第十一章遗传物质的分子基础 前言 生命是物质运动的一种特殊的形式,因而生命过程中的性状的形成和变化 必须有其物质基础。主导生命的遗传物质基础是什么呢?无数的事实证明:做 为遗传物质必须至少满足下列的几个条件 1.在细胞的繁殖过程中能精确的复制自己。(生命的连续性) 2.它的结构必然是相对稳定的。只有在一定的情况之下,才能发生遗传 变异。(变异性) 3.它具有携带生物一切必要的遗传信息的潜在能力。 4.它所携带的遗传信息可以进行转录和翻译。在细胞分裂时,它可以把 遗传信息有规律的分配到子细胞中。(相对稳定性) 大量的研究结果证明DNA(RNA)能满足上述的条件,既而证明了DNA(RNA) 是主要的遗传物质。 §IDNA作为主要遗传物质的证据 DNA作为主要遗传物质的间接证据 1.DNA是所有生物染色体所共有的成份,而蛋白质则不同。所有的生物 中都有DNA做为染色体的组分而存在,而蛋白质又怎样呢?(从病毒→人类全 是如此)。噬菌体的蛋白质只存在于外壳之中,高等生物中主要是一组蛋白和 DNA相结合,而细菌的染色体上没有组蛋白。从而可见染色体上的蛋白不是固 定的成份;而DNA是稳定的、不变的。 2.DNA在代谢中是稳定的 利用有放射性或异常重量的标记元素进行标记,发现许多的细胞成份在代 谢中是不断的、更抽象的,可以结合起来,又可以彼此分离开来,但DNA很少
第十一章 遗传物质的分子基础 前言 生命是物质运动的一种特殊的形式，因而生命过程中的性状的形成和变化 必须有其物质基础。主导生命的遗传物质基础是什么呢？无数的事实证明：做 为遗传物质必须至少满足下列的几个条件： 1．在细胞的繁殖过程中能精确的复制自己。（生命的连续性） 2．它的结构必然是相对稳定的。只有在一定的情况之下，才能发生遗传 变异。（变异性） 3．它具有携带生物一切必要的遗传信息的潜在能力。 4．它所携带的遗传信息可以进行转录和翻译。在细胞分裂时，它可以把 遗传信息有规律的分配到子细胞中。（相对稳定性） 大量的研究结果证明 DNA（RNA）能满足上述的条件，既而证明了 DNA（RNA） 是主要的遗传物质。 §1 DNA 作为主要遗传物质的证据 一、DNA 作为主要遗传物质的间接证据 1．DNA 是所有生物染色体所共有的成份，而蛋白质则不同。所有的生物 中都有 DNA 做为染色体的组分而存在，而蛋白质又怎样呢？（从病毒→人类全 是如此）。噬菌体的蛋白质只存在于外壳之中，高等生物中主要是一组蛋白和 DNA 相结合，而细菌的染色体上没有组蛋白。从而可见染色体上的蛋白不是固 定的成份；而 DNA 是稳定的、不变的。 2．DNA 在代谢中是稳定的。 利用有放射性或异常重量的标记元素进行标记，发现许多的细胞成份在代 谢中是不断的、更抽象的，可以结合起来，又可以彼此分离开来，但 DNA 很少
或者根本不发生变换。某一种元素一旦成为DNA的成份,那么在细胞保持健全 生长的条件之下,这种元素不会离开DNA,说明DNA在分子水平上保持它的相 对稳定性。 3.DNA和诱变因素。 用不同的波长的紫外线来诱发细菌、果蝇、玉米、真菌等生物,最有效的 波长是2600A,这与DNA对紫外线的吸收光谱是一致的,即在2600A时DNA吸 收的最多。由于DMA吸收了它所要求的光谱,所以才引起突变。这说明了DNA 是遗传物质。 4.DNA的含量是恒定的,不仅具有量上稳定的特性而且具有质的稳定性。 ①不同种类生物的细胞核内所含有的DNA的量是不相同。这是因为不同生 物他们细胞核内的染色体的数量不同而致 不同生物各种细胞内DNA量(毫克×10°) 红血球 肝细胞 精虫 鸡 2.39 鲥鱼 1.93 2.01 鲥鱼 3.49 1.64 鲟鱼 5.79 2.17 青蛙 15.70 龟 5.27 5.12 植物中也是如此,小麦2n=42,大豆2n=40,玉米2n=20,果蝇2n=8,人类2n=46。 每种生物都有自己相对稳定的染色体数,而DNA又是染色体的主要组成成份, 所以不同的生物体内DNA的含量是不同的 ②在同种生物体内,所有组织的细胞无论其细胞的功能和体积大小有多大
