该性状是由两对等位基因控制的，我们就可以用自由组合定律解题。如果子代种各表现型所占份数之和小于 16，则可能存在致死情况，如：（1）4:2:2:1 表示的是 AA、BB 均可以使个体致死，即 2AaBB、2AABb、1AABB、1AAbb、1aaBB 均死亡（2）6:3:2:1 表示的是BB（或 AA）使个体致死即 2AaBB、1AABB、1aa
18、BB（或 2AABb、1AABB、1AAbb）死亡生物必修二遗传与进化7第二章第二章基因和染色体的关系基因和染色体的关系第一节减数分裂和受精作用减数分裂概念：减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中（也是孟德尔遗传定律的适用范围）所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。【注意】（1）体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。（2）原核生物无染色体，不能进行减数分裂和有丝分裂。原核细胞的 DNA 裸露，没有和蛋白质等组成染色体，而减数
19、分裂和有丝分裂主要是染色体形态、数目和行为的变化。减数分裂的过程1、精子的形成过程：场所：精巢（哺乳动物称睾丸）减数第一次分裂间期：染色体复制（包括 DNA 复制和蛋白质的合成）。前期（四分体时期）：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。（交叉互换）（基因重组第一种类型）中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合末期：细胞质分裂，形成 2 个子细胞（次级精母细胞）。减数第二次分裂（无同源染色体）前期：染色体排列散乱。中期：每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板（假想平面）上。后期：姐妹染色单
20、体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。末期：细胞质分裂，每个细胞形成 2 个子细胞，最终共形成 4 个子细胞（精细胞）。2、卵细胞的形成过程：卵巢生物必修二遗传与进化8精子与卵细胞的形成过程的比较精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢（哺乳动物称睾丸）卵巢过程有变形期无变形期分裂方式均等不均等子细胞数一个精原细胞形成 4 个精子一个卵原细胞形成 1 个卵细胞+3 个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半与减数分裂有关的三组概念（1）同源染色体和非同源染色体同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形状、大小一般都相同（XY 性染色体不相同），一条来自父方，一条来自母方【注
21、意】男性中的 X 染色体要比 Y 染色体大的多，因二者在减数第一次分裂过程中仍能联会，仍称为同源染色体非同源染色体是指形状和大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体（2）姐妹染色单体和非姐妹染色单体染色体呈 X 型才有染色单体姐妹染色单体是指同一着丝点连接着的两条染色单体非姐妹染色单体是指不同着丝点连接着的两条染色单体（3）联会和四分体联会是指减数第一次分裂的前期，同源染色体两两配对的现象联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体非姐妹染色单体：很多，比如与除了之外都是非姐妹染色单体1 个四分体=1 对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单体=4 个 DNA 分子=8 条脱氧核苷
22、酸链【注意】（1）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。（2）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。受精作用1、概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。2、过程：（1）在受精作用时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入（三大反应两大屏障）（2）精子的头部进入卵细胞后，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起3、实质：
23、精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起4、结果：受精卵中的染色体数目与体细胞中的相同，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞（细胞质主要来自于卵细胞）【注意】（1）受精作用的细胞学基础：细胞膜的信息交流功能和细胞膜的流动性（2）受精卵中的遗生物必修二遗传与进化9传物质不是一半来自精子，一半来自卵细胞有性生殖1、有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合，成为合子（如受精卵）。再由合子发育成新个体的生殖方式。2、脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。3、在有性生殖中，由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发
