简述一下生命现象中遗传的奥秘和化学的关系
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/16 04:15:59
简述一下生命现象中遗传的奥秘和化学的关系
简述一下生命现象中遗传的奥秘和化学的关系
简述一下生命现象中遗传的奥秘和化学的关系
恩,简单的一点线索就是:
1.发现遗传现象--2.研究什么引起了遗传遗传(找寻是什么物质)--3.对找到的遗传物质的成分进行分析---得出遗传的奥秘和其物质化学成分的联系
下面是详细的介绍:(最后一段是和化学的联系)
遗传是基因决定的,那么基因又是由什么构成的呢?在显微镜下面看染色体上的基因,只不过是一些黑色条纹,很难看出它们的细微结构,因而也就无法说明基因是什么.
基因决定生物的遗传性状,孟德尔的假说被证实了,但是,摩尔根接着又向后人提出一个假说,他在自己的名著《基因论》的末尾写道:“我仍然很难放弃这个可爱的假设:就是基因之所以稳定,是因为它代表了一个有机的化学实体.”
真正的遗传物质
人类对细胞的研究不断深入,在研究细胞质、细胞核之后,又开始在分子水平上研究细胞,从而进入分子生物学,它要对生物细胞的分子结构进行探索,从而来破解基因之谜.
20世纪以来,人们已经知道:构成细胞的化学物质主要有两大类:一类是蛋白质,另一类是核酸.蛋白质的基本结构单位是氨基酸,常见的蛋白质是由20种不同的氨基酸组成的,不同的蛋白质区别就在于所含氨基酸的种类数目和排列的次序不同.核酸之所以叫它核酸,是因为它最先在细胞核里找到的.它的基本单位叫核苷酸.核酸在细胞里的含量很少,一个鸡蛋里的核酸只占鸡蛋重的20万亿分之一,也就是说,20万亿个鸡蛋所含的核酸的总量,不过等于一个鸡蛋的重量.
其实,早在摩尔根之前就有人在进行这方面的探索,不过当时没能引起人们的注意.1869年,瑞典科学家米歇尔发现,细胞核主要由含磷物质构成.20年后,人们发现这种物质是强酸,便称为核酸.后来,德国人科赛尔将核酸水解,又发现它含有3种成分:核糖、磷酸和有机碱,而有机碱又含有4种成分:胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G),这样,人们对细胞核的认识有了更加深入的了解.
科赛尔的学生美国化学家莱文,又发现了一个事实:核酸里的糖比普通糖少一个碳原子,就叫它核糖;他又发现有些核糖少一个氧原子,就命名为脱氧核糖.由于核酸所含的糖不同,又分做核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA).
在1932年春天召开的国际光疗会议上,作为物理学家的玻尔不怕别人说他班门弄斧,竟在各国医学家、生物学家面前作了一个《光与生命》的演讲.在演讲中,他没有就生物论生物,而是从量子力学出发,大谈物理与生物的互补原理,使在场的许多专家听得茅塞顿开.
在听众当中,有一位年仅26岁的原子物理学家,他叫德尔布吕克.
德尔布吕克听完玻尔的演讲后,觉得生物学与物理学相比,生物学的微观世界还远没有被人涉足,而物理学的一些研究方法和原理却正可以用于这门新学科,生理现象所以比物理现象复杂,其原因就在于它是生命的体现,而生命之谜正在遗传,这是一个诱人的题目.于是,德尔布吕克暗下决心,改弦更张,由研究物理学转入研究生物学.
第二次世界大战前夕,欧洲科学家纷纷到美国避难,德尔布吕克也来到美国,在加利福尼亚的摩尔根研究基地工作.这时,他看到实验室里使用一种“噬菌体”作为细菌和病毒研究的材料.这噬菌体是一种病毒,与其他生物的细胞染色体的基因有一样的物理、化学属性,但它的结构简单得出奇:它有一个六角形的头,头部中心含有DNA,头部后面拖着一条尾巴,尾巴稍上又有六根尾丝.当噬菌体感染细菌时,先用六根尾丝牢牢地粘附在细菌壁上,这时,它的尾部放出一种酶,把细菌的细胞壁溶解开一个洞,然后就可钻入.而且,它繁殖得很快,侵入大肠杆菌内后,只要20分钟就可繁殖数百个后代.这是一种细菌的“寄生虫”,也能将其多种多样的性状传递给后代.
德尔布吕克见到这种东西不禁心中一喜,选择最简单而又典型的对象来研究,正是物理学中常用的办法.所以,他决定以这个噬菌体作为研究基因的突破口.
噬菌体头部含有 DNA,其他部分都是蛋白质,现在的问题是要区分它进入大肠杆菌后,是靠哪一部分遗传、繁殖的.研究原子物理出身的德尔布吕克这回又表现出了他的优势,他采取了物理学研究方法中常用的放射性同位素标记法.
原来,DNA中只存在磷,不存在硫,而蛋白质中大多是硫,只有极少的磷.于是,他和生物学家赫尔希等人设计了一个极其巧妙的试验:他们用放射性磷-32和放射性硫-35来分别给DNA和蛋白质作了记号,然后,用作了记号的噬菌体去感染大肠杆菌.这一招儿果然很灵,他们发现,当噬菌体侵入细菌内部时,是将身体外壳留在细胞壁外,而将DNA渗入细胞内,这通过记录到的磷-32和硫-35就可以分得一清二楚.