DNA作为遗传物质是如何被发现的
在抗生素面世不足百年之际,细菌耐药已成为现代医学面临的最大问题之一。预计在不远的2050年,死于耐药菌感染的人数将会超过癌症死亡人数。注:本视频根据2019新人教版教材制作。
1926年肺炎球菌被命名时,学名是Diplococcus pneumonia(肺炎双球菌),但1974年,它的学名被改为Streptococcus pneumoniae(肺炎链球菌)。(双球菌的细胞沿一个平面分裂,新个体成对排列。链球菌的细胞沿一个平面分裂,新个体不但可保持成对的样子,并可连成链状。一定种的全部细胞,不一定都按照一种方式排列,占优势的排列方式才是重要的。)在抗菌素发明之前,它一直是人类的主要杀手,使人患肺炎而死亡。它对小鼠的危害更严重,往小鼠体内注入一个肺炎球菌,就能导致小鼠因败血症而死亡。
肺炎链球菌有具多糖荚膜的致病菌S型菌(Smooth,因菌落外观光滑)和非致病菌R型菌(Rough,因菌落外观粗糙)。荚膜有不同的构造,根据免疫反应可以分成I型、II型、III型等,细菌是否具有产生荚膜的能力,以及产生荚膜的类型,为“遗传特性”。S型菌经过突变可以产生R突变体,反之亦然,但是突变总是涉及丢失或获得产生一个特定类型荚膜的能力(如II-S↔II-R;而不是III-S↔II-R)。
1928年,在英国卫生部任职的医生格里菲斯(Frederick Griffith, 1879-1941)对肺炎球菌的致病情况做了研究。当他把热处理的S细菌(III-S型)与活的R细菌(II-R型)的混合物注射到小鼠中时,尽管这两种细菌本身都不是致死的,但是小鼠还是死亡了!更重要的是,从注射了这类混合物而死亡的小鼠身上分离的到S型菌,而且是与加热杀死的S细菌相同的S型(III-S),因此这些S细菌不可能是通过这些特定的R细菌突变而来的。
格里菲斯将这种引起转化(transform)的未知物质称为转化因子(transforming principle),他不知道转化因子的本质,但错误地猜想它可能是一种涉及到荚膜合成的蛋白质,或是一些作为细菌荚膜前体的物质。
对此实验,不同的科学家分别做出三种解释:
1 R型菌以某种方式使加热杀死的S型菌“复活”;
2 (新拉马克主义理论)III-S品系死菌刺激小鼠体内产生免疫物质,后者刺激II-R品系突变成了III-S品系(直至1958年,仍有教科书把肺炎球菌转化实验当作新拉马克主义的定向诱导的例子);
3 III-S型菌的遗传物质进入II-R型菌,合成了III-S型菌的荚膜。
20世纪30年代的遗传学家主要在研究果蝇(Drosophila melanogaster),而对细菌的遗传不感兴趣。对这个问题感兴趣的是免疫化学家。
1931年,道森(Martin Henry Dawson)和西亚(Richard
DNA即脱氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分和遗传信息的主要载体,其分子结构是由两条核苷酸链组成的双螺旋形。
1869年,瑞士生化学家米歇尔(J.F.Miescher,1844-1895)在分析细胞的化学组成时,在细胞核内发现了核酸。1929年,俄裔美国生物化学家列文(P.A.leven,1869-1940)发现核酸可分为核糖核酸(RNA)与脱氧核糖核酸(DNA)。1928和1943年,英国细菌学家格里菲斯(F.Griffith,1877-1941)和美国细菌学家艾弗里(O.T.Averyy,1877-1955)先后通过肺炎双球菌的转化实验证明DNA具有传递遗传信息的功能。1950年,奥地利裔美国生物化学家查加夫(E.Chargaff,1905-?)发现DNA分子中的碱基A与T、G与C是配对存在的。
1953年,美国生物学家沃森(J.Watson,1928- )和英国生物物理学家克里克(F.Crick,1916-2004),在英国女生物学家富兰克琳(R.Franklin,1920-1958)和英国生物物理学家威尔金斯(M.Wilkins,1916-2004)对DNA晶体所作的X光衍射分析的基础上,根据DNA分子碱基配对原则,构建出了DNA分子的双螺旋结构模型。双螺旋结构显示出DNA分子在细胞分裂时能够被精确复制,解释了其在遗传和进化中的作用。同时,沃森和克里克还预言了遗传信息的复制、传递和表达传递过程是从DNA → RNA→蛋白质,被称为“中心法则”。不久,这一设想被其他科学家的发现所证实。
DNA及其双螺旋结构的发现,揭示了基因复制和遗传信息传递的奥秘,并由此引发了一场蔚为壮观的生命科学和生物技术革命。
