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科学史著述 ——遗传的物质基础 第一部分：格里菲斯（Griffith F）肺炎双球菌转化实验 第二部分：埃弗里(O．Avery)肺炎双球菌转化实验 第三部分：赫尔希(Hershey)和蔡斯(Chase)噬菌体侵染细菌实验 一、肺炎双球菌的介绍 二、格里菲斯（Griffith F）实验 三、关于转化 3、从免疫学角度 （1）为何S型细菌会致病，而R型细菌不能致病？ 荚膜能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，细菌迅速增殖、扩散，引起机体发生疾病。 合成荚膜的是一个控制UDPG——脱氢酶的基因 （2）同是一种S型的肺炎双球菌，为何使人患肺炎，而小鼠患白血病？ 剖检发现，小家鼠的血液中有ⅢS细菌。这一实验结果可以有三种解释。 （1）ⅢS细菌可能并未完全杀死。 （2）ⅢS品系死菌刺激小鼠体内产生免疫物质，使R型转变为S型。 （3）R型从杀死的ⅢS获得某种物质，导致类型转化，从而恢复了原先因基因突变而丧失的合成荚膜的能力。 1931年，道森成功地在体外进行了转化实验:只在培养皿中使IIR型菌转化成ⅢS型菌，不需要以小鼠为媒介。——这否认了因小鼠体内免疫物质诱导的解释。 1933年，阿洛维将II-R型菌和ⅢS型菌的无细胞提取液混合，培养皿上仍长出了ⅢS型菌。——这否认了R型菌以某种方式使加热杀死的S型菌“复活”。 三、关于转化 1、何为转化？其实质是什么？ 转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质（DNA片段），将其同源部分进行碱基配对，组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状，这种变异现象，称为转化。 外源DNA分子一旦找到它的内源同源体，这两个分子就可进行遗传交换了。交换的结果是使外源DNA被整合，而使同源的内源DNA分子被排斥出去，从而产生由R型细菌变为S型细菌的遗传转化。因为R型与S型的DNA可以同源区段配对，形成杂合细菌，通过分裂生殖形成R型和S型两种后代。 三、关于转化 2、影响转化的因素有： ①供体细胞DNA的纯度。DNA越纯，转化率就越高。 ②两种细菌的亲缘关系。亲缘关系越近，转化越容易。 ③受体菌状态。只有处于感受态的受体菌才能被转化。 R型活肺炎双球菌（受体菌）在对数期后期（生长后期）约40分钟内处于“感受态”，对数期的大肠杆菌处于一个较为“脆弱”的时期，其内部的一切架构都较为松散，保护机制处于一种低防御状态，是一种很好的感受态； 三、关于转化 3、 转化理论----细胞膜“感受因子”理论 感受态因子：细菌生长到一定阶段后合成并分泌的一种小分子蛋白质，它可以催化外来DNA片段的吸收或降解细胞表面某种成分，从而使细胞表面的DNA受体显露出来（也可能是一种自溶酶，可特异性地结合DNA）。 转化过程： 被加热杀死的S型肺炎双球菌（供体菌）自溶，释放出自身的DNA片段。 当“转化因子”遇到感受态的R型活肺炎双球菌（受体菌）时，就与R型活肺炎双球菌（受体菌）细胞膜表面的“感受态因子”位点相结合，双链拆开。 其中一条降解，另一条单链逐步进入细胞，与受体菌染色体组上的同源区段配对，并使受体染色体组的相应单链片段被切除，从而将其替换，于是形成一个杂种DNA区段（它们间不一定互补，故可呈杂合状态）。 第二部分：埃弗里(O．Avery)肺炎双球菌转化实验 艾弗里实验室的道生发现，若把 R 型菌落的细菌移植于含有加热杀死了的 S 型菌落细菌的培养基中，也可以实现细菌转化。 艾弗里实验室的另一位研究人员阿罗威(J．L．Alloway)，他用 S 型菌落细菌的无细胞抽提液实现了细菌转化。这表明，对肺炎球菌转化起作用的因子是一种处于溶解状态的物质。 艾弗里等人的工作实际是：不断地去除S型细菌中各种成分，然后得到纯化的“转化因子”；接着对纯化的“转化因子”进行鉴定，确认它就是DNA。并不是像高中教材中说的那样：对S型细菌中的各种成分进行提纯，再用提纯的各种成分去做转化实验测试。 噬菌体小组 赫尔希 卢里亚 德尔布吕克 共同获得了1969年的诺贝尔生理学-医学奖。 当时发现80％的35S标记在上清液中，20％在沉淀中。（若干年后表明，20％仍然与细菌相关联的35S，主要由与噬菌体相关的尾部碎片构成，这些碎片与细菌表面黏附过于紧密，而不能通过搅拌去掉）。 当时发现70％的32P仍然与搅拌后沉淀中的细菌相关联，只有30％的32P位于上清液中。上清液中放射性的大约1/3，被认为是搅拌时细菌的破裂造成的。（若干年后表明，剩下的2/3是附着在细菌上有缺陷的噬菌体颗粒造成的，这些噬菌体颗粒不能注射它们的DNA）。 霍启斯曾经把肺炎球菌转化实验的遭遇与赫尔希和蔡斯的噬菌体感染实验的