8-1核酸的構造與功能.doc

第八章 遺傳基因與生物科技 課程標準 高二生物：第七章（生命科學和人生） 一、遺傳物質： 去氧核糖核酸(DNA) 簡述DNA的化學組成，DNA的結構， DNA和蛋白質的關係。 二、現代生物技學的發展 遺傳工程簡介， 離體培養（組織培養，器官培養，試管嬰兒） 三、生物技學的衝擊 在農業、畜牧、醫學、工業等方面的應用與衝擊。 四、生物技學之社會觀 潛在之危險，倫理觀，法律觀， 人類是否可成為新生命的主宰。 高三生物：第十二章（主宰生命奧秘的分子） 一、核酸的發現 證明核酸為遺傳物質的過程。 二、核酸的構造與複製 去氧核糖核酸（DNA）及核糖核酸（RNA）之基本組成，複製及轉錄，基因和DNA。 三、基因與蛋白質的合成 密碼子與胺基酸，蛋白質之合成、修飾與角色。 四、基因的表現 基因表現的調節，蛋白質活化的管制。 五、遺傳工程 人工基因重組，基因放大，基因轉殖。 六、突變 各種突變之形成，引起突變的因子。 探討活動：DNA的粗萃取 8-1 核酸的構造與功能 焦點 1 遺傳物質的發現 一、核酸的發現： 19世紀末：科學家認為細胞功能與遺傳性狀的主控者為細胞核 1871年，麥許爾（米契爾，瑞典人）： 發現膿的細胞核中有酸性物質→發現核酸（核素） 傷口的黏稠膿液沉澱出酸性物質 1889年，阿特曼：純化核酸，並確認核酸的組成單位為『核苷酸』 1928年，格里夫茲：發現肺炎雙球菌具有『性狀轉變』現象 1944年，艾佛力：證明造成R菌性狀轉變的物質為DNA 1950年，查卡夫：發現DNA分子中含氮鹼基之比例A與T相近、C與G相近 1952年，福蘭克林：獲得DNA分子結晶的清晰影像 1952年，賀雪蔡斯：證明噬菌體T2的遺傳物質為DNA而非蛋白質 1953年，華生克立克：發現DNA分子的三度空間結構為雙螺旋構造 1960年，科學家證明mRNA的存在 二、格里夫茲：發現肺炎雙球菌具有『性狀轉變』的現象 實驗材料 肺炎雙球菌、老鼠 S菌 菌落光滑 菌落較大 具有莢膜 具致病力 R菌 菌落粗糙 菌落較小 不具莢膜 無致病力 實驗步驟 A.活S菌→老鼠得肺炎死亡 活R菌→老鼠不會得肺炎 死S菌→老鼠不會得肺炎 B.活R菌＋死S菌→鼠死亡（死鼠體內發現有活S菌） 實驗結果 活R菌＋死S菌→鼠死亡（死鼠體內發現有活S菌） 推論 死的莢膜雙球菌具有某種物質（性狀轉變物） →可使無莢膜雙球菌的子代遺傳性狀改變而成為有莢膜的雙球菌 三、艾佛力：（艾佛瑞、阿夫雷、亞夫力） 1944年證明造成R菌性狀轉變的物質為DNA 『DNA酉每』會分解S型菌的DNA→使R型菌無法發生性狀轉變 分組 實驗過程 培養結果 ( R型菌 R型菌落 ( 殺死S菌，僅取其DNA 無菌落 ( R型菌＋死S型菌的DNA S型菌落 ( R型菌＋死S型菌的DNA＋DNA酉每 R型菌落 ( R型菌＋死S型菌的DNA＋RNA酶 S型菌落 ( R型菌＋死S型菌的DNA＋蛋白酶 S型菌落 四、賀雪蔡斯：（赫希蔡斯） 1952年放射性同位素追蹤法→證明噬菌體T2的遺傳物質為DNA而非蛋白質 1.實驗步驟： (1)噬菌體感染大腸菌 (2)以攪拌機將附在大腸菌表面的噬菌體分離 (3)以離心機將噬菌體與大腸菌分離 (上層液：含噬菌體蛋白質外殼 (下層液：含細菌（內含噬菌體核酸） 2.實驗結果： 噬菌體的蛋白質外殼用S35標記 噬菌體的中心核酸用P32標記 噬菌體感染細菌 →上層液有放射性、下層液無放射性 →細菌體內無放射性 噬菌體感染細菌 →上層液無放射性、下層液有放射性 →細菌體內具有放射性 3.推論：當噬菌體感染大腸菌時，僅噬菌體的中心核酸DNA進入細菌體內 →病毒核酸在細菌體內繁殖複製（產生新的病毒DNA和蛋白質外殼） 4.結論：遺傳物質為DNA而非蛋白質 試題範例 1.光滑型(S型)肺炎球菌有莢膜且具致病性；而粗糙型(R型)肺炎球菌則無莢膜且不具致病性。格里夫茲用熱殺死的S型肺炎球菌注入鼠體內，鼠仍存活未受影響；但當用熱殺死的S型肺炎球菌和活的R型肺炎球菌一起注入鼠體內，則鼠罹肺炎而死，且由鼠體所分離出的肺炎球菌為S型。試根據格里夫茲的實驗及既有的生物學知識回答下列問題： (1)下列有關R型肺炎球菌在實驗鼠中所產的子代之推論，何者正確？ (A)外表型改變而基因型不變 (B)基因型改變而外表型不變 (C)外表型隨基因型的改變而變 (D)基因型隨外表型的改變而變 (2)下列有關格里夫茲實驗的敘述，何者正確？ (A)所用的S型肺炎球菌因具莢膜使菌體外表光滑，所以稱為光滑型 (B)熱殺死的S型肺炎球菌不會使鼠致病的結果，並不能證明本菌的致病力與莢膜無關 (C)結果證實R型肺炎球菌的遺傳物質可進入用熱殺死的S型菌體內使其復活 (D)結果證