世纪经典实验.pdf

01 【实验题目】：PCR 【完成该实验的科学家】：美国科学家Kary B Mullis 【实验大致过程，经历】：PCR最初的原始雏形概念是类似基因修复复制，它是于 1971 年由 Dr. Kjell Kleppe 提出。他发表了第一个单纯且短暂性基因复制（类似PCR前两个周期反应） 的实验。而现今所发展出来的PCR则于 1983 由 Dr. Kary B. Mullis发展出的。 1983 年 4 月在开车去度周末的路上，Kary Mullis考虑是否可以有一种方法对微量生物样品 中的DNA 的结构进行鉴定，因为很多致病基因的鉴定都只能在很少的样品中进行。最初他 想利用Sanger做DNA序列分析的原理，但是做序列分析时，引物的结合并不能保持足够的特 异性。于是，他想到在目的基因的下游再加一条引物，这条引物结合在互补链上，两次序列 分析的结果可以相互补而确认。然而DNA样品中含有的脱氧核苷酸可能会干扰双脱氧核苷 酸的参入。解决的办法是将实验分两步进行，第一步先在反应体系中加入脱氧核苷酸，反应 完成后可以获得的不同长度的DNA片段；然后加热使各种不同长度的两条链解链，再加入 新的寡核苷酸引物和同位素标记的双脱氧核苷酸得到标记片段进行分析。不过，如果脱氧核 苷酸的量已经足以合成新链全长，就无法进行上述分析。想到这里，Mullis突然意识到，尽 管这样的合成的DNA链不能用于分析DNA 的序列，但是如果反复进行这一反应，无疑位于 两个引物之间的序列会得到扩增，扩增出来的DNA应该是位于两条引物间特异性序列。 【实验意义和贡献或者启发等】：通过PCR ，可在几小时内将一个分子的遗传物质成百万乃 至上亿倍的复制。PCR技术的建立在科学史属于一种“postmature”发展方式。即该项发现或 发明出现时的一切理论基础都已经具备，只是没有人实现这一发明或发现。可见，科学家们 需要更活跃的思维来充分利用前人的知识和见解。 参考文献出处：/view/2764.htm /space.php?uid=893do=blogid=568 02 实验题目】：细菌转化实验 【完成该实验的科学家】：F.Griffith ，（英国）；O ．T ．Avery （美国）等人 【实验大致过程，经历】： 肺炎双球菌基本上可以分为两个类型或品系。一个是有毒的光滑类型，简称为 S 型。一个是 无毒的粗糙类型，简称为 R 型。S 型的细胞由相当发达的荚膜（或称为被囊）包裹着。荚膜 由多糖构成，其作用是保护细菌不受被感染的动物的正常抵抗机制所杀死，从而使人或小家 鼠致病（对人，它能导致肺炎；对小家鼠，则导致败血症）。但在加热到致死程度后，该类 型的细菌便失去致病能力。由于荚膜多糖的血清学特性不同、化学结构各异，S 型又可分成 许多不同的小类型，如 S Ⅰ、S Ⅱ、SⅢ等。而 R 型细胞没有合成荚膜的能力，所以不能使 人或小家鼠致病。它不能合成荚膜的原因在于一个控制 UDPG 一脱氢酶的基因发生了突变， R ，S 两型可以相互转化。 1928 年，Griffith （格里菲斯）将肺炎球菌S Ⅱ在特殊条件下进行离体培养，从中分离出 R 型。当他把这种 R 型的少量活细菌和大量已被杀死的 SⅢ混合注射到小家鼠体内以后，出乎 意外，小家鼠却被致死了。剖检发现，小家鼠的心血中有 SⅢ细菌。这一实验结果可以有三 种解释。（1）SⅢ细菌可能并未完全杀死。但这种解释不能成立，因为单独注射经过处理的 SⅢ时并不能致死小家鼠。（2 ）R 型已转变为 S 型。这一点也不能成立，因为剖检发现的是 SⅢ不是 S Ⅱ，R 型从 S Ⅱ突变而来，理应转化为 S Ⅱ。（3 ）R 型从杀死的 SⅢ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。格里菲斯肯定了这种 解释。这就是最早发现的转化现象. 1 三年之后，研究者们发现，在有加热杀死的 S 型细菌存在的条件下，体外培养 R 型的培养 物，也可以产生这种转化作用。此后不到两年，又发现 S 型细菌的无细胞抽提物加到生长着 的 R 型培养物上，也能产生 R 向 S 的转休（R→S）。于是，研究者们提出，加热杀死的 S 型细菌培养物或其无细胞抽提物中，一定存在着某种导致细菌类型发生转化的物质。这种物 质究竟是什么，人们尚不知道，为便于研究，暂时叫做“转化因子” （transforming principle ）。 格里菲斯发现转化作用，为尔后认识到 DNA 是遗传物质奠定了基础。艾弗里和他