光合作用过程：

1、光合作用的概念：
绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解：


3、光合作用的总反应式及各元素去向

光反应与暗反应的比较：

项目	光反应（准备阶段）	暗反应（完成阶段）
场所	叶绿体的类囊体薄膜上	叶绿体的基质中
条件	光、色素、酶、水、ADP、 Pi	多种酶、[H]、ATP、CO2、C5
物质变化
能量的变化	光能转变成ATP中活跃的化学能	ATP中活跃的化学能转变成（CH2O）中稳定的化学能
相互联系	光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量；暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料

 
易错点拨：

1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去，因为反应物中的水在光反应阶段消耗，而产物中的水则在暗反应阶段产生。
2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同，前者分布在类囊体薄膜上，后者分布在叶绿体基质中。
知识拓展：

1、氮能够提高光合作用的效率的原因是：氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行；光合作用的第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
2、玉米是C₄植物，其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体，能够进行光合作用的暗反应。C₄植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO₂的结合，提高强光、高温下的光合速率，在干旱时可以部分地收缩气孔孔径，减少蒸腾失水，而光合速率降低的程度就相对较小，从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C₃植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中；而C₄植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内，维管束鞘细胞不含叶绿体。

3、光合细菌：利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。

遗传物质发现的实验及其内容：

1、遗传物质：
①概念：能单独传递遗传信息的物质。
②遗传物质的主要载体是染色体。
③作为遗传物质应具备的特点是：
a、分子结构具有相对稳定性；
b、能自我复制，保持上下代连续性；
c、能指导蛋白质合成；
d、能产生可遗传变异。
2、实验：包括肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）、T₂噬菌体侵染细菌的实验（用分别含有放射性同位素³⁵S和放射性同位素³²P培养基培养大肠杆菌。）、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
实验证明DNA是主要的遗传物质，少部分生物的遗传物质是RNA。
（1）肺炎双球菌转化实验：
①肺炎双球菌

	S型细菌	R型细菌
菌落	光滑	粗糙
菌体	有多糖类荚膜	无多糖类荚膜
毒性	有毒性，使小鼠患败血症死亡	无毒性

②肺炎双球菌体内转化实验
a、研究者：1928年，英国科学家格里菲思。
b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。
c、实验原理：S型肺炎双球菌使小鼠患败血病死亡；R型肺炎双球菌是无毒性的。
d、实验过程：


e、结论：加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。
（2）艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）：
a、研究者：1944年，美国科学家艾弗里等人。
b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、细菌培养基等。
c、实验设计思路：把DNA与其他物质分开，单独直接研究各自的遗传功能。
d、实验过程及分析

e、实验分析：①只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。 ②DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。
d、实验结论：①S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。 ②同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物质。
（3）T₂噬菌体侵染细菌的实验：
a、研究着：1952年，赫尔希和蔡斯。
b、实验材料：T₂噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法：放射性同位素标记法。
d、实验思路： S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素³²P和放射性同位素³⁵S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程：标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。


科学家首先用放射性同位素³⁵S标记了一部分噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素³²P标记了另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记的T₂噬菌体分别去侵染细菌（上图），当噬菌体在细菌体内大量增殖时，生物学家对被标记物质进行测试。
f、测试的结果表明，噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的DNA却进入了细菌体内，可见，噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论：在噬菌体中，亲代和子代间具有连续性的物质是DNA，即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的，DNA才是真正的遗传物质。



体内转化实验与体外转化实验的比较：

	体内转化实验	体外转化实验
实验者	格里菲思	艾弗里及同事
培养细菌	用小鼠（体内）	用培养基（体外）
实验原则	R型细菌与S型细菌的毒性对照	S型细菌各成分作用的相互对照
实验结果	加热杀死的S型细菌能使R型细细菌转化为S型细菌	S型细菌的DNA使R型菌转化为S型细菌
实验结论	S型细菌体内有“转化因子”	S型细菌的DNA是遗传 物质
两实验联系：	(1)所用材料相同，都是肺炎双球菌R型和S型 (2)体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA (3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则

肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较：

1．实验设计思路比较

	艾弗里实验	噬菌体侵染细菌实验
思路相同	设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能
处理方式有区别	直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养	同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素（32P和35S）

 2．两个实验遵循相同的实验设计原则——对照原则
3．实验结论比较
(1)肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
(2)噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。
知识点拨：

1、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析：
①用³²P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因：
a．保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射陡。
b．保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。
②用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量³⁵S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。
2、关于噬菌体侵染细菌实验中放射性元素的去向问题
①若用³²P和³⁵S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有³²p标记。
②若用³²p和³⁵S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。
③若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
④若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。
3、标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，只能在宿主细胞中繁殖后代，所以在培养基中它是不能繁殖后代的。
4、噬菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。除此之外，还能证明DNA能进行自我复制，DNA控制蛋白质的合成。
5、两个实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。
6、细胞生物（包括原核和真核生物）含有两种核酸（DNA和RNA），遗传物质是DNA；病毒没有细胞结构，只有一种核酸（DNA病毒、RNA病毒）。
7、DNA有四种碱基（AGCT），四种脱氧核苷酸。RNA有四种碱基（AGCU），四种核糖核苷酸。
知识拓展：

