清北学堂 生物竞赛- 遗传与进化导学 网络知识表 .pdfVIP

遗传与进化部分 一、竞赛中涉及的问题 在中学生物学教科书中已经详细介绍了遗传的分子基础，孟德尔遗传规律。 简要介绍了生物的变异、生命的起源及达尔文的生物进化论等内容。根据国际生 物学奥林匹克竞赛纲要和全国中学生生物学竞赛大纲（试行）的要求，竞赛中要 用到的有关遗传与进化的知识作适当扩展，并加以说明。 二、遗传与进化知识网络表 三、竞赛知识点 遗传和变异 第一节 遗传的物质基础 【知识概要】 一、染色体是遗传物质的主要载体 1．染色体的化学成分 染色体的主要成分为 DNA 和组蛋白，两者含量比率相近，此外，还有少量非组蛋白和 RNA 。组蛋白   1 为含赖氨酸和精氨酸比较多的碱性蛋白质，带正电荷。其功能是参与维持染色体结构，有阻碍 NDA 转录 RNA 的能力。非组蛋白为含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性蛋白质，带负电荷。非组蛋白的特点是：既有多样 性又有专一性，含有组蛋白所没有的色氨酸。非组蛋白的功能是 DNA 复制、RNA 转录活动的调控因子。 2 ．染色体的结构 核体→螺线管→超螺线管→染色单体。从舒展的 DNA 双螺旋经四级折叠，压缩到最短的中期时，DNA 分子缩短约 5000～10000 倍。 二、DNA 是主要的遗传物质 l ．噬菌体侵染细菌实验证实DNA 是遗传物质 2 ．肺炎双球菌的转化实验证实DNA 是遗传物质 3 ．烟草花叶病毒（CMV ）的重建说明CMV 是不具 DNA 的病毒，RNA 是遗传物质 三、DNA 的结构和功能 1．DNA 的结构 其结构要点如下： （1）两条DNA 链反向平行，一条走向是 5 ’→3 ’，另一条走向是3 ’→5 ’，两条互补链相互缠绕， 形成双螺旋状。 （2 ）碱基配对不是随机的。腺嘌呤（A ）通过两个氢键与胸腺嘧啶（T ）配对，鸟嘌呤（G ）通过三个 氢键与胞嘧啶（C ）配对（见右图）。GC 对丰富的 DNA 比AT 对丰富的 DNA 更为稳定。 （3 ）DNA 的双螺旋结构中，碱基顺序没有限制性，但是碱基对的顺序却为一种DNA 分子提供了它性 质上的特异性。 （4 ）双链DNA 具有不同的构型，其中 3 种具有生物学上重要性。 ①B—DNA ：右旋，正常生理状态下的常见形式。②A －DNA ：右旋，脱水状态下的常见形式。③Z— DNA ：左旋，这种结构可能与真核生物中基因活性有关。 2 ．DNA 的功能 （1）DNA 的复制 凡有增殖能力的细胞，DNA 复制是在间期细胞核的 S 期完成的。DNA 的复制为 半保留复制，DNA 复制是从复制子起点开始的。DNA 复制时，由于 DNA 合成的方向是 5 ’→3 ’，所以 一条长链是连续合成，另一条为不连续合成，先合成冈崎片段，去引物质再由 DNA 连接酶连成一条长链。 总的来看，DNA 是半不连续复制。复制从复制子起点开始，沿两个方向进行，当两个复制手的复制叉相接 时，即相连在一起，当许多复制子的复制又相连时，两条新合成的链同各自的模板链相连形成两个相同的 DNA 分子。 高等生物的染色体是多复制子，原核生物则是单复制子。另外，噬菌体和质粒的环状 DNA 大都是随 复制又同时向两侧移动方式复制。 （2 ）基因的表达 包括转录和翻译两个过程，在原核生物中这两个过程同时进行，在真核生物中是在 不同时间、不同地点进行的。 ①转录 转录是以 DNA 分子的一条链为模板，合成 RNA 的过程，合成方向也为 5 ’→3 ’，转录不是 沿 DNA 分子全长进行，是以包括一个成多个基因区段为单位进行合成。   2 原核细胞 tRNA 、mRNA