24、育成的后代就具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要意义减数分裂与有丝分裂中 DNA 和染色体的数目变化曲线图1、减数分裂 DNA 和染色体的数目变化曲线图2、有丝分裂中 DNA 和染色体的数目变化曲线图有丝分裂过程中 DNA 的复制发生在间期，此时 DNA 数目加倍但是染色体数目不变。在后期时由于着丝点分裂染色单体分开，此时染色体数目加倍，但是 DNA 数目不变。染色体和 DNA 数目减半发生在末期，原因是染色体分离并进入不同的子细胞。有丝分裂过程中始终有同源染色体存在。减数分裂过程中相关含量的变化（以人为例）生物必修二遗传与进化10减减数第一次分裂减
25、数第二次分裂间前中后末前中后末DNA469292929292464646464623染色体464646464623232323464623染色单体092929292924646464600有有丝分裂间前中后末DNA46929292929246染色体46464646929246染色单体09292929200减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤一看染色体数目：奇数为减（姐妹分家只看一极）。二看有无同源染色体：没有为减（姐妹分家只看一极）三看同源染色体行为：确定有丝或减注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减或减的后期。减前减前减前减末有丝后期减后减后减后有丝前减中减后减中减前减后减中有丝中第二节基因
26、在染色体上萨顿假说1、内容：基因在染色体上2、依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系3、方法：是类比推理法。类比推理得出的结论正确与否还需要实验证明。基因位于染色体上的实验证据生物必修二遗传与进化111、摩尔根的实验（1）果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点：个体小，容易饲养繁殖速度快，10 多天就可以繁殖一代有明显的相对性状，便于观察和统计后代数量大，一只雌果蝇一生能产生几百个后代染色体数目少，便于观察（2）果蝇的染色体组成【注意】进行果蝇染色体测序时需测 5 条，人需要测 24 条（3）实验过程及现象F1全为红眼红眼为显性性状F2中红眼：白眼=3:1符合分离定律，表明红眼和白眼受一对等位
27、基因的控制（4）现象分析：孟德尔的方法不能解释性状与性别有关的现象2、摩尔根的设想：控制白眼的基因用 w 表示在 X 染色体上，而 Y 染色体不含有它的等位基因3、摩尔根对实验现象的解释4、根据设想进行推理验证测交5、结论：基因在染色体上6、检测方法：荧光标记法基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上应该有多个基因孟德尔遗传规律的现代解释1、基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。2、基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因
28、的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，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。探究有关基因是位于 X 染色体上还是位于常染色体上的实验设计生物必修二遗传与进化12（1）未知显隐性，但已知雌雄个体均为纯合子正反交若正反交结果相同，则相应的基因位于常染色体上若正反交结果不同，且子代性状表现与性别有关，则相应的基因位于性染色体上（2）已知显隐性隐性雌性 X 显性雄性法若子代中雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则相应的基因位于 X 染色体上若子代个体的性状表现与性别无关，则相应的基因位于常染色体上第三节 伴性遗传伴性遗传的概念1、性染色体的概念：生物体
29、细胞内的染色体根据与性别的关系分为常染色体与性染色体，性染色体与生物的性别决定有关2、性别决定的常见方式3、伴性遗传的概念：位于性染色体上的基因，其在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫伴性遗传伴 X 染色体隐性遗传（1）特点：致病基因位于 X 染色体上，是隐性基因，在 Y 染色体上没有它的等位基因（2）实例：人类红绿色盲症基因型和表现型女性男性基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY表现型正常正常（携带者）色盲正常色盲遗传特点：男性患者多于女性患者；交叉遗传。男性红绿色盲的基因只能来自母亲，以后只能传给女儿；女性患病，其父亲和儿子一定患病，简记“女病，父子病”；男性正常，其母亲和女儿表现型一
30、定正常2、伴 X 染色体显性遗传（1）特点：致病基因位于 X 染色体上，是显性基因，在 Y 染色体上没有它的等位基因（2）实例：抗维生素 D 佝偻病基因型和表现型女性男性基因型XDXDXDXdXdXdXDYXdY表现型佝偻病患者佝偻病患者正常佝偻病患者正常遗传特点：女性患者多于男性患者；往往有世代连续遗传的遗传现象；男性患者的母亲和女儿一定患病生物必修二遗传与进化133、伴 Y 染色体遗传遗传特点：患者全为男性，女性全正常，因为致病基因只位于 Y 染色体上，且无显隐性之分具有世代连续遗传现象，致病基因由父亲传给儿子，儿子传给孙子伴性遗传在实践中的应用1、指导优生优育，提高人口素质2、通过性状来
