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赫雪-蔡司實驗

指数 赫雪-蔡司實驗

赫雪-蔡司實驗(Hershey-Chase experiment)是阿弗雷德·赫希與瑪莎·蔡斯在1952年所主導,利用T2噬菌體(T2 phage)與細菌進行的一系列生物學實驗。此實驗確認了DNA在噬菌體以及其他生物中作為遺傳物質的功用。在此之前,人們仍然預測病毒遺傳物質為蛋白質而非DNA。 阿弗雷德·赫希與另外兩位科學家獲得1969年的諾貝爾生理學或醫學獎,理由是「發現確認病毒的遺傳結構」。不過,瑪莎·蔡斯卻無緣獲得此獎項。.

19 关系: 同位素实验噬菌体细菌病毒瑪莎·蔡斯生物生物学遺傳物質诺贝尔生理学或医学奖阿弗雷德·赫希脱氧核糖核酸離心機蛋白质T2噬菌體格里菲斯實驗放射性

同位素

同位素(Isotope)是某種特定化學元素之下的不同種類,同一種元素下的所有同位素都具有相同原子序數,質子數目相同,但中子數目卻不同。這些同位素在化學元素週期表中佔有同一個位置,因此得名。 例如氫元素中氘和氚,它們原子核中都有1個質子,但是它們的原子核中分別有0個中子、1個中子及2個中子,所以它們互為同位素。.

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实验

实验(德语、英语、瑞典语、荷兰语: Experiment),区别于试验,实验是在科学研究中,在設定的條件下,用来检验某种假设,或者驗證或質疑某种已经存在的理论而进行的操作。科學實驗是可以重複的,不同的實驗者在前提一致,操作步驟一致的情況下,能夠得到相同的結果。通常实验最终以实验报告的形式发表。(而试验指的是在已知某种事物的时候,为了了解它的性能或者结果而进行的试用操作。) 「实验」一词,在教育学/教学法文献中有着各种各样的定义。因此在这里对实验的定义进行解释和讨论。.

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噬菌体

噬菌体(bacteriophage)是病毒的一種,其特別之處是專以細菌為宿主,較為熟知的噬菌體是以大腸桿菌為寄主的T2噬菌體。 跟別的病毒一樣,噬菌體只是一團由蛋白質外殼包裹的遺傳物質,大部分噬菌體還長有「尾巴」,用來將遺傳物質注入宿主體內。超過95%已知的噬菌體以雙螺旋結構的DNA為遺傳物質,長度由5,000個碱基对到5,000,000個碱基对不等;餘下的5%以RNA為遺傳物質。正是通過對噬菌體的研究,科學家證實基因以DNA為載體。(见赫希-蔡斯实验)整個噬菌體的長度由20納米到200納米不等。它們的基因組可含有少至四個、多至數百個基因。在注射其基因組進入細胞質後,噬菌體在細菌內複製。噬菌體是在生物圈中最常見的和多樣化的實體。 噬菌體是一種普遍存在的生物體,而且經常都伴隨着細菌。通常在一些充滿細菌群落的地方,如:泥土、動物的內臟裡,都可以找到噬菌體的蹤影。目前世上蘊含最豐富噬菌體的地方就是海水。在海平面,平均每毫升的海水即含有9×108個病毒粒子(virions),並使海水中70%的細菌受到噬菌體的感染。 噬菌体的命名是由希腊语词汇“吞噬”(φαγεῖν)的首字母Φ開始,然後加上一組序號。 在蘇聯、中歐和法國,噬菌體都曾用作抗生素的替代品,作為醫療用品的時間超過90年。英国广播公司 地平线系列(1997年):The Virus that Cures,一部关于噬菌体药物的纪录片。噬菌體治療已經被更多國家的醫師接受,它們被看作是對於許多細菌的菌株可能的治療。.

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硫是一种化学元素,在元素周期表中它的化学符号是S,原子序数是16。硫是一种非常常见的无味无臭的非金属,纯的硫是黄色的晶体,又稱做硫黄、硫磺。硫有许多不同的化合价,常見的有-2, 0, +4, +6等。在自然界中常以硫化物或硫酸盐的形式出现,尤其在火山地区纯的硫也在自然界出现。硫单质难溶于水,微溶于乙醇,易溶于二硫化碳。对所有的生物来说,硫都是一种重要的必不可少的元素,它是多种氨基酸的组成部分,尤其是大多数蛋白质的组成部分。它主要被用在肥料中,也廣泛地被用在火药、潤滑劑、殺蟲劑和抗真菌剂中。.