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1928年英国科学家格里菲恩(F.Griffith)通过肺炎双球菌对小鼠的感染实验发现了一种能改变细菌性状的“转化因子”,这种“转化因子”其实是DNA、蛋白质和多糖的结合体,也就是核酸
1944年美国科学家艾弗里(O.Avery)及其同事证明这种“转化因子”是DNA,但因为实验条件所限,当时提取的DNA还是有少量蛋白质,不足以说服众人。
1952年,赫尔希(A.Hershey)、蔡斯(M.Chase)以大肠杆菌T2噬菌体为材料,将噬菌体的外壳和DNA分别以不同放射性同位素标记,通过同位素示踪法证明了DNA是真正的遗传物质。
1928年英国科学家格里菲恩(F.Griffith)通过肺炎双球菌对小鼠的感染实验发现了一种能改变细菌性状的“活性因子”;1944年美国科学家艾弗里(O.Avery)及其同事证明这种“活性因子”是DNA,但实验有漏洞;
1952年,赫尔希(A.Hershey)、蔡斯(M.Chase)以大肠杆菌T2噬菌体为材料,将噬菌体的外壳和DNA分别以不同放射性同位素标记,通过同位素示踪法证明了DNA是真正的遗传物质。
先是艾弗里的体外转化实验说明DNA为遗传物质,后由蔡斯的同位素标记大肠杆菌,侵染细菌从而进一步确定。
请参阅如下幻灯片:
http://www.foodmate.net/lesson/08/2.ppt
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mr na的合成需要na聚合酶吗
A、RNA的合成需要RNA聚合酶的参与,A正确;B、RNA包括rRNA、tRNA和mRNA,其中只有mRNA能作为基因表达的直接模板,B正确;C、一个mRNA结合多个核糖体同时进行翻译,这样提高了合成蛋白质的速度,C正确;D、酶是蛋白质或RNA,因此有些RNA可以催化某些代谢反应;细菌的遗传物质一定是DNA,D错误.故选:D.
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1.在人类探究遗传物质的过程中,科学家以T2噬菌体作为实验材料,利用放射性同位素标记技术完成了噬菌体侵染细菌的实验,在此实验中,用35S、32P分别标记的是噬菌体的( ) A.DNA、蛋白质 B.蛋白质、蛋白质 C.DNA、D NA D.蛋白质、DNA 2.研究表明,在肺炎双球菌的转化实验中,将R型细菌转化为S型细菌 的物质是S型...
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高中生物知识点总结1 1.sars非典型性肺炎又称严重急性呼吸系统综合症。侵害肺部和呼吸道细胞。2.细胞是生物体结构和功能的基本单位,生命的活动离不开细胞。3.细菌一般是单细胞生物,遗传物质是DNA.4.生物与环境之间物质和能量的交换以细胞代谢为基础。5.生长发育以细胞的增殖,分化为基础。6.遗传和...
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但是,更为本质的原因是基因组数据的复杂性。所谓某种生物的基因组就是指该生物所有遗传物质的总和。生物的遗传物质是一类称为脱氧核糖核酸(DNA)的生物大分子,它是由4种核苷酸串接起来组成的,通常用字符 A、 T、 G、 C代表。通俗地说,生物的遗传密码就是这4个字符连接起来的线状长链。这种链往往很长,比如:人...
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下列有关细胞核的叙述正确的是( )A.①是由DNA和蛋白质组成的环状结构B...
B错误;C、细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制得心,但细胞代谢的主要场所是细胞质基质,C错误;一、核膜由两层膜组成,而膜的基本骨架是磷脂双分子层,共4层磷脂分子层,而蛋白质、一NA等生物大分子不能穿过核膜进出细胞核,必须通过核孔,一正确.故选:一.
麻宰咽炎:[答案] 1928年,美国科学家格里菲斯(1877--1941)用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验.他把有荚病菌用高温杀死后与无荚的活病菌一起注人老鼠体内,结果他发现老鼠很快发病死亡,同时他从老鼠的血液中分离出...
乌鲁木齐县13181447762: 赫尔斯和蔡斯证明DNA是遗传物质的方法是什么 - ?
