初中生物:基因、DNA、染色体之间的关系


来源乐山家教吧 日期:2013年10月07日 点击:441次 分类家长课堂 上一篇初中物理密度单位的转换 下一篇高中生物重点知识记忆口诀

基因的物质基础是什么?起初科学家们认为蛋白质较有可能是遗传物质,因为蛋白质由20种不同的氨基酸组成,而DNA只有4种不同的碱基。直到1944年艾弗里(O.Avery,1877—1955)等证实了肺炎双球菌的转化因子是DNA,人们才确认基因的物质基础是DNA,某些病毒的遗传物质是RNA。DNA复制,基因也随着复制。细胞分裂时,复制了的染色体和其上的基因传给后代,这就是生物繁衍的分子基础。
   1910年,摩尔根(T.H.Morgan,1866—1945)通过果蝇的遗传实验证明基因存在于染色体上。而后,摩尔根*导的实验室还阐明了多个基因在一条染色体上呈线性排列,从而得出了染色体是基因的载体的结论。但当时对基因的化学成分并不清楚。
   DNA是遗传物质的证据主要来自于肺炎双球菌的转化实验。1944年,美国科学家艾弗里和同事经过10年的工作,在离体的条件下完成了肺炎双球菌从无毒型(R型)向有毒型(S型)的转化。他们把DNA、蛋白质、多糖等物质分别从活的5型细菌中提取出来,把每一成分分别跟活的R型细菌混合后在培养液中培养。他们发现,S型细菌的DNA成分、且只有DNA能够把某一R型细菌转化为5型,而且DNA的纯度越高,这种转化过程越有效。若使DNA分解,就不再出现转化现象。以上实验说明从一种基因型的细胞来的DNA掺入到另一不同基因型的细胞中,可引起稳定的遗传变异,DNA具有特定的遗传特性,是遗传物质。
   DNA多聚核苷酸中的碱基对的排列顺序决定了遗传信息。遗传信息的编码通常是从DNA的5’端到3’端(聚合酶按这个方向复制DNA)。在以DNA为遗传物质的生命体中,基因是有遗传效应的DNA的一个区段,并与它所决定的蛋白质的氨基酸顺序相对应。每个DNA分子上有很多个基因,每个基因中又可以含有成百上千个核苷酸对。在一条DNA分子上的基因一般是分散的,被不编码蛋白质的DNA分开。
   基因的3个基本特性可以用DNA的特性加以说明。
   1.基因的自我复制。在细胞有丝分裂间期,DNA复制为相同的两个DNA分子,基因也随之复制。
   2.基因决定性状。某一区段的核苷酸顺序互补地决定mRNA的核苷酸顺序,进而专一地决定蛋白质的氨基酸顺序。所以某一基因存在时,决定某种酶或其他蛋白质的合成,通过生理生化过程,出现某一性状。
   3.基因的突变。DNA分子很稳定,但偶尔也会出现差错,例如某一区段内一个碱基对改变了,改变的新核苷酸顺序通过复制又能稳定地保持下去。基因也很稳定,但偶尔也会发生一个突变,出现一个与原来不同的新等位基因。该基因通过自我复制又稳定地一代一代传下去。
   现已证明遗传物质除了DNA外还有RNA,如有些病毒不含DNA,只含有RNA和蛋白质。