31、推知性别，提高产量和质量如蛋鸡的养殖（1）鸡的性别决定方式为 ZW 型。雌鸡的两条性染色体是异性（ZW），雄鸡的两条性染色体是同型的（ZZ）（2）家鸡羽毛芦花 B 和非芦花 b 是一对相对性状，基因 B、b 位于 Z 染色体上。鸡的芦花和非芦花的表现型及基因型如下雄性雌性基因型ZBZBZBZbZbZbZBWZbW表现型芦花雄鸡芦花雄鸡非芦花雄鸡芦花雌鸡非芦花雌鸡（3）饲养蛋鸡时，用非芦花雄鸡和芦花雌鸡交配繁殖，可以根据早期小鸡崽的羽毛特征把雌性和雄性区分开，从而做到多样母鸡，多得鸡蛋遗传方式的判定无中生有为隐形有中生无为显性隐形遗传找女病（显性遗传找男病）父子皆病为伴性（母女皆病为伴性）父子无
32、病非伴性（母女无病非伴性）生物必修二遗传与进化14第三章第三章基因的本质基因的本质第一节DNA 是主要的遗传物质肺炎链球菌的转化实验1、两种肺炎链球菌的比较：2、肺炎链球菌在小鼠体内转化实验（格里菲思）：通过以上实验可以推出已加热杀死的 S 型细菌体内含有某种“转化因子”，其能促使无毒性的 R 型细菌部分转化为有毒性的 S 型细菌。3、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里）：（1）思路：设法将 DNA 和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地观察它们的作用（2）过程及结果：【注意】设置最后一组实验的目的：与第一组形成对照，说明 DNA 的水解产物不能实现转化（3）分析：S 型细菌的 DNA 使 R
33、 型细菌发生了转化，S 型细菌的其他物质不能使 R 型细菌发生转化。（4）结论：S 型细菌体内只有 DNA 才是“转化因子”，即 DNA 是肺炎链球菌的遗传物质。噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯）1、T2噬菌体：（1）结构和成分：头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有 DNA（2）生活方式：一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒（3）T2噬菌体侵入大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身生物必修二遗传与进化15的组成成分，进行大量增殖。2、方法：放射性同位素标记法3、思路：S 是蛋白质的特征元素，P 是 DNA 的特征元素，用各自特征元素的放射性同位素分别标记DNA
34、 和蛋白质，直接、单独地观察它们的作用。4、过程：标记噬菌体：在分别含有放射性同位素32P 和35S 的培养基中培养细菌。分别用上述细菌培养 T2噬菌体，制备含32P 噬菌体和含35S 的噬菌体侵染过程：5、实验结果：亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论第一组实验35S 标记蛋白质无35S 标记蛋白质外壳蛋白质无35SDNA 分子具有连续性，是遗传物质第二组实验32P 标记 DNA有32P 标记 DNADNA 有32P 标记【注意】噬菌体侵染大肠杆菌整个过程中，噬菌体只提供 DNA 作为模板，而合成子代噬菌体的原料（氨基酸、脱氧核苷酸）、场所、酶、能量等都是由宿主细胞（大肠杆菌）提供的。因放
35、射性检测时只能检测到放射部位，不能确定是何种元素的放射性，故35S（标记蛋白质）和32P（标记 DNA）不能同时标记在同一组噬菌体上，应将二者分别标记，即把实验分为两组注入大肠杆菌细胞内的是噬菌体的 DNA，其蛋白质外壳附着在大肠杆菌的表面，没有进入大肠杆菌细胞内，因此在大肠杆菌细胞内，噬菌体的 DNA 进行自我复制，并指导噬菌体蛋白质外壳的合成，然后组装成噬菌体。该实验未能证明蛋白质不是遗传物质搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体（注入后只剩下噬菌体的蛋白质外壳）与细菌分离，离心的目的是让质量较轻的噬菌体分布于上清液中，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌实验误差分析：A：噬菌体被35S 标记的实验
36、中，沉淀物中有少量的放射性的原因：搅拌不充分，个别35S 标记的蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离而随其到了沉淀物中。B：噬菌体被32P 标记的实验中，上清液中有少量放射性的原因：保温时间过短，少量的32P 标记的噬菌体 DNA 没有进入大肠杆菌；保温时间过长，大肠杆菌裂解，释放了组装好的子代噬菌体，离心后子代噬菌体分布于上清液中。DNA 是主要的遗传物质1、烟草花叶病毒的感染实验：2、少数生物的遗传物质是 RNA，绝大多数生物的遗传物质是 DNA，所以说 DNA 是主要的遗传物质生物必修二遗传与进化16【补充】1、遗传物质应具备的特点：在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己能够指导蛋白质合成从
