【金识源专版】高中生物第二章组成细胞的分子第三节遗传信息的携带者——核酸素材新人教版必修1.docx
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1、名校名 推荐第 3节遗传信息的携带者文字素材甘肃省宁县第三中学王建华1. 核酸的发现1868 年,在德国化学家霍佩赛勒(HoppeSeyler )的实验室里,有一个瑞士籍的研究生,名叫米舍尔(F.Miescher,1844 1895),他在实验室所承担的工作是研究脓血中细胞的化学成分。当时实验室附近有一家医院,常常扔出许多带脓血的绷带,脓血里有与病菌“作战”而死亡的白细胞以及其他死亡的人体细胞。米舍尔细心地用洗脱的办法将绷带上的脓血收集起来。 他先用酒精把细胞中的脂肪性物质去掉,然后用猪胃黏膜的酸性提取液(一种能除掉蛋白质的胃蛋白酶粗制品)进行处理, 结果发现细胞的大部分被分解了,而细胞核只是
2、缩小了一点儿, 仍然保持完整。 得到细胞核后, 米舍尔对组成细胞核的物质进行了化学分析, 发现细胞核内含有与细胞内其他有机物明显不同的物质,这种物质的磷含量很高,远高于蛋白质, 而且对蛋白酶有耐受性。米舍尔认为这是一种新物质。霍佩赛勒当时是生物化学界的权威, 治学严谨, 他要在亲自做实验验证米舍尔的工作后,才允许米舍尔发表这个成果。 霍佩赛勒用酵母细胞做实验,证实了米舍尔的发现。米舍尔将他发现的新物质命名为“核素”。核素十分不稳定,提取时必须非常小心,速度要快,还得保持很低的温度。为了制备核素, 米舍尔常常从清晨 500就开始在低温的房间里工作,这大大影响了他的健康。由于积劳成疾,他 51 岁
3、就离开了人间。霍佩赛勒的另一个学生,德国的科塞尔(A.Kossel, 1853 1927),发现核素是蛋白质和核酸的复合物。他小心地水解核酸,得到了组成核酸的基本成分:鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶, 还有些具有糖类性质的物质和磷酸。确定了核酸这个生物大分子的组成之后, 随之而来的问题是这些物质在大分子中的比例,它们之间是如何连接的。 斯托伊德尔( H.Steudel )找到了前一个问题的答案。通过分析,他发现单糖、每种嘌呤或嘧啶碱基、磷酸的比例为 111。限于当时的实验条件,后一个问题没有完全解决,科塞尔及其同事只是发现, 如果小心地水解核酸, 糖集团与含氮的基团是连在一起的。科塞尔还对核
4、酸与蛋白质的结合方式进行了研究。 他发现有些物种的核酸与蛋白质结合比较紧密,有些则比较松散。科塞尔因其在核酸化学领域的开创性工作,荣获1910年的诺贝尔生理学或医学奖。1911 年,科塞尔的学生列文( P.A.T.Levine,1869 1940)对核酸做了进一步的研究。他证明核酸所含的糖类由5 个碳原子组成, 并将这种糖类命名为核糖。 当时已经发现两种不同的核酸, 列文找到了它们之间的区别:它们中的五碳糖不同。 另一种糖类比核糖少一个氧原子,称为脱氧核糖。两种核酸也由原来的名字改为核糖核酸和脱氧核糖核酸。1934 年,列文发现核酸可被分解成含有一个嘌呤、一个核糖或脱氧核糖和一个磷酸的片段,这
5、样的组合叫核苷酸。 他认为核酸是由五碳糖与磷酸基团组成的长链,每一个五碳糖上再接一个碱基。列文认为这些碱基可能以一种非常简单的方法排列,如12341234 等,每个数字代表一种特定的碱基。 这个模型后来被称为核酸结构的四核苷酸假说。列文虽然没有获得诺贝尔奖,但他的贡献有目共睹,并将永远留在核酸化学的历史中。弄清物质结构的最终证明是成功地合成出这种物质。核酸的结构问题很复杂,糖类和碱基都是结构比较复杂的组分,有多种连接的可能,而且还有磷酸基团的位置问题。英国生1名校名 推荐物化学家托德(A.R.Todd )成功地合成了核苷酸,并于1955 年成功合成了二核苷酸。托德因其在核苷酸合成以及核苷酸辅酶
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