或者根本不发生变换。某一种元素一旦成为 DNA 的成份，那么在细胞保持健全 生长的条件之下，这种元素不会离开 DNA，说明 DNA 在分子水平上保持它的相 对稳定性。 3．DNA 和诱变因素。 用不同的波长的紫外线来诱发细菌、果蝇、玉米、真菌等生物，最有效的 波长是 2600A，这与 DNA 对紫外线的吸收光谱是一致的，即在 2600A 时 DNA 吸 收的最多。由于 DNA 吸收了它所要求的光谱，所以才引起突变。这说明了 DNA 是遗传物质。 4．DNA 的含量是恒定的，不仅具有量上稳定的特性而且具有质的稳定性。 ①不同种类生物的细胞核内所含有的 DNA 的量是不相同。这是因为不同生 物他们细胞核内的染色体的数量不同而致。 不同生物各种细胞内 DNA 量（毫克×10-6） 红血球 肝细胞 精虫 鸡 2.43 2.39 1.26 鲥鱼 1.93 2.01 0.91 鲥鱼 3.49 3.33 1.64 鲟鱼 5.79 —— 2.17 青蛙 15.00 15.70 —— 龟 5.27 5.12 —— 植物中也是如此，小麦 2n=42，大豆 2n=40，玉米 2n=20，果蝇 2n=8，人类 2n=46。 每种生物都有自己相对稳定的染色体数，而 DNA 又是染色体的主要组成成份， 所以不同的生物体内 DNA 的含量是不同的。 ②在同种生物体内，所有组织的细胞无论其细胞的功能和体积大小有多大
的差别,但它核内DNA含量是相同的 牛的细胞内DNA的含量(毫克×10°) 胸腺:6.4胰脏:6.9肾脏:5.9肝脏:6.4精虫:3.3 这是因为每个细胞核具有等数量的染色体,所以DNA的含量也是大体上相 同的。 ③体细胞内DNA含量为性细胞的二倍 因为DNA的含量和染色体的数量成正比例,而体细胞内染色体的数量又为 性细胞的二倍数。在多倍体内,当染色体呈现倍数性变化时,DNA也呈现倍数 性增加。例如前面表中可见牛的精虫的DNA的含量为3.3时,而体细胞中却为 3.3×2之量。 在某一酵母多倍体系中,每个细胞DMA的含量 倍数性 每个细胞中DNA含量(毫克×10°) 单倍体 2.26±0.23 倍体 4.57±0.60 三倍体 6.18± 60 四倍体 9.42±1.77 ④DNA是前后代传递中唯一稳定的物质 细胞在受精过程中精子进入卵子的主要是精核。细胞核内的染色体的基本 成份是DNA和一类比较活跃的蛋白质即组蛋白,而在成熟的精子中,组蛋白完 全没有,出现的是鱼精蛋白,鱼精蛋白在精子成熟的晚期才出现,受精之后又 立即消失而被组蛋白所代替。于是在受精的前后,精子中蛋白质出现。 组蛋白——鱼精蛋白——组蛋白的循环周期 精子成熟前后唯一稳定的物质是DMA,而不是蛋白质,这证明DMA既具有量上
的差别，但它核内 DNA 含量是相同的。 牛的细胞内 DNA 的含量（毫克×10-6） 胸腺：6.4 胰脏：6.9 肾脏：5.9 肝脏：6.4 精虫：3.3 这是因为每个细胞核具有等数量的染色体，所以 DNA 的含量也是大体上相 同的。 ③体细胞内 DNA 含量为性细胞的二倍。 因为 DNA 的含量和染色体的数量成正比例，而体细胞内染色体的数量又为 性细胞的二倍数。在多倍体内，当染色体呈现倍数性变化时，DNA 也呈现倍数 性增加。例如前面表中可见牛的精虫的 DNA 的含量为 3.3 时，而体细胞中却为 3.3×2 之量。 