第三章 基因的本質 第一節 DNA是主要的遺傳物質

1、20世紀30年代，人們認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合成的生物大分子。即脫氧核苷酸分子是組成DNA分子

結構的基本單位。

2、脫氧核苷酸的化學組成包括磷酸、鹼基、脫氧核糖。

3、組成DNA分子的脫氧核苷酸有四種，每一種有一個特定的鹼基。

4、組成DNA分子的四種脫氧核苷酸中的鹼基名稱分別是：

腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）。

5、組成DNA分子的四種脫氧核苷酸的名稱分別是：

腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸。

6、20世紀20年代的時候，人們普遍認為蛋白質是生物體的遺傳物質。首先向這個觀點提出挑戰的是美國科學家

艾弗里

（O.Avery，1877—1955），他在英國科學家格里菲斯（F.Griffish，1877—1941）的「肺炎雙球菌體內

轉化」實驗的基礎上，通過「肺炎雙球菌體外轉化」實驗，證明了DNA是遺傳物質。

7、肺炎雙球菌有什麼特點？

8、格里菲斯用小鼠做實驗材料，研究肺炎雙球菌是如何使人患肺炎的。由於他的實驗是在小鼠體內完成的，

所以，叫做「肺炎雙球菌體內轉化」實驗。

艾弗里是用培養基完成「肺炎雙球菌轉化」實驗的，所以，叫做「肺炎雙球菌體外轉化」實驗。

9、簡述格里菲斯的「肺炎雙球菌轉化」實驗過程及推論（P-43 圖3-2）

第一組：R型活菌，注射到小鼠體內，小鼠不死亡。

第二組：S型活菌，注射到小鼠體內，小鼠死亡。從小鼠體內分離出S型活菌。

第三組：加熱殺死S型菌，注射到小鼠體內，小鼠不死亡。

第四組：R型活菌與加熱殺死S型菌混合，注射到小鼠體內，小鼠死亡。從小鼠體內分離出S型活菌。

格里菲斯推論：在第四組實驗中，已經被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成轉化的活性物質

——「轉化因子」。這種轉化因子將無毒性的R型活細菌轉化為有毒性的S型活細菌。

10、艾弗里實驗思路：對S型菌的物質進行了提純和鑒定。將從S型細菌中提純的DNA、蛋白質和多糖等物質分別

加入到培養了R型細菌的培養基中，觀察結果。

11、艾弗里實驗結果：只有加入DNA，R型細菌才能轉化為S型細菌，且，DNA的純度越高，轉化就越有效。

12、艾弗里實驗結論：DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質。

13、1952年，赫爾希（A.Hershey，1908——）和蔡斯（M.Chase）是怎樣證明DNA是遺傳物質的？

他們以T₂噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標記技術，進一步證明了DNA是遺傳物質。

14、什麼是T₂噬菌體？

噬菌體是一類專性寄生在細菌體內的病毒，不具備細胞結構，成分簡單，只有蛋白質和DNA。

T₂噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒。它的頭部及尾部的外殼都是由蛋白質構成的，頭部的內部

有DNA。

15、噬菌體侵染細菌實驗的思路、方法、過程、結果、結論是什麼？（P-45圖3-6）

⑴、思路：設法把蛋白質與DNA分開，單獨地、直接地觀察DNA的作用，才能證明DNA是遺傳物質。

⑵、方法：放射性同位素示蹤。

①、用³⁵S標記一部分T₂噬菌體的蛋白質；

②、用³²P標記另一部分T₂噬菌體的DNA；

③、用被標記的T₂噬菌體分別侵染未作標記的大腸桿菌，對在大腸桿菌中新形成的T₂噬菌體進行標記

物質的放射性測試。

⑶、過程：

①、製備試驗材料——³⁵S（或³²P）標記T₂噬菌體：

用含³⁵S的培養基培養大腸桿菌，得到被³⁵S標記了蛋白質的大腸桿菌。再用被³⁵S標記了蛋白質的

大腸桿菌培養T₂噬菌體，得到蛋白質被³⁵S標記的T₂噬菌體。

用含³²P的培養基培養大腸桿菌，得到被³²P標記了DNA的大腸桿菌。再用被³²P標記了DNA的大腸桿

菌培養T₂噬菌體，得到DNA被³²P標記的T₂噬菌體。

②、用蛋白質被³⁵S標記的T₂噬菌體侵染未做標記的大腸桿菌，經過短時間的保溫後，用攪拌器攪拌、

離心，得到上清液和沉澱物。分別檢測上清液和沉澱物的放射性。

③、用DNA被³²P標記的T₂噬菌體侵染未做標記的大腸桿菌，經過短時間的保溫後，用攪拌器攪拌、離心，

得到上清液和沉澱物。分別檢測上清液和沉澱物的放射性。

⑷、結果：

②的沉澱物中未檢測到放射性，說明新形成的T₂噬菌體中不含有³⁵S。

③的沉澱物中檢測到放射性，說明新形成的T₂噬菌體中含有³²P。

⑸、結論：DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。

14、為什麼說DNA是主要的遺傳物質？

研究證明，DNA是遺傳物質，RNA也是遺傳物質。決大多數生物的遺傳物質是DNA，少數種類生物的遺傳

物質是RNA。所以，DNA是主要遺傳物質。

提示：

15、什麼是放射性同位素標記技術？

⑴、同位素：如¹⁴N和¹⁵N，它們的核電荷數相同(只是中子的數量不同)，位於元素周期表中相同的位置，

所以叫同位素。

⑵、放射性同位素：如¹⁴N和¹⁵N中的¹⁵N，它的原子核很不穩定，具有放射性，會不間斷地、自發地放射出

射線，直至變成另一種穩定同位素¹⁴N。¹⁵N就是¹⁴N的放射性同位素。

⑶、放射性同位素的主要作用（應用）

　　 ①、射線照相技術，可以把物體內部的情況顯示在照片上。

　　 ②、測定技術，古生物年齡的測定，對生產過程中的材料厚度進行監視和控制等。

　　 ③、用放射性同位素作為示蹤劑（示蹤原子）。

　　 ④、用放射性同位素的能量，作為航天器、人造心臟能源等。

⑤、利用放射性同位素的殺傷力，治療癌症、滅菌消毒以及進行催化反應等。

⑷、作為示蹤原子：一种放射性同位素的原子核跟這種元素其他同位素的原子核具有相同數量的質子，核外

電子數也相同，一種元素的各種同位素都有相同的化學性質。用放射性同位素代替非放射性的同位素來

製成各種化合物，這種化合物的原子跟通常的化合物一樣參與所有化學反應，卻帶有「放射性標記」，

用儀器可以探測出來。這種原子叫做示蹤原子。

⑸、同位素示蹤法（isotopic tracer method）：是利用放射性核素作為示蹤劑對研究對象進行標記的微

量分析方法。