遗传的物质基础

首先复习有关内容：细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞内的生命物质叫原生质。在原生质的各种成分中，何者是遗传物质呢？首先，由教师采用设问、自答的方式，介绍人类对遗传物质的探究历史。

1．人类对遗传现象、遗传规律的探究一直没有停止，并且还在不断深入。当初摩尔根虽然证明了染色体是基因的载体，但染色体究竟是由什么物质组成的？基因的化学构成是什么？基因为何能传递遗传信息？……这些问题仍然有待进一步去解决。虽然当时已经发现核酸是组成细胞核的主要成分，而且也已经发现核酸中有四种不同的碱基，但是人们却误认为核酸是由四种核苷酸组成的单调均匀的大分子，因此，许多生物学家不相信核酸会是千变万化的基因的载体，他们认为蛋白质才可能是遗传物质。

为什么蛋白质会被认为是遗传物质呢？这是因为20世纪以来，人们发现的蛋白质的种类越来越多，功能也越来越广泛，一切生命活动，包括遗传特性的表现都离不开蛋白质。如我们在前面学习过的起催化作用的酶、起免疫作用的球蛋白，以及一些对生命活动起调节作用的激素。据估计，人体中的蛋白质不少于十万种。因此，许多生物学家都认为，只有蛋白质才有可能是复杂基因的载体。

2.在核酸和蛋白质中究竟谁是基因的载体呢？我们首先要从理论上推断一下作为遗传物质必须具备哪些特点，如果我们能够用实验来证明某种物质具备这些特点，我们就能确定到底哪种物质是遗传物质。用“遗传物质必须具备哪些基本特点才能使生物的遗传现象成为可能？”的问题将教学转入下一阶段：

（l）“我国民间有句俗话说：‘龙生龙，凤生凤，老鼠生儿会打洞。’这句俗话说的就是生物的遗传现象。我们研究生物的遗传现象是从性状入手去进行研究的。”从这个现象可以推出结论：“生物的性状在前后代表现出连续性。它的遗传物质必定能够进行自我复制”。这个推断学生可能只能说出：“遗传物质能够复制，保证生物的连续性”，不会一下子说完全。教师要把握住“复制”和“连续性”这两个关键点。这里的“复制”是“自我复制”，不是被动地、接受外来指令进行的复制。而是在生物体内、自发地对这种物质进行翻版或拷贝。这里的“连续性”学生可能不会很好地区分是“生命的连续性”还是“性状的连续性”。教师要通过不断地追问使学生明确：“自我”和“性状”这两个关键点。

（2）对于遗传物质应该“能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状”的这个特点，学生不会自发地推论出来。教师可以通过“性状主要是通过什么物质表现出来的？”也可以通过复习前面讲过的如“蛋白质对某种性状（血型、酶、激素等）的控制作用”以及“蛋白质是一切生命活动的体现者”这一结论，使学生意识到：“性状主要是通过蛋白质表现出来的”。这时结合上面的推论：“遗传物质应能保证生物性状的连续性”，而“性状主要是通过蛋白质表现出来的”，教师可以提问：“那么，遗传物质是否会与蛋白质有关呢？”答案当然是肯定的。“遗传物质可能就是蛋白质，或者能够控制蛋白质的合成，并通过控制蛋白质的合成来影响生物的性状。”这一结论的得出就不难被学生接受了。

（3）从“某种物质作为遗传物质它的结构可能是相对稳定，不易变化，还是相对不稳定，极易变化的呢？”这一提问可引导学生对遗传物质结构的稳定性进行思考和推论，学生可能会想到：“遗传物质的结构可能应该是稳定的、不变的。”对这个过于绝对的推断教师可以再提问：“如果遗传物质稳定到了绝对不变的程度，那么生物就应该是绝对不变的。你认为这个推论与实际情况相符合吗？”在这时学生自然会意识到：“遗传物质的结构在基本稳定的前提下，也应该而且可能发生少量的变化。”这时教师要再予以补充：“这些遗传物质在结构上的少量变化，还应该是可遗传的。”至此，教师可进行关于遗传物质特点的小结并做板书，写出遗传物质的四个特点。

3．遗传物质必须具有以下特点：（1）分子结构具有相对的稳定性；（2）能够自我复制，前后代保持一定的连续性；（3）能产生可以遗传的变异；（4）能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状。

4．在前面教材内容中，我们学习过细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用，其中很关键的一个知识点是染色体的复制与传递规律，也就是说，染色体在生物的传种接代中，能够保持一定的稳定性和连续性。由此，可认为染色体在遗传上起着主要作用，正是因为染色体连绵不断地向后代传递，才使生物的后代具有与亲代相似的性状。染色体的化学成分主要是DNA和蛋白质，那么，DNA和蛋白质谁是遗传物质呢？在20世纪50年代前人们还不清楚，科学家发现寄生在细菌细胞内的病毒——噬菌体仅由蛋白质外壳和DNA组成，与染色体成分相似，通过侵染实验证明了DNA是遗传物质。在此年代还利用肺炎双球菌做转化实验，发现DNA具有转化功能，是遗传物质。