生物与环境的关系.ppt

生物科技在農業上應用 吳 懷 慧 生命的螺旋體 1865年瑞士化學家米歇爾從病人的膿細胞中分離出核酸的成份。 1879年，德國生物學家弗來明在細胞核內發現了染色質。 1903年，美國細胞學家薩頓則發現，細胞染色體的活動方式，與孟德爾所描述的遺傳因子極為類似。 因此，是否染色體就是遺傳因子呢？一般來說，生物的染色體數目總是少於性狀表現的數目，所以科學家推測，遺傳因子應該存在於染色體上，也就是說在一條染色體上，會帶有許多不同的遺傳因子！ 1909年，丹麥的植物遺傳學家約翰遜開始以「基因」取代「遺傳因子」一詞。 1910年，美國遺傳學家摩根藉由果蠅的研究，終於證明了基因的確是存在染色體上。然而，其真正確立DNA是遺傳物質的，是兩組科學家的重要貢獻。 英國生物學家格里夫茲所進行細菌轉型實驗 赫希與蔡斯兩位科學家進行的噬菌體實驗 他們相繼地證實了DNA才是真正的遺傳物質，而不是蛋白質。 　細菌的轉型作用(Transformation)－DNA為遺傳物質的直接證據：1928年，英國的生物學家Griffith格里夫茲，他利用兩種不同品系(Strain)的細菌來感染老鼠，並觀察受感染的老鼠之生存情形，而這個實驗的結果証明了遺傳物質是DNA而不是蛋白質。 　　他的實驗流程如下： (A)注入鼠內活R型(Rough form)肺炎菌→不致病(鼠內只有R菌)(B)注入鼠內活S型(Smooth form)肺炎菌→致病而死亡(鼠內只有S菌)(C)注入鼠內以熱殺死的S型肺炎菌→不致病(鼠內沒有細菌存在)(D)注入鼠內活R型肺炎菌＋熱殺死S型肺炎菌→致病死亡(鼠內有活R菌及活S菌)　　這種由R型的細菌藉由和死掉的S型細菌接觸而轉變為S型細菌，這種狀況就稱為細菌的轉型作用(Transformation)。 格里夫茲的細菌轉型實驗 　　細菌的轉型作用(Transformation)－DNA為遺傳物質的直接證據：1928年，英國的生物學家Griffith格里夫茲，他利用兩種不同品系(Strain)的細菌來感染老鼠，並觀察受感染的老鼠之生存情形，而這個實驗的結果証明了遺傳物質是DNA而不是蛋白質。 　　他的實驗流程如下： (A)注入鼠內活R型(Rough form)肺炎菌→不致病(鼠內只有R菌)(B)注入鼠內活S型(Smooth form)肺炎菌→致病而死亡(鼠內只有S菌)(C)注入鼠內以熱殺死的S型肺炎菌→不致病(鼠內沒有細菌存在)(D)注入鼠內活R型肺炎菌＋熱殺死S型肺炎菌→致病死亡(鼠內有活R菌及活S菌)　　這種由R型的細菌藉由和死掉的S型細菌接觸而轉變為S型細菌，這種狀況就稱為細菌的轉型作用(Transformation)。 赫希與蔡斯的噬菌體實驗 　　研究噬菌體(Bacteriophage)的赫希及蔡斯，利用T2噬菌體來感染細菌，分別用含放射性同位素32P和35S的培養基來培養大腸桿菌，又分別用放射性同位素標定的T2噬菌體分別去感染大腸桿菌，然後收集噬菌斑中釋放出來的T2噬菌體，並分析其成份。 　　因為DNA中含有磷酸根的成份，因此被32P標記的必然是噬菌體裡頭的DNA而不是蛋白質外殼；蛋白質中有含硫胺基酸而不是磷的成份，因此被35S標記的必然是噬菌體的蛋白質外殼而不是裡頭的DNA。他們發現，經過感染後再釋放出來的噬菌體只含大量之32P，由此試驗進一步證實了DNA才是真正的遺傳物質，而不是蛋白質。 　1953年，生物學家華生和物理學家克里克，藉由科學家富蘭克林的一張精美的DNA晶體繞射圖，推測出DNA分子應該是雙螺旋的結構，這個發現讓當時的人們大開眼界；且從那時起，分子生物學便如雨後春筍般地蓬勃發展，而造就了今日絢麗的生物科技。 　　DNA （de-oxy-nucleic-acid），也就是“去氧核糖核酸”。如果將DNA想像成兩條串珠，互相地纏繞，每一個珠子即是DNA的一個基本單位，我們稱之為核苷酸。核苷酸是由鹼基、去氧核糖及磷酸三種成份所構成，我們依據核苷酸所含鹼基的不同，可分成四類： 鹼基英文縮寫中文名稱AdenineA 腺膘呤ThymineT胸腺嘧啶CytosineC 胞嘧啶GuanineG鳥糞膘呤　　 　　四種鹼基間存在著一個規則，A與T相對應，G與C相對應，而膘呤與嘧啶間的氫鍵力量能使DNA分子穩固。因為核苷酸只含有一個鹼基，所以我們常以A、T、C、G的縮寫來代 染色體存在細胞核內，由DNA與蛋白質所組成，如果我們在電子顯微鏡下觀察，會發現絲狀的DNA分子，盤旋纏繞在一顆顆的染色體的組織蛋白上；只有當細胞要進行分裂時，細胞核內疏鬆的染色質，才會捲曲濃縮成棒狀的染色體。 基因存在染色體上，而基因特別是指在DNA序列上，能夠表現出功能的部分；在人類的所有染色體上，約存在著30000個基因，而且每對染色體上，存在的基