1、实验设计的基本思路是设法把 DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。
2、加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活； DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
3、转化因子的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
4、T₂噬菌体
（1）结构：

（2）T₂噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。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的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
 5、侵染特点及过程
①进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在外面不起作用。
②噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成 →组装→释放五个过程。
6、增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。

DNA分子的复制：

复制时间	有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期
复制的场所	细胞核、线粒体和叶绿
需要条件	模板	解旋后的两条DNA单链
	原料	四种脱氧核苷酸
	能量	ATP
	酶	解旋酶、DNA聚合酶等
复制模型
复制过程	(1)解旋：在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开 (2)合成子链：以解开的每一条母链力模板，以游离的四种脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的子链 (3)形成子代DNA:每条子链与其对应的母链盘旋成双螺旋结构．从而形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA分子
复制特点	半保留复制；边解旋边复制
复制结果	形成两条完全相同的DNA分子
复制的意义	①遗传信息的传递，使物种保持相对稳定的状态 ②由于复制的差错出现基因突变，为生物进化提供原始选择材料

知识点拨:

1、DNA分子复制过程中的相关数量关系：

2、DNA分子复制过程中的相关数量关系
若取一个全部N原子被¹⁵N标记的DNA分子(0 代)，将其转移到含¹⁴N的培养基中培养（复制）若干代，其结果分析如下：
(1)子代DNA分子中，含¹⁴N的有2ⁿ个，n表示复制代数，只含¹⁴N的有（2ⁿ一2）个，做题时应看准是 “含”还是“只含”。
(2)无论复制多少次，含¹⁵N的DNA分子始终是2 个，占总数比例为2/2ⁿ。
(3)子代DNA分子的总链数为2ⁿ×2=2ⁿ⁺¹条。含¹⁵N的链始终是2条，占总数比例为2/2^n+l=1/2ⁿ。做题时，应看准是“DNA分子数”还是“链数”。
(4)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m 个，经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m× （2ⁿ一1）个。若进行第n代复制，需消耗该游离的脱氧核苷酸数为m×2^n-1。
知识拓展:

1、DNA复制过程中，DNA分子独特的双螺旋结构提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制准确无误地进行。
2、复制过程中，脱氧核苷酸序列具有相对的稳定性，但也可能发生差错即发生碱基对的增添、缺失或改变——基因突变。这种稳定性与可变性的统一，是生物遗传变异的物质基础和根本原因。
3、复制简记：1个主要场所（细胞核），2种时期， 3个过程，4个条件。

基因诊断与基因治疗：

1、基因诊断技术的原理
（1）基因诊断：是用放射性同位素（如³²P）、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。
（2）基因诊断的对象主要包括病原微生物的侵入，先天遗传性疾病和后天基因突变引起的疾病等方面。目前，基因诊断已在病毒性肝炎、艾滋病等传染病的诊断中发挥了不可替代的作用。
（3）通过基因诊断的方法检测其发生突变的基因，对于临床诊断、了解发病机理和疾病治疗都具有重要的意义。
（4）基因诊断的应用：传统诊断遗传疾病的方法是通过表现型来推测基因型。基因诊断则是从基因着手来推断表现型，这种方法不受细胞类型和发病年龄的限制，可用于一切遗传病的诊断。如半乳糖血症是一种先天性糖代谢缺陷症，通过基因诊断，发现病人缺少一个合成半乳糖转移酶的基因。如果把半乳糖转移酶的基因转入缺乏这一基因的人体中，便可以使他的缺陷症状得到改善。
2、基因治疗的发展前景
（1）基因治疗：就是把特定的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗疾病的目的。

（2）基因治疗恶性肿瘤的方案有两种：
①杀死肿瘤细胞——将抑制癌细胞增生的基因转入到癌细胞内，不仅可以阻断癌细胞繁殖，还可以诱导它自杀死亡；或将一段可以抑制癌基因转录的DNA序列导入癌细胞，使癌基因不能表达，癌细胞也就不能增殖。
②将提高人体免疫力的基因导入免疫系统，以提高人体防御功能，由人体免疫系统杀死癌细胞。
（3）基因治疗的步骤：选择治疗基因→将治疗基因和运载体结合导入到患者体内→治疗基因在细胞内正常表达。
知识拓展：

1、基因芯片：是将大量特定序列的DNA片段有序的固定在尼龙膜、玻片或硅片上，从而能大量、快速、平行地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析。
2、基因芯片的应用：用于寻找和鉴定与疾病相关的基因；用于传染病的检测。例肿瘤细胞的检测、预测老年痴呆、糖尿病，艾滋病、前列腺癌等。