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磷(Phosphorum,化学符号:P)是一种化学元素,它的原子序数是15。.

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细菌

細菌(学名:Bacteria)是生物的主要類群之一,屬於細菌域。也是所有生物中數量最多的一類,據估計,其總數約有5×1030個。細菌的個體非常小,目前已知最小的細菌只有0.2微米長,因此大多--能在顯微鏡下看到它們;而世界上最大的細菌可以用肉眼直接看見,有0.2-0.6毫米大,是一種叫納米比亞嗜硫珠菌的細菌。細菌一般是單細胞,細胞結構簡單,缺乏細胞核以及膜狀胞器,例如粒線體和葉綠體。基於這些特徵,細菌屬於原核生物。原核生物中還有另一類生物稱做古細菌,是科學家依據演化關係而另闢的類別。為了區別,本類生物也被稱做真細菌(Eubacteria)。古細菌與真細菌在生活環境、營養方式以及遺傳上有所不同。細菌的形狀相當多樣,主要有球狀、桿狀,以及螺旋狀。 細菌廣泛分佈於土壤和水中,或著與其他生物共生。人體身上也帶有相當多的細菌。據估計,人體內及表皮上的細菌細胞總數約是人體細胞總數的十倍。此外,也有部分種類分布在極端的環境中,例如溫泉,甚至是放射性廢棄物中,它們被歸類為嗜極生物,其中最著名的種類之一是海棲熱袍菌,科學家是在意大利的一座海底火山中發現這種細菌的。甚至在太空梭上也能生長。然而,細菌種類是如此多,科學家研究過並命名的種類只佔其中的小部份。細菌域下所有門中,只有約一半能在實驗室培養的種類。 細菌的營養方式有自养及异养,其中异养的腐生細菌是生态系统中重要的分解者,使碳循環能順利進行。部分細菌會進行固氮作用,使氮元素得以轉換為生物能利用的形式。細菌也對人類活動有很大的影響。一方面,細菌是許多疾病的病原體,包括肺結核、淋病、炭疽病、梅毒、鼠疫、砂眼等疾病都是由細菌所引發。然而,人類也時常利用細菌,例如乳酪及酸奶和酒釀的製作、部分抗生素的製造、廢水的處理等,都與細菌有關。在生物科技領域中,細菌有也著廣泛的運用。 總的來說,這世界上約有5×1030 隻細菌。其生物量遠大於世界上所有動植物體內細胞數量的總和。細菌還在營養素循環上扮演相當重要的角色,像是微生物造成的腐敗作用,就與氮循環相關。而在海底火山和在冷泉中,細菌則是靠硫化氫和甲烷來產生能量。2013年3月17日,研究者在深約11公里的馬里亞納海溝中發現了細菌。其他研究則指出,在美國西北邊離岸2600米的海床下580米深處,仍有許多的微生物根據這些研究人員的說法:「你可以在任何地方找到他們,他們的適應力遠比你想像的還要強,可以在任何地方存活。.

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病毒

病毒(virus,中文舊稱“濾過性病毒”)是由一个核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的非细胞形态,靠寄生生活的介於生命体及非生命體之間的有機物種,它既不是生物亦不是非生物,目前不把它歸於五界(原核生物、原生生物、真菌、植物和動物)之中。它是由一个保护性外壳包裹的一段DNA或者RNA,藉由感染的機制,这些简单的有機体可以利用宿主的细胞系统进行自我复制,但无法独立生长和复制。病毒可以感染几乎所有具有细胞结构的生命体。第一个已知的病毒是烟草花叶病毒,由马丁乌斯·贝杰林克于1899年发现并命名,迄今已有超过5000种类型的病毒得到鉴定。研究病毒的科学称为病毒学,是微生物学的一个分支。 病毒由两到三个成份组成:病毒都含有遺傳物質(RNA或DNA,只由蛋白质组成的朊毒體并不属于病毒);所有的病毒也都有由蛋白质形成的衣壳,用来包裹和保护其中的遗传物质;此外,部分病毒在到达细胞表面时能够形成脂质包膜环绕在外。病毒的形态各异,从简单的螺旋形和正二十面體形到複合型结构。病毒颗粒大约是细菌大小的百分之一。Collier pp.

