间接和直接证据

一、间接和直接证据

（一）间接证据

1．同一种生物的细胞核内DNA含量都是恒定的　细胞中DNA含量分析的结果表明，真核细胞中的DNA绝大部分存在于细胞核内。任何一种真核生物的体细胞，其DNA含量都是恒定的。正常情况下不受外界环境、营养条件和细胞本身代谢状态的影响，这是符合作为遗传物质的特性的。

2．生殖细胞中DNA含量是体细胞的一半　高等生物成熟的生殖细胞（精子和卵子）中的DNA含量正好是体细胞的一半（表1－1）。与此相吻合的是，生殖细胞的染色体数目（单倍体）也正好是体细胞（二倍体）的一半。

3．经过多次分裂以后，细胞中的DNA含量仍然保持恒定　处于增殖周期的细胞，在S期时DNA进行复制，含量增加1倍，但分裂为两个子细胞后，它们的DNA含量又与不分裂细胞的DNA含量一致。这说明在细胞增殖周期过程中DNA保持稳定性，并且能够完整地传递给后代。这种特性是蛋白质等生物大分子所不具备的，也是作为遗传物质的基本条件。

表1－1　几种生物的细胞中DNA含量（10^－6μg／细胞核）

＊肝脏除通常的二倍体（2n）细胞外，还有一些四倍体（4n）细胞，其DNA含量高于二倍体细胞。

（二）直接证据

1．肺炎双球菌转化实验　在肺炎双球菌转化实验中，只有DNA才具有转化作用。转化（transformation）是把一个菌株的DNA导入另一菌株体内，并使后者发生定向转变的现象。肺炎双球菌有两种类型：一种是R型（rough），菌落粗糙，没有多糖荚膜，无致病力；另一种是S型（smooth），菌落光滑，有多糖荚膜，能使人和小鼠致病。1928年，Griffith把活的R型菌同经过高温杀死的S型菌一起，注入小鼠体内，发现有些小鼠因肺炎而死亡，并从死鼠体内分离出活的S型菌。但是，单独将活的R型菌或者高温杀死的S型菌注入小鼠体内时，都无法使小鼠致病。这个实验说明，R型菌一定是在高温杀死的S型菌的影响下，才转变成S型菌的。那么，是什么因素使它发生转变的呢？1944年，Avery等从S型菌中把蛋白质、荚膜多糖和DNA分别提取出来，再分别将这3种物质加入到R型菌的培养基中，结果发现只有加入DNA时，R型菌才被转化成为S型，而且DNA越纯转化效率越高，由R型菌转化而来的S型菌，其后代也为S型。若先将DNA用酶分解，再加入到培养基中，就失去转化作用。这充分证明，起转化作用的因素是DNA，而不是其他物质。这是生命科学史上第一次直接证明了DNA就是遗传物质。

2．细菌感染过程　在细菌被感染过程中，侵入细菌细胞内的物质仅是DNA。Hershey和Chase（1952年）证明噬菌体侵入细菌细胞内的是DNA，而不是整个噬菌体。噬菌体是一种细菌病毒，结构简单，大多有一个蛋白质外壳，外形呈蝌蚪状，可分为头部和尾部。头部呈六角形，内含DNA，尾部中空。噬菌体单独不能繁殖，只有在进入细菌体内才能完成繁殖过程。当噬菌体感染细菌细胞时，先将尾部附于细菌表面，然后将DNA经尾部注入细菌体内，而蛋白质外壳则留在外面。进入细菌体内的DNA借助宿主细胞进行复制，并繁殖出与亲代相似的带有同样蛋白质外壳的许多子代。这说明决定噬菌体子代各种性状的物质是亲代的DNA，而不是蛋白质，从而又一次有力地证明了DNA是遗传物质。

此外，人们还证明，有些仅含有RNA和蛋白质的病毒，其RNA是遗传物质。例如烟草花叶病毒，它不含DNA，仅含有一条单链的RNA。实验证实，只有这条单链RNA才能感染宿主细胞，并繁殖后代。但在整个生物界中，绝大部分生物包括人类基因的化学本质是DNA。那么，DNA的化学成分组成以及结构特点如何呢？