高中生物必修2DNA及其表达

这是一篇关于高中生物必修2DNA及其表达的思维导图，板块：1.主要的遗传物质；⒉结构；3.半保留复制；4.基因；5.表达方式:基因指导蛋白质合成；6.基因对性状的控制。

DNA

• 1. 主要的遗传物质
  • 格里菲斯的肺炎双球菌的转化实验
    • 材料（小鼠）
      • S型菌（使人患肺炎是小鼠患败血症）
        • 有多糖类荚膜，在培养基上菌落光滑
      • R型菌
        • 无多糖类荚膜，在培养基上菌落粗糙
    • 实验过程
      • 第一组注射R型活细胞
        • 不死
      • 第二组注射S型活细胞
        • 死
      • 第三组注射加热后的S型菌
        • 不死
      • 第四组将R型活细菌与加热后的S型菌混合后注射
        • 死
    • 推论
      • 已经被加热的S型菌中有某种转化因子将R型菌转化为S型菌
  • 艾弗里证明DNA是遗传物质的实验
    • 实验过程
      • 第一组R+S的DNA
        • 转化为s
          • S型菌纯度越高，转化越有效
      • 第二组R+S的蛋白质orS的荚膜多糖
        • 只长R型菌
      • 第三组R+S的DNA+DNA酶
        • 只长R型菌
  • 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验
    • 材料（大肠杆菌）
      • T噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌的病毒
      • T2噬菌体的头部和尾部的外壳都是蛋白质
    • 原理
      • T2噬菌体侵染大肠杆菌后就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组成成分，进行大量繁殖。当噬菌体增值到一定数目后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
    • 实验过程
      • 第一步
        • 分别含有放射性同位素S35和放射性同位素P32的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体
      • 第二步
        • 用P32或S35标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌
      • 第三步
        • 经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心
          • 搅拌的目的是使细菌上的噬菌体与细菌分离
          • 离心的目的是让上层清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
    • 观察结果发现
      • 检查上清液和沉淀物中的放射性物质
        • 用S35感染的实验中，放射性同位素分布在上清液
        • 用P32感染的实验中，放射性同位素分布在试管的沉淀中
    • 实验表明
      • 噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。
        • 子主题
  • 烟草花叶病毒
    • 蛋白质不能感染
    • RNA可以感染
      • DNA是主要的遗传物质
      • 以RNA为遗传物质的
        • SARS
        • HIV
        • 新冠
• 2. 结构
  • 1. DNA分子是由两条链组成，在两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
    • 有单链DNA
      • 判断RNA和DNA只能用碱基类型
  • 2. DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧
    • 环状DNA没有游离的磷酸
    • 双链DNA含两个游离的磷酸
  • 3. 两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，而且碱基配对有一定规律。
    • 碱基互补配对
      • A-T
        • 2根氢键
      • C-G
        • 3根氢键
          • CG越多，双链越稳定
• 3. 半保留复制
  • 克里克和沃森提出假说
  • 证明DNA进行半保留复制的实验
    • 材料
      • 大肠杆菌
    • 方法
      • 同位素示踪技术
    • 实验过程
      • 第一步以含有N15标记的NH4CL培养液来培养大肠杆菌，让大肠杆菌繁殖几代，将大肠杆菌转移到N14的普通培养液中
      • 第二步在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA
      • 第三步将提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中DNA的位置。
    • 实验结果
      • 离心后出现三条DNA带。实验结果与预期一样。
  • 复制过程（有丝分裂间期，减一间期）
    • 1. 解旋
      • 解旋酶的作用下
      • 边解旋边复制
    • 2. 以母版为模板进行碱基配对
      • DNA聚合酶等酶的作用下
      • 原料;细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料
      • 按照碱基互补配对的原则
        • 保证复制能准确进行
      • DNA分子的双螺旋结构
        • 为复制提供了精确的模板
    • 3. 形成两个新的DNA分子
      • 保持了遗传信息的连续性
• 4. 基因
  • 有遗传效应的DNA片段
    • 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中
      • DNA分子的多样性
        • 生物的多样性的物质基础
    • 碱基的特定排列顺序
      • 构成了每个DNA分子的特异性
        • 生物特异性的物质基础
  • DNA分子上分布着多个基因
• 5. 表达方式：基因指导蛋白质合成
  • 转录
    • RNA是在细胞核中以DNA的一条链为模板合成的
      • mRNA
        • 优点
          • 短
            • 通过核孔由细胞核到细胞质
          • 不稳定
            • 易降解，原料可重复利用
        • 合成
          • 原料：细胞核中游离的核糖核苷酸
          • RNA聚合酶的作用解开H键？
          • 最后三键为AAA，容易甩下来
        • mRNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，每三个这样的碱基又称作一个密码子。
          • 简并性
            • 容错性更高
              • 保证生物稳定性变异，促进生物发展变化。
          • 通用性
  • 翻译
    • 游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。（？形成蛋白质全过程）
      • 1. mRNA与核糖体rRNA结合
      • 2. 核糖体沿mRNA移动，有两个tRNA结合位点
      • 3. 翻译是个快速过程，通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
        • 高效
• 6. 基因对性状的控制
  • 中心法则
    • 克里克提出，后代不断完善
    • 不同类型生物遗传信息的传递
      • 1. 能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递。
      • 2. 具有RNA复制功能的RNA病毒，如烟草花叶病毒
        • as新冠病毒（它是RNA复制病毒！）
          • ①用+RNA做模板翻译出RNA聚合酶
          • ②用+RNA做模板合成+RNA互补的-RNA
          • ③以-RNA为模板，转录出多种mRNA和正链RNA
          • ④翻译这些mRNA，合成病毒的各种结构蛋白
          • ⑤将第三步产生的+RNA与第四步合成的结构蛋白组成新的病毒
      • 3. 具有逆转录功能的RNA病毒，如艾滋病病毒
        • 1||| 2条正链RNA通过核孔进入细胞核内部
        • 2||| 正链RNA在逆转录酶的作用下，首先合成出一条与自己互补的DNA链
        • 3||| DNA单链单飞了单飞的DNA单链再通过聚合酶合成另一条与自己互补的DNA，链减去末端序列结合到人体的DNA链
        • 4||| HIV的基因混入到人体基因里面了！之后，HIV病毒基因就开始通过人体的各种原料和酶开始合成制造自己同类所需要的蛋白质壳，酶，以及正链RNA
        • 5|||
      • 4. 高度分化的细胞
• tRNA
  • 每种tRNA只能识别一种氨基酸
  • 比mRNA小得多
  • 三叶草叶型
  • 一端氨基酸，一端碱基
    • 反密码子：碱基与mRNA上的碱基碱基互补配对
  • 子主题
• 朊病毒
  • 没有遗传物质