第三章遗传物质的分子基础 遗传学诞生后,在二十世纪的上半叶,人们建立了 基因遗传的染色体理论,认为基因存在于染色体上。但 没有对基因的化学本质作出回答。 基因必须表现三种基本的功能 (1)遗传功能即基因的复制:遗传物质必须贮存遗传信息,并 能将其复制且一代一代精确地传递下去。 (2)表型功能即基因的表达:遗传物质必须控制生物体性状的 发育和表达。 (3)进化功能即基因的变异:遗传物质必须发生变异,以适应 外界环境的变化,没有变异就没有进化
第三章 遗传物质的分子基础 基因必须表现三种基本的功能： (1)遗传功能即基因的复制：遗传物质必须贮存遗传信息，并 能将其复制且一代一代精确地传递下去。 (2)表型功能即基因的表达：遗传物质必须控制生物体性状的 发育和表达。 (3)进化功能即基因的变异：遗传物质必须发生变异，以适应 外界环境的变化，没有变异就没有进化。 遗传学诞生后，在二十世纪的上半叶，人们建立了 基因遗传的染色体理论，认为基因存在于染色体上。但 没有对基因的化学本质作出回答
第一节DNA作为主要遗传物质的证据 基因存在于染色体上。 脱氧核糖核酸(DNA)27% 核酸 核糖核酸(RNA) 6% 组蛋白 染色体 66% 蛋白质 非组蛋白 少量的拟脂与无机物质 分子遗传学拥有大量直接和间接证据,说明DNA是主要 的遗传物质
第一节 DNA作为主要遗传物质的证据 基因存在于染色体上。 脱氧核糖核酸(DNA) 核酸 核糖核酸(RNA) 组蛋白 染色体 蛋白质 非组蛋白 少量的拟脂与无机物质 27% 6% 66% 分子遗传学拥有大量直接和间接证据，说明DNA是主要 的遗传物质
DNA作为主要遗传物质的间接证据 大部分DNA存在于染色体上。RNA和蛋白质在细胞质内也很多。 每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何,它们的 DNA含量是恒定的。精子或卵子中的DNA含量正好是体细胞的一半;而 细胞内的RNA和蛋白质量在不同细胞间变化很大。另外,多倍体系列的一些物 种,其细胞中DNA的含量随染色体倍数的增加,也呈现倍数性的递增。 亠DNA在代谢上比较稳定。细胞内蛋白质和RNA分子与DNA分子不同, 它们在迅速形成的同时,又不断分解。而原子一且被DNA分子所摄取,则在细 胞保持健全生长的情况下,保持稳定,不会离开DNA 基因突变与DNA分子的变异密切相关。用不同波长的紫外线诱 发各种生物突变时,其最有效的波长为260nm,这与DNA所吸收的紫 外线光谱是一致的
一、DNA作为主要遗传物质的间接证据 大部分DNA存在于染色体上。RNA和蛋白质在细胞质内也很多。 每个物种不同组织的细胞不论其大小和功能如何，它们的 DNA含量是恒定的。精子或卵子中的DNA含量正好是体细胞的一半；而 细胞内的RNA和蛋白质量在不同细胞间变化很大。另外，多倍体系列的一些物 种，其细胞中DNA的含量随染色体倍数的增加，也呈现倍数性的递增。 DNA在代谢上比较稳定。细胞内蛋白质和RNA分子与DNA分子不同， 它们在迅速形成的同时，又不断分解。而原子一旦被DNA分子所摄取，则在细 胞保持健全生长的情况下，保持稳定，不会离开DNA。 基因突变与DNA分子的变异密切相关。用不同波长的紫外线诱 发各种生物突变时，其最有效的波长为260nm，这与DNA所吸收的紫 外线光谱是一致的
DNA作为主要遗传物质的直接证据 细菌的转化 肺炎双球菌有两种不同的类型 1光滑型S型)被一层多糖类的荚膜所保护,具有毒性,在 培养基上形成光滑的菌落。 2粗糙型(R型)没有荚膜和毒性,在培养基上形成粗糙的菌 落 在R型和S型内还可以按血清免疫反应不同,分成许多 抗原型,常用R工,RⅡ和SI、SⅡ、SⅢ等加以区别
(一)细菌的转化 ▪ 肺炎双球菌有两种不同的类型： 1.光滑型(S型) 被一层多糖类的荚膜所保护，具有毒性，在 培养基上形成光滑的菌落。 2.粗糙型(R型) 没有荚膜和毒性，在培养基上形成粗糙的菌 落。 二、DNA作为主要遗传物质的直接证据 在R型和S型内还可以按血清免疫反应不同，分成许多 抗原型，常用RⅠ，RⅡ和SⅠ、SⅡ、SⅢ等加以区别