37、而控制生物的性状和新陈代谢具有贮存大量遗传信息的潜在能力结构比较稳定2、噬菌体侵染大肠杆菌的过程：吸附注入合成组装释放第二节 DNA 的结构DNA 分子的基本组成单位1、基本组成元素：C、H、O、N、P2、基本组成单位：脱氧（核糖）核苷酸【注意】DNA 初步水解产物是 4 种脱氧核苷酸，彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖和 4 种含氮碱基（A、T、G、C）DNA 双螺旋结构模型的构建1、构建者：沃森和克里克2、主要内容：（1）DNA 分子的平面结构DNA 分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链组成的DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成 DNA 分子的基本骨架，碱基排列在内侧DNA
38、 分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对依据碱基互补配对原则进行，A 与 T配对，且有两个氢键；G 与 C 配对，且有三个氢键【注意】DNA 分子中磷酸、脱氧核糖和碱基之间的数量之比为 1:1:1若一个 DNA 分子中碱基对为 n，则氢键数位 2n3nDNA 分子两条链上的碱基对的化学键为氢键， 可用解旋酶使其断裂，也可加热使其断裂（2）DNA 分子的空间结构组成 DNA 分子的两条脱氧核苷酸长链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构【注意】DNA 分子的结构特点可用“五四三二一”来记忆五种元素、四种碱基、三种成分、两条反向平行的脱氧核苷酸长链、一个规则的双螺旋结构每个 DNA 分子，游
39、离的磷酸基团有 2 个，它们分别在每条链的 5端DNA 分子的特性1、稳定性：双螺旋结构、碱基互补配对原则2、多样性：碱基的排列顺序3、特异性磷酸二酯键生物必修二遗传与进化17碱基互补配对原则及其推论1、碱基互补配对原则：ATCG2、有关推论：（1）DNA 分子中两条单链上碱基总数相等；在整个 DNA 分子中 AT，GC。（2）DNA 分子两条链之间存在着 A1T2，T1A2，G1C2，C1G2的关系。（3）互补碱基之和的比值（4）互补碱基所占比例（5）非互补碱基之和的比值第三节 DNA 的复制对 DNA 分子复制的推测1、全保留复制：新复制出的分子直接形成，完全没有旧的部分。2、半保留复制：
40、形成的分子一半是新的，一半是旧的。生物必修二遗传与进化183、分散复制（弥散复制）：新复制的分子中新旧都有，但分配是随机组合的。DNA 半保留复制的实验证据1、实验材料：大肠杆菌2、实验方法：同位素示踪技术和密度梯度离心3、实验假设：DNA 以半保留的方式复制4、实验过程：（1）大肠杆菌在含15N 的 NH4Cl 培养液中繁殖几代，使 DNA 双链充分被15N 标记（2）将含15N 标记的大肠杆菌转移到含14N 的普通培养液中培养（3）在不同时刻收集大肠杆菌并提取 DNA（间隔的时间约为大肠杆菌增殖一代所用时间）（4）将提取的 DNA 进行密度梯度离心，记录离心后试管中的 DNA 的位置5、实
41、验预期：离心后应出现 3 种类型的 DNA 带（1）重带（密度最大）：两条链都被15N 标记的亲代双链 DNA（15N/15N）（2）中带（密度居中）：一条链被15N 标记，另一条链含14N 的子代双链 DNA（14N/15N）（3）轻带（密度最小）：两条链都喊14N 的子代双链 DNA（14N/14N）6、实验结果：与预期相符（1）立即取出，提取 DNA离心全部重带（15N/15N）（2）增殖一代后取出，提取 DNA离心全部中带（14N/15N）（3）增殖两代后取出，提取 DNA离心1/2 轻带（14N/14N） 1/2 中带（14N/15N）7、实验结论：DNA 的复制是以半保留方式进行的
42、DNA 分子复制的过程1、概念：以亲代 DNA 为模板合成子代 DNA 的过程。DNA 的复制实质上是遗传信息的复制2、时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂之前的间期3、场所：主要在细胞核中（少量在线粒体和叶绿体）4、过程：（1）解旋：DNA 分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，解开双链（2）合成子链：以解开的每一段母链为模板，在 DNA 聚合酶作用下，利用细胞中游离的四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一段子链（3）随着模板母链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断的延伸。同时，每条新链与对应的模板母链盘绕呈双螺旋结构【归纳】DNA 分子复制的基本条件（1）模
43、板：解旋的 DNA 分子的两条单链（2）原料：四种游离的脱氧核苷酸（3）能量：通过水解 ATP 提供（4）酶：解旋酶、DNA 聚合酶等复制准确的原因、特点及意义1、复制准确的原因：（1）DNA 具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。（2）DNA 具有碱基互补配对的能力，能够使复制准确无误的进行。2、复制特点：（1）半保留复制：新合成的每个 DNA 分子，都保留了原来 DNA 分子中的一条链（2）边解旋边复制：DNA 复制时并不是先将母链全部解开为单链再合成子链，而是边解旋边复制生物必修二遗传与进化193、意义：DNA 通过复制，使亲代的遗传信息传递给子代，从而保证了遗传信息的连续性第四
