高中生物必修二第五章思维导图
《高中生物必修二第五章思维导图》
一、基因的本质——DNA是主要的遗传物质
1.1 格里菲斯肺炎双球菌转化实验
1.1.1 实验目的
1.1.2 实验材料
- S型肺炎双球菌（有荚膜，致病性）
- R型肺炎双球菌（无荚膜，无致病性）
1.1.3 实验过程及现象
- 步骤一：R型细菌注射小鼠 -> 小鼠存活
- 步骤二：S型细菌注射小鼠 -> 小鼠死亡
- 步骤三：加热杀死的S型细菌注射小鼠 -> 小鼠存活
- 步骤四：加热杀死的S型细菌 + R型细菌注射小鼠 -> 小鼠死亡，且分离出活的S型细菌
1.1.4 实验结论
- 加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌。
1.1.5 注意事项
- “转化”指的是遗传物质的改变，而不是生理状态的简单变化。
- 格里菲斯的实验证明存在转化因子，但未证明转化因子就是DNA。
1.2 艾弗里的体外转化实验
1.2.1 实验目的
1.2.2 实验材料
1.2.3 实验过程及现象
- S型细菌提取物 + DNA酶 -> R型细菌不转化为S型细菌
- S型细菌提取物 + 蛋白质酶 -> R型细菌转化为S型细菌
- S型细菌提取物 + 多糖酶 -> R型细菌转化为S型细菌
- S型细菌提取物 + 脂类酶 -> R型细菌转化为S型细菌
1.2.4 实验结论
- DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
- DNA酶破坏DNA后，转化不能发生，证明DNA是转化因子。
1.2.5 关键点
- 实验采用的是体外实验，便于分离和控制变量。
- 酶处理是为了证明相应物质是否是遗传物质，而非为了促进转化。
1.3 噬菌体侵染细菌实验
1.3.1 实验目的
1.3.2 实验材料
- T2噬菌体（DNA和蛋白质组成）
- 大肠杆菌
- 放射性同位素：32P标记DNA，35S标记蛋白质
1.3.3 实验过程及现象
- 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 -> 子代噬菌体带有少量32P，大部分32P存在于细菌沉淀中。
- 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 -> 子代噬菌体几乎不含35S，大部分35S存在于培养液中。
1.3.4 实验结论
1.3.5 注意事项
- 实验关键：放射性同位素标记不同成分，观察其在子代中的分布。
- 少量32P进入子代噬菌体的原因：DNA复制并非完全保守。
1.4 DNA分子的结构
1.4.1 主要特点
- 双螺旋结构
- 脱氧核糖核苷酸组成：脱氧核糖、磷酸、含氮碱基(A、T、C、G)
- 碱基互补配对原则：A与T配对，C与G配对
- 磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架
- 碱基对排列在内侧，通过氢键连接
1.4.2 重要参数
- 双链中A=T，C=G，A+G=T+C
- 一条链中(A+G)/(T+C) = 另一条链中(T+C)/(A+G)
- DNA分子具有多样性和特异性。
1.4.3 意义
二、基因在染色体上
2.1 基因的概念
2.1.1 定义
- 控制生物性状的遗传物质的功能单位，是有遗传效应的DNA片段。
2.1.2 特点
2.2 基因与染色体的关系
2.2.1 定位
2.2.2 数量
- 一个染色体上有多个基因。
- 每条染色体包含一个DNA分子，每个DNA分子上有很多基因。
2.2.3 表现
- 同源染色体上的等位基因
- 非同源染色体上的非等位基因
2.3 基因组的概念
2.3.1 定义
2.3.2 人类基因组
- 包含23条染色体（22条常染色体 + X/Y染色体）上的所有基因。
- 研究意义：疾病诊断与治疗，了解人类起源和进化。
三、DNA复制
3.1 DNA复制的时期
3.2 DNA复制的条件
- 模板：DNA的两条链
- 原料：脱氧核苷酸
- 能量：ATP
- 酶：解旋酶、DNA聚合酶等
3.3 DNA复制的过程
3.3.1 解旋
3.3.2 复制
- 以解开的两条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成新的DNA链。
- DNA聚合酶催化脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键形成。
3.4 DNA复制的特点
- 半保留复制：新合成的DNA分子中，一条链是原模板链，另一条链是新合成的。
- 边解旋边复制
3.5 DNA复制的意义
- 保证了遗传信息的连续性，使亲代性状得以传递给子代。
四、基因是有遗传效应的DNA片段
4.1 基因的概念
4.1.1 本质
4.1.2 功能
4.2 基因的表达
- 通过转录和翻译，将基因中的遗传信息转化为蛋白质的过程。
