证明DNA是遗传物质的三个经典试验

1、1DNADNA（或（或RNARNA）是生命）是生命传递的载体传递的载体生 命 科 学 与 技 术 学 院生 命 科 学 与 技 术 学 院王 文 雅王 文 雅2 肺炎链球菌转化实验肺炎链球菌转化实验 病毒重建实验病毒重建实验 噬菌体感染实验噬菌体感染实验 肺炎链球菌转化实验肺炎链球菌转化实验 3“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸肺炎链球菌转化实验肺炎链球菌转化实验这是一种引起肺炎的细菌，当动这是一种引起肺炎的细菌，当动物体被感染后，会产生相应的抗体来抵抗这些物体被感染后，会产生相应的抗体来抵抗这些致病的细菌。致病的细菌。 抗体与细菌的外鞘反应，而外抗体与细菌的外鞘反应，而外鞘是由糖类

2、分子组成的。鞘是由糖类分子组成的。S（Smooth）型：）型：菌落光滑，菌落光滑，菌体有多糖类的荚膜，是菌体有多糖类的荚膜，是有毒性的球形菌，可以使有毒性的球形菌，可以使人患肺炎或小鼠患败血症。人患肺炎或小鼠患败血症。菌落粗糙，菌落粗糙，菌体无多糖的荚膜，是无毒菌体无多糖的荚膜，是无毒的球形菌。的球形菌。毒毒毒无毒无毒无毒4“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸无毒毒毒毒无毒试试 验验5从第四组实验的从第四组实验的小鼠尸体上分离小鼠尸体上分离出了有毒性的出了有毒性的S S型活细菌；型活细菌；“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸毒无毒补充试验补充试验6存在有某种存在有某种“转化因子

3、转化因子”使细菌从使细菌从R R型转型转变为变为S S型。型。“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸1 1、2 2、R R型和型和S S型细菌的差别就在细菌外的多糖型细菌的差别就在细菌外的多糖荚膜上，所以致病的物质是多糖；荚膜上，所以致病的物质是多糖；7已经被加热杀死的已经被加热杀死的S S型细菌中型细菌中含有某种促成这一转化的活性含有某种促成这一转化的活性物质物质“转化因子转化因子”。为何无毒性的为何无毒性的R R型活细菌能转化成有毒型活细菌能转化成有毒性的性的S S型活细菌呢？型活细菌呢？“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸思思 考考！8进一步的提纯转化因子进一步的提纯转化因

4、子: 蛋白质蛋白质+R型型无毒无毒细菌细菌小鼠小鼠存活存活S型型活细菌活细菌 DNA +R 型型无毒无毒细菌细菌 小鼠小鼠死亡死亡 多糖多糖 +R型型无毒无毒细菌细菌小鼠小鼠存活存活并且发现并且发现DNADNA的纯度越高，转化就越有效。的纯度越高，转化就越有效。“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸深入研究深入研究910由此可见，转化因子就是由此可见，转化因子就是DNA。“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸结结 论：论：11人们仍不相信人们仍不相信DNADNA是遗传物质，这是由于：是遗传物质，这是由于：（1）因为蛋白质分子量大，结构复杂，）因为蛋白质分子量大，结构复杂，20种氨基

5、酸种氨基酸的排列组合将是个天文数字，可作为一种遗传信息。的排列组合将是个天文数字，可作为一种遗传信息。而而DNA分子量小，只含有分子量小，只含有4种不同的碱基，人们一度种不同的碱基，人们一度认为不同种的有机体的核酸只有微小的差别。认为不同种的有机体的核酸只有微小的差别。（3）即使转化因子的确是）即使转化因子的确是DNA，但也可能是，但也可能是DNA只是只是对荚膜形成起着直接的化学效应，而不是充当遗传信息对荚膜形成起着直接的化学效应，而不是充当遗传信息的载体。的载体。(2)认为转化试验中认为转化试验中DNA并未能提得很纯，还附有其它并未能提得很纯，还附有其它的物质。的物质。12 肺炎链球菌转化实

6、验肺炎链球菌转化实验 病毒重建实验病毒重建实验 噬菌体感染实验噬菌体感染实验“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸13“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸1952，Hershey & Chase 用用E.E.coli, phage T2做材料，利用同位素示踪法进行实验。做材料，利用同位素示踪法进行实验。蛋白质只含蛋白质只含S不含不含P，DNA只含只含P不含不含S，分，分别用含有别用含有35S、32P标记标记T2,感染感染E. coli 。事事件件原原理理14“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸如果如果35S进入大肠杆菌，那么进入大肠杆菌，那么. .如果如果32P进

7、入大肠杆菌，那么进入大肠杆菌，那么.设计思想设计思想蛋白质是遗传物质。蛋白质是遗传物质。核酸是遗传物质。核酸是遗传物质。15“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸吸附10分钟后用捣碎器使空壳脱离离心上清液中含75%放射性沉淀中含25%放射性沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代噬菌体用含35S-蛋白质（外壳）的噬菌体做感染试验16“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸吸附10分钟后用捣碎器使空壳脱离离心上清液中含15%放射性沉淀中含85%放射性沉淀细胞进一步培养后，可产生大量完整的子代噬菌体用含32P -DNA（核心）的噬菌体做感染试验17蛋白质没有进入宿主细胞，进入宿蛋白质没

8、有进入宿主细胞，进入宿主细胞的只有主细胞的只有DNA,DNA,有力地证明了有力地证明了DNADNA是携带遗传信息的载体。是携带遗传信息的载体。 结结 论：论：“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸18 肺炎链球菌转化实验肺炎链球菌转化实验 病毒重建实验病毒重建实验 噬菌体感染实验噬菌体感染实验“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸19当用由当用由TMVTMV的的RNARNA和和HRVHRV的的衣壳衣壳重建后的杂合病毒重建后的杂合病毒去感染烟草时，烟叶上出现的时典型的去感染烟草时，烟叶上出现的时典型的TMVTMV病斑。病斑。反之，用反之，用HRVHRV的的RNARNA与与TMVTMV

9、的的衣壳衣壳进行重建时，也进行重建时，也可获相同的结论。这就充分证明，在可获相同的结论。这就充分证明，在RNARNA病毒中，病毒中，遗传物质基础也是核酸，只不过是遗传物质基础也是核酸，只不过是RNARNA罢了。罢了。“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸将烟草花叶病毒拆成蛋白质和将烟草花叶病毒拆成蛋白质和RNA(RNA(该病毒不含该病毒不含DNA)DNA)，分别对烟草进行感染实验，结果发现只，分别对烟草进行感染实验，结果发现只有有RNARNA能感染烟草。能感染烟草。背背 景景启启 发发20烟草花叶病毒烟草花叶病毒Tobacco Mosaic Virus (TMV)Tobacco Mosaic Virus (TMV) “基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸21烟草花叶病毒（烟草花叶病毒（TMVTMV）的体外重建）的体外重建“基因基因”的化学本质是核酸的化学本质是核酸病毒1抗血清病毒2抗血清分别提取病毒1的蛋白外壳和病毒2的核酸免疫实验证明，杂种病毒的蛋白外壳来至于病毒1免疫实验证明，杂种病毒后代的蛋白外壳来至于病毒2