44、节 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段基因与 DNA、染色体之间的关系【归纳】（1）脱氧核苷酸排列顺序的特异性和多样性决定了基因的特异性和多样性（2）真核生物的基因载体主要是染色体，另外还有线粒体和叶绿体；原核生物的基因载体就是原核细胞。DNA 片段中的遗传信息1、基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息：每个染色体含有一个或两个 DNA 分子，每个 DNA分子有很多基因，每个基因都是特定的 DNA 片段，有着特定的遗传效应，这说明 DNA 必然蕴含了大量的遗传信息2、脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性：（1）碱基排列顺序千变万化，构成了 DNA 分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一
45、个 DNA 分子的特异性。DNA 分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。（2）在人类的 DNA 分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的 DNA 几乎不可能完全相同，因此，DNA 可以像指纹一样用来鉴别身份。3、基因通常是有遗传效应的 DNA 片段。通常针对的是绝大多数以 DNA 为遗传物质的生物，而少数以 RNA 为遗传物质的病毒，那基因就是有遗传效应的 RNA 片段。生物必修二遗传与进化20第四章第四章 基因的表达基因的表达第一节 基因指导蛋白质的合成RNA 的组成及种类1、基本单位及元素组成：（1）元素组成：C、H、O、N、P（2）基本组成单位：核糖核苷酸2、结构：RNA 一
46、般是单链，比 DNA 短；能通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。单链不稳定，完成使命的 RNA 易迅速降解，保证生命活动的有序进行。3、分类：（1）信使 RNA（mRNA）：单链，携带从 DNA 上转录来的遗传信息；在翻译过程中作为模板；分布在细胞核和细胞质（2）转运 RNA（tRNA）：单链，呈三叶草型；一端携带特定的氨基酸，另一端特定的三个碱基可与 mRNA 上的密码子互补配对，叫反密码子；分布在细胞质中（3）核糖体 RNA（rRNA）：核糖体的组成成分，参与构成核糖体。【注意】三种 RNA 的共同点是都是经过转录产生的，基本单位都相同，都与翻译的过程有关。遗传信息的转录1、转录的概念：RN
47、A 是以 DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成的，这一过程称为转录。2、转录的条件和产物：场所：有 DNA 的地方（真核主要在细胞核，少量在线粒体和叶绿体；原核拟核区域，还有质粒）模板：DNA 的一条链（区别于 DNA 复制过程中的模板链）原料：四种游离的核糖核苷酸能量：ATP酶：RNA 聚合酶（使 DNA 双链解旋；催化游离的核糖核苷酸形成链状）产物：mRNA、tRNA、rRNA3、过程：（1）解旋：DNA 双链解开，DNA 双链的碱基得以暴露（2）配对：游离的核糖核苷酸随机地与 DNA 链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与 DNA 链上的碱基互补时，两者以氢键结合（3）连接：新结合的
48、核糖核苷酸连接到正在合成的 mRNA 分子上（4）释放：合成的 mRNA 从 DNA 链上释放，而后，DNA 双链恢复【注意】转录过程中的碱基配对的方式遗传信息的翻译1、 翻译的概念： 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。2、翻译的条件和产物：场所：核糖体模板：mRNA原料：约 20 种氨基酸能量：ATP工具：tRNA产物：具有一定氨基酸顺序的肽链（蛋白质）3、碱基与氨基酸之间的对应关系生物必修二遗传与进化21（1）密码子：概念：mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基种类：64 种，终止密码子有 3 种对应关系：一种氨基酸对应
49、一种或多种密码子（简并性），一种有意义的密码子只能决定一种氨基酸特点：简并性、通用性（2）反密码子：概念：与 mRNA 中的密码子互补配对的 tRNA 一端的三个碱基。对密码子具有识别作用对应关系：每种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种 tRNA 转运。反密码子在 tRNA 上的位置4、翻译的过程：【注意】（1）翻译过程中碱基配对的方式（2）根据 mRNA 中碱基排列顺序能否准确写出氨基酸的序列？若已知氨基酸的序列， 能否确定 mRNA 中的碱基排列顺序？前者可以，后者不能确定。因为一种密码子只对应一种氨基酸（终止密码子没有对应的氨基酸），但一种氨基酸可以有多种密码
50、子5、多聚核糖体：（1）数量关系：一个 mRNA 可同时结合多个核糖体（2）意义：少量的 mRNA 分子可以迅速翻译出大量蛋白质生物必修二遗传与进化22【注意】（1）翻译的方向：翻译的过程中，mRNA 相对静止，核糖体沿着 mRNA 移动，进而阅读下一个密码子，故核糖体移动的方向就是翻译的方向。可以根据肽链的长度判断翻译进行的方向，越长的肽链，翻译开始的时间越早，即图中翻译的方向是从左向右的。（2）因为模板 mRNA 相同，图中 4 个核糖体合成了 4 条相同的肽链，而不是 4 个核糖体共同完成一条肽链的合成，也不是合成 4 条不同的肽链。DNA 复制、转录和翻译的比较基因表达中相关数量的计算