1928年 Griffith将少量无毒的R工型肺炎双球菌注入 家鼠体内,再将大量无毒但已加热杀死的SⅢ型肺炎双球 菌注入同一只鼠体内,结果家鼠发病死亡,从死鼠体内 分离出SⅢ型的肺炎双球菌。(如图) 无毒RI型 有毒SII型 RII型 SII型 但加热杀死 加热杀死 无细菌从现无细菌从现 重现有毒SII型 肺炎双球菌转化实验
1928年Criffith将少量无毒的RⅡ型肺炎双球菌注入 家鼠体内，再将大量无毒但已加热杀死的SⅢ型肺炎双球 菌注入同一只鼠体内，结果家鼠发病死亡，从死鼠体内 分离出SⅢ型的肺炎双球菌。( 如图） 肺炎双球菌转化实验
16后, Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的 物质是DNA,他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与R工型细 菌混合在一起,在离体培养条件下,成功的使少数R工型 细菌定向转化为SⅢ型细菌。(如图) 只有RII型菌落 无毒RII型 无菌落 SIII型的DNA提取物 有毒,但加热杀死 只有SIII型菌落 无毒RII型 从混合物中沉淀 R细胞的血清 SIII型的DNA提取物 有毒,但加热杀死
16后，Avery等用生物化学方法证明这种引起转化的 物质是DNA，他们将SⅢ型细菌的DNA提取物与RⅡ型细 菌混合在一起，在离体培养条件下，成功的使少数RⅡ型 细菌定向转化为SⅢ型细菌。(如图）
迄今,已经在几十种细菌和放线菌中成功地获得了遗 传性状的定向转化。这些试验都证明起转化作用的物质是 DNA。 )噬菌体的侵染与繁殖 ■噬菌体是极小的低级生命类型。必须在电子显微镜下才可 以看到。据研究T2噬菌体DNA进入到大肠杆菌内,可以 利用大肠杆菌的材料来制造自己的DNA、蛋白质外壳和 尾部,从而形成完整的新生的噬菌体
迄今，已经在几十种细菌和放线菌中成功地获得了遗 传性状的定向转化。这些试验都证明起转化作用的物质是 DNA。 (二)噬菌体的侵染与繁殖 ▪ 噬菌体是极小的低级生命类型。必须在电子显微镜下才可 以看到。据研究T2噬菌体DNA进入到大肠杆菌内，可以 利用大肠杆菌的材料来制造自己的DNA、蛋白质外壳和 尾部，从而形成完整的新生的噬菌体
赫尔希等用同位素32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA与 蛋白质。因为P是DNA的组分,但不见于蛋白质;而S是 蛋白质的组分,但不见于DNA。然后用标记的T2魔菌体 (32P或35)分别感染大肠杆菌,经10分钟后,用搅拌器甩 掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。 (图3-2)
▪ 赫尔希 等用同位素32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA与 蛋白质。因为P是DNA的组分，但不见于蛋白质；而S是 蛋白质的组分，但不见于DNA。然后用标记的T2噬菌体 ( 32P或35S)分别感染大肠杆菌，经10分钟后，用搅拌器甩 掉附着于细胞外面的噬菌体外壳。 (图3－2)
第一种情况下,基本上全部放 32P圆M 射活性见于细菌内而不被甩掉 搅拌 并可传递给子代。 射性活性大 33静分第二种情况下,放射性活性大 33并可传递给代 部分见于被甩掉的外壳中,细 菌内只有较低的放射性活性, 0 且不能传递给子代 34蛋白质3 20 这样看来,主要是由于DNA进 搅拌 9\放就活性影入细胞内才产生完整的噬菌体。 3见于被甩掉的外壳 所以说DNA是具有连续性的遗 中不能遗传给代传物质 图3-2尔歌等进明DNA是2位菌体的遗传物质30
第一种情况下，基本上全部放 射活性见于细菌内而不被甩掉 并可传递给子代。 第二种情况下，放射性活性大 部分见于被甩掉的外壳中，细 菌内只有较低的放射性活性， 且不能传递给子代 这样看来，主要是由于DNA进 入细胞内才产生完整的噬菌体。 所以说DNA是具有连续性的遗 传物质
(三)烟草花叶病毒的感染和繁殖 烟草花叶病毒(TMV)是由RNA与蛋白质组成的管状 微粒,它的中心是单螺旋的RNA,外部是蛋白质的外壳。 (如图)
(三)烟草花叶病毒的感染和繁殖 烟草花叶病毒（TMV）是由RNA与蛋白质组成的管状 微粒，它的中心是单螺旋的RNA，外部是蛋白质的外壳。 （如图）