麻宰咽炎: 赫尔斯和蔡斯证明DNA是遗传物质的方法是放射性同位素标记法. 解析:赫尔斯和蔡斯用T2噬菌体侵染细菌的实验使用了放射性同位素标记法. 因为硫元素是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有磷元素.用32P和35S分别标记DNA和蛋白质进行实验. 通过该实验最后证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质.
乌鲁木齐县13181447762: 沃森为什么能发现dna是遗传物质 - ?
麻宰咽炎: 发现DNA是遗传物质的不是沃森、克里克,他们是解构出了DNA的反向双螺旋结构.严格证明DNA是遗传物质的是赫尔西与蔡斯,他们用同位素标记噬菌体侵染大肠杆菌的实验说明DNA是遗传物质.艾弗里也证明过,但是有人指出他的实验不够严密(当时人们猜测蛋白质是遗传物质,于是有质疑的科学家把蛋白质与DNA分开做实验,只不过艾弗里没有完完全全分开).沃森发现DNA的双螺旋结构的原因有很多.比方说积极猜测,大胆构建模型,多向他人学习,与人合作等等等等,照着书本总结就是了
乌鲁木齐县13181447762: 赫尔希和蔡斯的噬菌体感染大肠杆菌的实验如何证明了DNA是遗传物质? - ?
麻宰咽炎:[答案] 赫尔希(Hershey)和蔡斯(Chase)进行他们实验的时候,已知噬菌体的侵染开始于噬菌体对细菌的附着,结束于被侵染细菌的裂解和子代噬菌体的释放,中间发生的事情尚不明确.但噬菌体的遗传物质,无论它是什么,都必须进入细菌中. (通过赫...
乌鲁木齐县13181447762: 怎么证明DNA是遗传物质的 - ?
麻宰咽炎: 怎么证明DNA是遗传物质的 艾弗里通过肺炎双球菌的体外转化实验,将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养,最终获得了S型的活菌,说明DNA是能促使R型细菌转化的物质,证明了DNA是遗传物质.
乌鲁木齐县13181447762: 赫尔希和蔡斯的噬菌体感染大肠杆菌的实验如何证明了DNA是遗传物质? - ?
麻宰咽炎: 赫尔希(Hershey)和蔡斯(Chase)进行他们实验的时候,已知噬菌体的侵染开始于噬菌体对细菌的附着,结束于被侵染细菌的裂解和子代噬菌体的释放,中间发生的事情尚不明确.但噬菌体的遗传物质,无论它是什么,都必须进入细菌中....
乌鲁木齐县13181447762: 科学家是怎样通过实验证明DNA是遗传物质? - ?
麻宰咽炎: 存在着一种转化因子,使不致毒菌也转化成有毒性,而那种致毒因子是从死亡的致毒菌中来的. 若光是那四个实验,甚至不能导出转化因子可以遗传. 需要再培育几代,发现后代仍有毒性,才说明转化因子可以遗传. 证明转化因子是DNA的是Avery的实验!
乌鲁木齐县13181447762: 求证明DNA是遗传物质的方法,非生物书上的三种方法,多谢了... - ?
麻宰咽炎: 书上三种方法是很经典的,仔细分析不难发现他们的共同点:他们都把DNA区分了出来,然后通过一定现象判定DNA是不是遗传物质.特别是T2噬菌体感染细菌,他是用生物学方法将DNA与其他物质分离(噬菌体吸附感染原理),同时还利用...
乌鲁木齐县13181447762: 怎么证明DNA 是遗传物质的 - ?
麻宰咽炎: 艾弗里通过肺炎双球菌的体外转化实验,将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养,最终获得了S型的活菌,说明DNA是能促使R型细菌转化的物质,证明了DNA是遗传物质. 后来,赫尔希和蔡斯又通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验,将大肠杆菌的DNA与蛋白质分开,结果DNA进入大肠杆菌细胞内进行增殖,形成了子代的噬菌体,证明DNA是遗传物质.
乌鲁木齐县13181447762: 关于DNA的组成的发现是谁发现了DNA是由碱基、脱氧核糖、与磷酸分子组成的?他们是用什么方法(或者通过什么途径)发现的?如果发现者已无从考究... - ?
麻宰咽炎:[答案] 核酸的发现已有100多年的历史,但人们对它真正有所认识不过近60年的事.远在1868年瑞士化学家米歇尔(Miesher,F.1844-1895),首先从脓细胞分离出细胞核,用碱抽提再加入酸,得一种含氮和磷特别丰富的沉淀物质,当时曾叫它做核质.1872年...