在某一酵母多倍体系中，每个细胞 DNA 的含量： 倍数性 每个细胞中 DNA 含量（毫克×10-9） 单倍体 2.26± 0.23 二倍体 4.57± 0.60 三倍体 6.18± 0.60 四倍体 9.42 ± 1.77 ④DNA 是前后代传递中唯一稳定的物质。 细胞在受精过程中精子进入卵子的主要是精核。细胞核内的染色体的基本 成份是 DNA 和一类比较活跃的蛋白质即组蛋白，而在成熟的精子中，组蛋白完 全没有，出现的是鱼精蛋白，鱼精蛋白在精子成熟的晚期才出现，受精之后又 立即消失而被组蛋白所代替。于是在受精的前后，精子中蛋白质出现。 组蛋白——鱼精蛋白——组蛋白的循环周期 精子成熟前后唯一稳定的物质是 DNA，而不是蛋白质，这证明 DNA 既具有量上
的稳定性又具有质上的恒定性,同时又存在有连续性。 从上面的分析中可知,DNA不但是染色体的主要的组成成份,而且具有相 对的稳定性、恒定性及连续性。它既可以具有发生变异的特点,同时又可以准 确的进行自我复制。因而完全是具有遗传物质的特点。生物体内的蛋白质不仅 种类繁多,量上也是极不稳定的,不具有遗传物质的特性 DNA作为遗传物质的直接证据 (一)DNA与细菌转化的关系:(肺炎双球菌的转化试验) DNA可以引起肺炎双球菌的转化。所谓转化( transformation)是指某些 细菌(或其他生物)能通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段,并将此外源 DNA片段通过重组参入到自己染色体组的过程,只有当参入的DNA片段产生新 的表现型时,才能测知转化的发生。进一步的理解,转化①是从生物体外吸收 了异种的DN;②这种DNA参与了生物体内的基因重组,并使吸收来的DNA的 性状得以表现,从而改变了原来生物的特性;③而且这种吸收不需要媒介的。 这方面的典型的实例为肺炎双球菌的转化。 肺炎双球菌有两种类型 其1:为光滑型一S型,细胞的外面有一层多糖的荚膜,起保护作用,并 具有毒性,在培养基上形成光滑的菌落。当这种细菌进入鼠体时,由于它有荚 膜,可以防御血红蛋白的攻击而不易被杀死,从而毒害老鼠 根据血清免疫反应的不同,可以将S型肺炎双球菌分成许多抗原型。 在S型内又可以分为SI,SⅡ,SⅢ型。 另一种为R型,它的细胞外面设有荚膜,易被白血球所破坏,因而鼠不易 发病、易无毒型,在培养基上形成粗糙的菌落,根据血清免疫反应的不同,在 R型之内又可以分为RⅠ,RⅡ等型
的稳定性又具有质上的恒定性，同时又存在有连续性。 从上面的分析中可知，DNA 不但是染色体的主要的组成成份，而且具有相 对的稳定性、恒定性及连续性。它既可以具有发生变异的特点，同时又可以准 确的进行自我复制。因而完全是具有遗传物质的特点。生物体内的蛋白质不仅 种类繁多，量上也是极不稳定的，不具有遗传物质的特性。 二、DNA 作为遗传物质的直接证据 （一）DNA 与细菌转化的关系：（肺炎双球菌的转化试验） DNA 可以引起肺炎双球菌的转化。所谓转化（transformation）是指某些 细菌（或其他生物）能通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，并将此外源 DNA 片段通过重组参入到自己染色体组的过程，只有当参入的 DNA 片段产生新 的表现型时，才能测知转化的发生。进一步的理解，转化①是从生物体外吸收 了异种的 DNA；②这种 DNA 参与了生物体内的基因重组，并使吸收来的 DNA 的 性状得以表现，从而改变了原来生物的特性；③而且这种吸收不需要媒介的。 这方面的典型的实例为肺炎双球菌的转化。 肺炎双球菌有两种类型 其 1：为光滑型—S 型，细胞的外面有一层多糖的荚膜，起保护作用，并 具有毒性，在培养基上形成光滑的菌落。当这种细菌进入鼠体时，由于它有荚 膜，可以防御血红蛋白的攻击而不易被杀死，从而毒害老鼠。 根据血清免疫反应的不同，可以将 S 型肺炎双球菌分成许多抗原型。 在 S 型内又可以分为 SⅠ，SⅡ，SⅢ型。 另一种为 R 型，它的细胞外面设有荚膜，易被白血球所破坏，因而鼠不易 发病、易无毒型，在培养基上形成粗糙的菌落，根据血清免疫反应的不同，在 R 型之内又可以分为 RⅠ，RⅡ等型
