DNA是主要的遺傳物質(zhì)

2.3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)

授課教師：袁業(yè)燦20世紀中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種給物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個問題曾引起生物學(xué)界激烈的爭論。你認為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有什么特點？你認為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？問題探討推測：蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)中氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息對DNA結(jié)構(gòu)認識的不足2.3.1.1對遺傳物質(zhì)的早期猜測列文：DNA是鏈狀的四核苷酸重復(fù)四種堿基各一個，這剛好符合當時四種堿基數(shù)量大致相等的實驗結(jié)果S型肺炎鏈球菌有多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑。R型肺炎鏈球菌缺乏多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙。R型細菌感染人或動物時，容易被吞噬細胞吞噬并殺死，因此R型細菌不具有致病性。S型細菌的莢膜可以抵抗吞噬細胞的吞噬，有利于細菌在宿主細胞內(nèi)生活并繁殖，因此具有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)白血癥死亡。S型細菌R型細菌注入活的S型細菌注入活的R型細菌注入加熱殺死的S型細菌注入加熱殺死的S型細菌＋活的R型細菌分離出S型細菌格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗實驗初步說明：加熱殺死的S型細菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”，轉(zhuǎn)化因子能將活的R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌。怎樣排除無關(guān)變量小鼠的影響？怎樣排除無關(guān)變量小鼠的影響？體外轉(zhuǎn)化實驗格里菲斯的體外轉(zhuǎn)化實驗失敗1931年Dawson的體外轉(zhuǎn)化實驗成功轉(zhuǎn)化要依賴于小鼠才能實現(xiàn)否定轉(zhuǎn)化不需要依賴小鼠，完全源自加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子怎樣純化S型細菌中的轉(zhuǎn)化因子呢？加熱殺死的S型細菌提取液加入活的R型細菌，進行體外轉(zhuǎn)化測試去除莢膜多糖R型＋S型R型＋S型R型＋S型R型＋S型去除絕大部分蛋白質(zhì)去除絕大部分脂質(zhì)……R型＋S型初純化的轉(zhuǎn)化因子純化的轉(zhuǎn)化因子是哪一類物質(zhì)？初純化的轉(zhuǎn)化因子鑒定＋蛋白酶＋RNA酶＋酯酶＋DNA酶加入活的R型細菌，進行體外轉(zhuǎn)化測試R型＋S型R型＋S型R型＋S型R型酶學(xué)分析元素分析特定試劑鑒定電泳分析……鑒定分析表明：轉(zhuǎn)化因子是DNA格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗表明：加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子，能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗表明：DNA是使RNA型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定性遺傳變化的物質(zhì)基礎(chǔ)，DNA就是轉(zhuǎn)化因子2.3.1.2肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗噬菌體是一類感染細菌的病毒。噬菌體的類型很多，多數(shù)噬菌體含有DNA（雙鏈或單鏈均有），也有少數(shù)噬菌體含有RNA。T2噬菌體是專性寄生在大腸桿菌體內(nèi)的，含有雙鏈的DNA。模擬題提示：模擬題中可能認為所有噬菌體都和T2噬菌體一樣，體內(nèi)含有雙鏈的DNA。DNA蛋白質(zhì)噬菌體侵染大腸桿菌攪拌離心攪拌使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離離心可以使噬菌體存在上清液中，大腸桿菌存在沉淀中噬菌體不是整個進入大腸桿菌體內(nèi)。研究表明：空殼噬菌體能吸附但不能產(chǎn)生子代噬菌體，因此空殼噬菌體不含遺傳物質(zhì)，遺傳物質(zhì)在侵染時注入了大腸桿菌體內(nèi)。提示：進入大腸桿菌是作為遺傳物質(zhì)的必要非充分條件。哪一種物質(zhì)進入了大腸桿菌體內(nèi)？DNA和蛋白質(zhì)不能直接看到，怎么辦？32P和35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌攪拌離心并檢測上清液和沉淀的放射性檢測子代噬菌體的放射性放射性分別標記DNA和蛋白質(zhì)選擇什么元素進行放射性標記實驗組別蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的預(yù)期實驗結(jié)果DNA是遺傳物質(zhì)的預(yù)期實驗結(jié)果實際實驗結(jié)果子代噬菌體放射性情況32P標記DNA35S標記蛋白質(zhì)沉淀有較高放射性沉淀中有較高放射性放射性主要在沉淀中放射性主要在上清液中有無T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗表明：DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是2.3.1.3噬菌體侵染細菌實驗?zāi)M題提示：有些模擬題堅持該實驗中蛋白質(zhì)沒有進入大腸桿菌體內(nèi)，因此無法觀察蛋白質(zhì)的作用，故而不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。實際上，空殼噬菌體的實驗已經(jīng)表明：即使能吸附，但也不能產(chǎn)生子代噬菌體，所以遺傳物質(zhì)注入是產(chǎn)生子代噬菌體的必要條件。不能進入大腸桿菌體內(nèi)也就不可能作為遺傳物質(zhì)。T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程RNA