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(jì)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(gè)問(wèn)題曾引起生物學(xué)界激烈的爭(zhēng)論。你認(rèn)為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有什么特點(diǎn)？你認(rèn)為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？問(wèn)題探討推測(cè)：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(yùn)含著遺傳信息對(duì)DNA結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的不足2.3.1.1對(duì)遺傳物質(zhì)的早期猜測(cè)列文：DNA是鏈狀的四核苷酸重復(fù)四種堿基各一個(gè)，這剛好符合當(dāng)時(shí)四種堿基數(shù)量大致相等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果S型肺炎鏈球菌有多糖類(lèi)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(lèi)的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙。R型細(xì)菌感染人或動(dòng)物時(shí)，容易被吞噬細(xì)胞吞噬并殺死，因此R型細(xì)菌不具有致病性。S型細(xì)菌的莢膜可以抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主細(xì)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(xì)菌R型細(xì)菌注入活的S型細(xì)菌注入活的R型細(xì)菌注入加熱殺死的S型細(xì)菌注入加熱殺死的S型細(xì)菌＋活的R型細(xì)菌分離出S型細(xì)菌格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)初步說(shuō)明：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”，轉(zhuǎn)化因子能將活的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。怎樣排除無(wú)關(guān)變量小鼠的影響？怎樣排除無(wú)關(guān)變量小鼠的影響？體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲斯的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)失敗1931年Dawson的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)成功轉(zhuǎn)化要依賴于小鼠才能實(shí)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(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子怎樣純化S型細(xì)菌中的轉(zhuǎn)化因子呢？加熱殺死的S型細(xì)菌提取液加入活的R型細(xì)菌，進(jìn)行體外轉(zhuǎn)化測(cè)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(lèi)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(xì)菌，進(jìn)行體外轉(zhuǎn)化測(cè)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(shí)驗(yàn)表明：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明：DNA是使RNA型細(xì)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(shí)驗(yàn)噬菌體是一類(lèi)感染細(xì)菌的病毒。噬菌體的類(lèi)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(zhuān)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(rèn)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(xì)菌上的噬菌體與細(xì)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(gè)進(jìn)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(shí)注入了大腸桿菌體內(nèi)。提示：進(jìn)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(jìn)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(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌攪拌離心并檢測(cè)上清液和沉淀的放射性檢測(cè)子代噬菌體的放射性放射性分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)選擇什么元素進(jìn)行放射性標(biāo)記實(shí)驗(yàn)組別蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果DNA是遺傳物質(zhì)的預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果子代噬菌體放射性情況32P標(biāo)記DNA35S標(biāo)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(wú)T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)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(xì)菌實(shí)驗(yàn)?zāi)M題提示：有些模擬題堅(jiān)持該實(shí)驗(yàn)中蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)，因此無(wú)法觀察蛋白質(zhì)的作用，故而不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。實(shí)際上，空殼噬菌體的實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(guò)程RNA