1928年,英国的格利费斯( Griffith,F)首次用实验的方法发现了一种 类型的细菌可以转化为另一种细菌,实现了细菌之间的定向的转化,他得作这 样的工作 1.将RⅡ型无毒的肺炎双球菌注入家鼠体内,鼠不发病,从活体中也能 分离出肺炎双球菌。 2.将SⅢ型有毒的肺炎双球菌加热Δ65℃杀死,注入到鼠体内,鼠不发 病,从活体内分离不出肺炎双球菌 3.将少量的RⅡ和大量的已经杀死的SⅢ混合注入鼠体,鼠发病死亡,从 它的体内分离出活的细菌都是SⅢ类型。 十五年之后,阿委瑞( Avery,O.T.1944)等人的工作,不仅重复了上面的 试验,而且又在离体的条件之下完成了细菌的转化工作。具体过程: 1.无毒的RⅡ型细菌接种到培养基上,只有RⅡ型的粗糙的菌落。 2.SⅢ型的DNA提取物有毒,但加热杀死接种到培养基上不出现菌落, 3.将加热杀死的SⅢ细菌中的提取物DNA直接与RⅡ型混合起来,进行培 养基上接种,SⅢ细菌在培养基上扩散开来,结果在培养基上出现全是SⅢ型的 菌落 这样在离体的培养条件下,也成功的获得了RⅡ型定向的转化为SI的试 验 这样的结果可以有三种不同的解释: 1.SⅢ细菌可能并未全部杀死,这一解释可以很容易地经重复试验而与否 定 2.可能无毒的RⅡ型菌株自发地重又转变为有毒的SⅢ型,可已有试验指 出这种转变一般不改变它的原有血清型
1928 年，英国的格利费斯（Griffith,F）首次用实验的方法发现了一种 类型的细菌可以转化为另一种细菌，实现了细菌之间的定向的转化，他得作这 样的工作： 1．将 RⅡ型无毒的肺炎双球菌注入家鼠体内，鼠不发病，从活体中也能 分离出肺炎双球菌。 2．将 SⅢ型有毒的肺炎双球菌加热Δ65℃杀死，注入到鼠体内，鼠不发 病，从活体内分离不出肺炎双球菌。 3．将少量的 RⅡ和大量的已经杀死的 SⅢ混合注入鼠体，鼠发病死亡，从 它的体内分离出活的细菌都是 SⅢ类型。 十五年之后，阿委瑞（Avery,O.T.1944）等人的工作，不仅重复了上面的 试验，而且又在离体的条件之下完成了细菌的转化工作。具体过程： 1．无毒的 RⅡ型细菌接种到培养基上，只有 RⅡ型的粗糙的菌落。 2．SⅢ型的 DNA 提取物有毒，但加热杀死接种到培养基上不出现菌落。 3．将加热杀死的 SⅢ细菌中的提取物 DNA 直接与 RⅡ型混合起来，进行培 养基上接种，SⅢ细菌在培养基上扩散开来，结果在培养基上出现全是 SⅢ型的 菌落。 这样在离体的培养条件下，也成功的获得了 RⅡ型定向的转化为 SⅢ的试 验。 这样的结果可以有三种不同的解释： 1．SⅢ细菌可能并未全部杀死，这一解释可以很容易地经重复试验而与否 定。 2．可能无毒的 RⅡ型菌株自发地重又转变为有毒的 SⅢ型，可已有试验指 出这种转变一般不改变它的原有血清型
3.可能是RⅡ型菌株和SⅢ型死菌接触的结果,使前者获得了产生荚膜及 血清型特性。 第三种解释当时看来是难以理解,值得怀疑。 不久另一些研究者发现活的RⅡ型细菌和死的SⅢ型细菌混合在同一培养 基里培养(即离体培养),也能实现类型的转化。即使将加热杀死的SⅢ型菌株 磨碎,用其过滤液和RⅡ型菌株混合在试管里培养,可同样引起变化。别的细 菌也可以这样做,引起遗传性状的转化。1944年艾弗里,麦克劳德和麦克卡蒂 将细菌过滤液中的各种物质分部纯化,测定哪种物质能引起转化作用。最初以 为RⅡ型与SⅢ型的区别主要在于荚膜的有无而荚膜又是多糖,可能是多糖引 起转化;后来又以为只有蛋白质才有特异性,所以蛋白质可能会引起转化。但 试验的结果都是否定的。最后发现从SⅢ分离得来的DNA能把活的RⅡ型细菌 转化为SⅢ型,这完全出于当时的意料之外。 那么能否肯定起这种转化作用的物质是DNA呢?是的!可以肯定。理由是: 1.分离出来的DNA用DNA酶处理后,就失去了转化作用。 2.只要微量的DNA就起转化作用。 3.引起转化的高度聚合的DM样品中不含有糖类,蛋白质的含量不高于 0.02%。 4.应用有P标记的DNA做试验,证实标记的DNA确已进入受处理的细菌 中,而且细菌被转化的多少与DNA的掺入量相平行 这个发现首次证明了遗传信息是由核酸分子传递的,核酸分子就是构成基 因的物质。那么DNA是怎样实现这种转化的呢? 由于DNA的分子为大分子,SⅢ提取物虽然已经被高温杀死了,但体内残 余的DNA片段仍然具有原来的DNA的遗传作用。残余的DNA片段被无毒的RI
3．可能是 RⅡ型菌株和 SⅢ型死菌接触的结果，使前者获得了产生荚膜及 血清型特性。 第三种解释当时看来是难以理解，值得怀疑。 不久另一些研究者发现活的 RⅡ型细菌和死的 SⅢ型细菌混合在同一培养 基里培养（即离体培养），也能实现类型的转化。即使将加热杀死的 SⅢ型菌株 磨碎，用其过滤液和 RⅡ型菌株混合在试管里培养，可同样引起变化。别的细 菌也可以这样做，引起遗传性状的转化。1944 年艾弗里，麦克劳德和麦克卡蒂 将细菌过滤液中的各种物质分部纯化，测定哪种物质能引起转化作用。最初以 为 RⅡ型与 SⅢ型的区别主要在于荚膜的有无而荚膜又是多糖，可能是多糖引 起转化；后来又以为只有蛋白质才有特异性，所以蛋白质可能会引起转化。但 试验的结果都是否定的。最后发现从 SⅢ分离得来的 DNA 能把活的 RⅡ型细菌 转化为 SⅢ型，这完全出于当时的意料之外。 那么能否肯定起这种转化作用的物质是 DNA 呢？是的！可以肯定。理由是： 1．分离出来的 DNA 用 DNA 酶处理后，就失去了转化作用。 2．只要微量的 DNA 就起转化作用。 3．引起转化的高度聚合的 DNA 样品中不含有糖类，蛋白质的含量不高于 0.02%。 4．应用有 P 32标记的 DNA 做试验，证实标记的 DNA 确已进入受处理的细菌 中，而且细菌被转化的多少与 DNA 的掺入量相平行。 这个发现首次证明了遗传信息是由核酸分子传递的，核酸分子就是构成基 因的物质。那么 DNA 是怎样实现这种转化的呢？ 由于 DNA 的分子为大分子，SⅢ提取物虽然已经被高温杀死了，但体内残 余的 DNA 片段仍然具有原来的 DNA 的遗传作用。残余的 DNA 片段被无毒的 RⅡ
型吸收之后,就成了RⅡ型细菌的遗传物质的一部分,那么在细胞分裂的过程 中,就可能以吸收进来的SI片段为模板,合成有毒的蛋白质,从而使鼠死亡 这里使鼠死亡的并不是高温杀死的SⅢ病菌,而是SⅢ有毒病菌的残余DNA片 段被无毒的RⅡ吸收,并成了RⅡ型DNA的一部分,从而转录出来有毒的蛋白 使鼠死亡 RⅡ吸收SⅢDNA变成SⅢ→死亡 从上面的分析可见,无论从试验来看还是成份的分析来看,DNA是引起转 化的物质,有什么样的DNA就会产生什么样的性状来,而且这种性状能稳定的 传给后代,从而证明:DNA为遗传物质。 我国的生物学家童第周等自1973-1976年曾先后从鲫鱼的肝脏或睾丸中 提取DNA,注入金鱼的受精卵中,孵化后长成的小鱼有1/4以上表现出鲫鱼的 单鳍尾。他们从鲫鱼卵巢提取的信使DNA,注入金鱼的受精卵后,长成的320 条小鱼中约1/3表现为单鳍尾。这说明DMA和RNA在高等的动物中也具有转化 作用。中国科学院遗传研究所二室统计1944年以来已经在33个细菌中成功的 进行了58种以上的遗传性状的定向的转化,这证明转化的现象是普遍的。 目前的研究得之:病毒的RNA可以直接影响正常细胞,而使之朝癌细胞特 性转化,如能控制RNA的转录也就可以制止这种癌变。 还必须指出,在微生物中不是所有的菌种都可以转化。其原因只有受体处 于感受态时才能实现这种转化。 (二)噬菌体的侵染与繁殖 噬菌体可以使DNA发生转导作用。所谓的转导作用:以噬菌体为媒介,把 甲种细菌的遗传物质(DNA)转给乙种细菌,使乙种细菌获得甲种细菌的性状 的这种现象叫转导
型吸收之后，就成了 RⅡ型细菌的遗传物质的一部分，那么在细胞分裂的过程 中，就可能以吸收进来的 SⅢ片段为模板，合成有毒的蛋白质，从而使鼠死亡。 这里使鼠死亡的并不是高温杀死的 SⅢ病菌，而是 SⅢ有毒病菌的残余 DNA 片 段被无毒的 RⅡ吸收，并成了 RⅡ型 DNA 的一部分，从而转录出来有毒的蛋白 使鼠死亡。 RⅡ吸收 SⅢDNA 变成 SⅢ→死亡 从上面的分析可见，无论从试验来看还是成份的分析来看，DNA 是引起转 化的物质，有什么样的 DNA 就会产生什么样的性状来，而且这种性状能稳定的 传给后代，从而证明：DNA 为遗传物质。 我国的生物学家童第周等自 1973-1976 年曾先后从鲫鱼的肝脏或睾丸中 提取 DNA，注入金鱼的受精卵中，孵化后长成的小鱼有 1/4 以上表现出鲫鱼的 单鳍尾。他们从鲫鱼卵巢提取的信使 DNA，注入金鱼的受精卵后，长成的 320 条小鱼中约 1/3 表现为单鳍尾。这说明 DNA 和 RNA 在高等的动物中也具有转化 作用。中国科学院遗传研究所二室统计 1944 年以来已经在 33 个细菌中成功的 进行了 58 种以上的遗传性状的定向的转化，这证明转化的现象是普遍的。 目前的研究得之：病毒的 RNA 可以直接影响正常细胞，而使之朝癌细胞特 性转化，如能控制 RNA 的转录也就可以制止这种癌变。 还必须指出，在微生物中不是所有的菌种都可以转化。其原因只有受体处 于感受态时才能实现这种转化。 （二）噬菌体的侵染与繁殖 噬菌体可以使 DNA 发生转导作用。所谓的转导作用：以噬菌体为媒介，把 甲种细菌的遗传物质（DNA）转给乙种细菌，使乙种细菌获得甲种细菌的性状 的这种现象叫转导
细菌的噬菌本是生命的极小单位,在电镜下的噬菌体的构造是具有一个六 角形的头部,头部的外壳由蛋白构成,做为一个保护壳,头的内部是DNA。尾 部由收缩性鞘、中心轴和轴环组成,尾的末端附有六根细长的蛋白质触丝。 P12页图 噬菌体的生活史可以分为三个时期: ①感染时期 以尾的触丝附着在细菌的体壁上,尾部放出一种酶,将胞壁溶解产生一个 小孔,将DNA沿着中轴注入菌体,而将它的蛋白的外壳留在体外 ②营养期: 在细菌的细胞内,合成许多新的噬菌体的DNA和蛋白质 ③形成新的噬菌体时期: 噬菌体的NA蛋白质,构成新的噬菌体。接着细菌裂解,放出新的噬菌 体。它的生活周期很快,全部的过程只用20~30分钟就可以完成。这说明噬 菌体的DNA不仅能利用大肠杆菌的DNA的原料来合成自己的DNA,而且也能利 用细菌的氨基酸来建造自己的蛋白质。这说明只有DNA才是子代和亲代有连续 性的物质,它携带着亲代的全部基因,控制子代的发育。另外也可以看到,噬 菌体不能独立生存,必须寄生在细菌体内,所以噬菌体可以作为细菌之间传导 遗传物质的媒介。那么再来研究一下,怎么能证明是DNA进入体内呢?有人用 放射性同位素标记元素来证明:即用P2来标记T2噬菌体的DNA,用S3来标记 T2噬菌体的蛋白质,使这双重标记的噬菌体在没有放射性同位素的培养基上来 感染大肠杆菌,由于这种大肠杆菌不含有放射性,感染后的大肠杆菌内出现了 放射性物质,检查大肠杆菌的放射性,只有P,没有S3。即可证明只有T2噬 菌体的DNA进入大肠杆菌,而蛋白质没有进来。同时含有P2的DNA利用大肠
细菌的噬菌本是生命的极小单位，在电镜下的噬菌体的构造是具有一个六 角形的头部，头部的外壳由蛋白构成，做为一个保护壳，头的内部是 DNA。尾 部由收缩性鞘、中心轴和轴环组成，尾的末端附有六根细长的蛋白质触丝。 P12 页图 噬菌体的生活史可以分为三个时期： ①感染时期： 以尾的触丝附着在细菌的体壁上，尾部放出一种酶，将胞壁溶解产生一个 小孔，将 DNA 沿着中轴注入菌体，而将它的蛋白的外壳留在体外。 ②营养期： 在细菌的细胞内，合成许多新的噬菌体的 DNA 和蛋白质。 ③形成新的噬菌体时期： 噬菌体的 DNA+蛋白质，构成新的噬菌体。接着细菌裂解，放出新的噬菌 体。它的生活周期很快，全部的过程只用 20～30 分钟就可以完成。这说明噬 菌体的 DNA 不仅能利用大肠杆菌的 DNA 的原料来合成自己的 DNA，而且也能利 用细菌的氨基酸来建造自己的蛋白质。这说明只有 DNA 才是子代和亲代有连续 性的物质，它携带着亲代的全部基因，控制子代的发育。另外也可以看到，噬 菌体不能独立生存，必须寄生在细菌体内，所以噬菌体可以作为细菌之间传导 遗传物质的媒介。那么再来研究一下，怎么能证明是 DNA 进入体内呢？有人用 放射性同位素标记元素来证明：即用 P 32来标记 T2噬菌体的 DNA，用 S 35来标记 T2噬菌体的蛋白质，使这双重标记的噬菌体在没有放射性同位素的培养基上来 感染大肠杆菌，由于这种大肠杆菌不含有放射性，感染后的大肠杆菌内出现了 放射性物质，检查大肠杆菌的放射性，只有 P 32，没有 S 35。即可证明只有 T2噬 菌体的 DNA 进入大肠杆菌，而蛋白质没有进来。同时含有 P 32的 DNA 利用大肠
杆菌的某些基础物质,与酶合成了与自己相同的T噬菌体。这种噬菌体成为了 蛋白质外壳内不含有S,DNA内含有P的新噬菌体。这说明进入细菌体内的 主要是DNA,而蛋白质留在外面,可见:噬菌体生活中只有DNA是连续物质, 所以DNA是遗传物质 P14页图 (三)烟草花叶病毒的感染和繁殖 烟草的花叶病毒是由RNA和蛋白质组成的管状小颗粒。它的中心是螺旋的 RNA,外部是蛋白质的外套。有人单做这样的试验:将RNA和蛋白质分开,把 提纯的RNA接种到烟草上引起无病的烟草生病;如将RNA先用RMA酶处理,再 接种,就不能引起生病;若单纯的用蛋白质来喷洒,也不会引起烟草生病。可 见RN遗传物质,为了进一步的说明上述结果,又做了下面的工作,把A品系 的RNA和B品系的蛋白质重新合成混合的烟草花叶病毒;用这种混合的病毒的 颗粒来感染烟草叶片时,所产生的新病毒的叶斑和提供RNA的品系是完全一样 的,即与A品系一样,也就是说A品系的RNA既决定了后代的RNA,又决定了 蛋白质的性质 P15页式子 从上面的实例证明:RNA也是遗传物质。 根据上面的一些事实可知结论:DNA和RNA都具有遗传物质的作用。大多 数的遗传性状由DNA来控制,少数的生物由RNA来控制。含有DNA的生物中, DNA是遗传物质,在不含有DNA的生物中即RNA是遗传物质。 根据上述的事实有人断定基因的化学组成一定是DNA(有时为RNA),基因 之间的差异必然是由于DNA的特异性决定的,这个判断在此后发现的DNA分子 结构和功能时而被证实
杆菌的某些基础物质，与酶合成了与自己相同的 T2噬菌体。这种噬菌体成为了 蛋白质外壳内不含有 S 35，DNA 内含有 P 32的新噬菌体。这说明进入细菌体内的 主要是 DNA，而蛋白质留在外面，可见：噬菌体生活中只有 DNA 是连续物质， 所以 DNA 是遗传物质。 P14 页图 （三）烟草花叶病毒的感染和繁殖 烟草的花叶病毒是由 RNA 和蛋白质组成的管状小颗粒。它的中心是螺旋的 RNA，外部是蛋白质的外套。有人单做这样的试验：将 RNA 和蛋白质分开，把 提纯的 RNA 接种到烟草上引起无病的烟草生病；如将 RNA 先用 RNA 酶处理，再 接种，就不能引起生病；若单纯的用蛋白质来喷洒，也不会引起烟草生病。可 见 RNA 遗传物质，为了进一步的说明上述结果，又做了下面的工作，把 A 品系 的 RNA 和 B 品系的蛋白质重新合成混合的烟草花叶病毒；用这种混合的病毒的 颗粒来感染烟草叶片时，所产生的新病毒的叶斑和提供 RNA 的品系是完全一样 的，即与 A 品系一样，也就是说 A 品系的 RNA 既决定了后代的 RNA，又决定了 蛋白质的性质。 P15 页式子 从上面的实例证明：RNA 也是遗传物质。 根据上面的一些事实可知结论：DNA 和 RNA 都具有遗传物质的作用。大多 数的遗传性状由 DNA 来控制，少数的生物由 RNA 来控制。含有 DNA 的生物中， DNA 是遗传物质，在不含有 DNA 的生物中即 RNA 是遗传物质。 根据上述的事实有人断定基因的化学组成一定是 DNA（有时为 RNA），基因 之间的差异必然是由于 DNA 的特异性决定的，这个判断在此后发现的 DNA 分子 结构和功能时而被证实
§2核酸的化学结构与自我复制 两种核酸及分布 1.核酸是一种高分子的化合物,是核苷酸的多聚体。它的基本的结构单 位是核苷酸。每个核苷酸是由三个部分构成的。①五碳糖;②磷酸;③环状的 含氮碱基,这种碱基包括嘌呤和嘧啶。 核酸又分为两种,一种为DNA,另一种为RNA。这两种核酸的主要区别是: DNA RNA 含有的糖分子是: 1.脱氧核糖CHO4 1.核糖CHO 2.DNA含有的碱基 2.RNA含有的碱基 A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤) A(腺嘌呤)G(鸟嘌呤) C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)C(胞嘧啶) 3.DNA为双链 3.主要为单链 4.DNA的分子一般较长 4.RNA分子链较短 5.高等植物体内,绝大部分的DNA 5.RNA在细胞核和细胞质中 在于核内的染色体上,只有少量的 都有,核内是在核仁上,少 DNA在胞质之中,例如:线粒体、 量在染色体上,绝大多数的 叶绿体 RNA是在细胞质中。 细菌之中也有DNA和RNA;多数细菌的噬菌体只有DNA;植物的病毒只有RNA, 动物的病毒有些含有RNA,有些含有DNA。 二、DNA和RNA的分子结构 (一)DNA分子结构 DNA的分子是脱氧核苷酸的多聚体,因为构成DNA分子有四种碱基,所以
§2 核酸的化学结构与自我复制 一、两种核酸及分布 1．核酸是一种高分子的化合物，是核苷酸的多聚体。它的基本的结构单 位是核苷酸。每个核苷酸是由三个部分构成的。①五碳糖；②磷酸；③环状的 含氮碱基，这种碱基包括嘌呤和嘧啶。 核酸又分为两种，一种为 DNA，另一种为 RNA。这两种核酸的主要区别是： DNA RNA 含有的糖分子是： 1．脱氧核糖 C5H10O4 1．核糖 C5H10O5 2．DNA 含有的碱基 2．RNA 含有的碱基 A（腺嘌呤） G（鸟嘌呤） A（腺嘌呤） G（鸟嘌呤） C（胞嘧啶） T（胸腺嘧啶） U（尿嘧啶） C（胞嘧啶） 3．DNA 为双链 3．主要为单链 4．DNA 的分子一般较长 4．RNA 分子链较短 5．高等植物体内，绝大部分的 DNA 5．RNA 在细胞核和细胞质中 在于核内的染色体上，只有少量的 都有，核内是在核仁上，少 DNA 在胞质之中，例如：线粒体、 量在染色体上，绝大多数的 叶绿体 RNA 是在细胞质中。 细菌之中也有 DNA 和 RNA；多数细菌的噬菌体只有 DNA；植物的病毒只有 RNA， 动物的病毒有些含有 RNA，有些含有 DNA。 二、DNA 和 RNA 的分子结构 （一）DNA 分子结构： DNA 的分子是脱氧核苷酸的多聚体，因为构成 DNA 分子有四种碱基，所以