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瑪莎·蔡斯

莎·蔡斯(Martha Cowles Chase,)是一位美國生物學家,與阿弗雷德·赫希所作的赫希-蔡斯實驗證明了DNA為遺傳物質,為20世紀生物學最重要的發現之一。1964年獲得南加州大學的哲學博士學位。.

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生物

生物(拉丁语,德语: Organismus, ,又称有機體)是指稱類生命的个体。在生物学和生态学中, 地球上约有870萬種物種(±130萬),其中650萬種物種在陆地上,220万种生活在水中。 生物最重要和基本的特徵在生物會進行新陳代謝及遺傳兩點,前者說明所有生物一定會具備合成代谢以及分解代谢(兩個是完全相反的兩個生理反應過程),並且可以將遺傳物質複製,透過自我分裂生殖(無性生殖)或有性生殖,交由下一代繁殖下去以避免滅絕,这是類生命现象的基础。 生命的起源和生命各个分支之间的关系一直存在争议,古早的生命分類已經過時,近代古典生物學的分類又受到分子生物學的挑戰。一般而言,我們將生物分為兩大類:原核生物和真核生物。原核生物分为兩大域:细菌(Bacteria)和古菌(Archaea),这两个域相互之间的关系并不比他们和真核生物的关系更为接近。在演化史的研究上,原核生物和真核生物之间一直缺乏联系。類似麻煩的還有病毒與內共生細菌等的分類,隨著現代生物化學的研究逐漸深入,出現了有如物理學中存在量子現象一般,在特定微觀世界下許多傳統認知出現錯誤,導致以往常理被顛覆的情況。 真核生物的特徵是有細胞核以及其他膜狀細胞器(例如動物和植物體內的粒線體粒線體也可以說是植物動物體的發電廠因為他可以製造很多的能量,以及植物及藻類中的葉綠素),一種假說是叶绿体和线粒体是由内共生细菌(endosymbiotic bacteria)演化而来T.Cavalier-Smith (1987) The origin of eukaryote and archaebacterial cells, Annals of the New York Academy of Sciences 503, 17–54 。多细胞生物(又稱至於生物實在30班一年且出來則指包含多于一个细胞的生物,在地質學上直到五億年前才出現大爆發。.

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生物学

生物学研究各種生命(上图) 大肠杆菌、瞪羚、(下图)大角金龟甲虫 、蕨類植物 生物學(βιολογία;biologia;德語、法語:biologie;biology)或稱生物科學(biological sciences)、生命科學(life sciences),是自然科學的一大門類,由經驗主義出發,廣泛研究生命的所有方面,包括生命起源、演化、分佈、構造、發育、功能、行為、與環境的互動關系,以及生物分類學等。現代生物學是一個龐大而兼收並蓄的領域,由許多分支和分支學科組成。然而,盡管生物學的範圍很廣,在它裡面有某些一般和統一概念支配一切的學習和研究,把它整合成單一的,和連貫的領域。在總體上,生物以細胞作為生命的基本單位,基因作為遺傳的基本單元,和進化是推動新物種的合成和創建的引擎。今天人們還了解,所有生物體的生存以消耗和轉換能量,調節體內環境以維持穩定的和重要的生命條件。 生物學分支學科被研究生物體的規模所定義,和研究它們使用的方法所定義:生物化學考察生命的基本化學;分子生物學研究生物分子之間錯綜復雜的關系;植物學研究植物的生物學;細胞生物學檢查所有生命的基本組成單位,細胞;生理學檢查組織,器官,和生物體的器官系統的物理和化學的功能;進化生物學考察了生命的多樣性的產生過程;和生態學考察生物在其環境如何相互作用。最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。.

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遺傳物質

遺傳物質是生物用來儲存遺傳訊息的物質。目前已知的所有生物中,幾乎全部都以DNA為遺傳物質分子,少數如部份病毒,則以RNA作為遺傳物質。除此之外,過去科學家曾經以為生物的遺傳物質為蛋白質。確認DNA為遺傳物質的實驗為赫希-蔡斯實驗。 但也有科学家认为蛋白质也可以充当遗传物质,如仅由蛋白质构成的朊病毒。.

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诺贝尔生理学或医学奖

诺贝尔生理学或医学奖(Nobelpriset i fysiologi eller medicin)由诺贝尔基金会管理,该奖项每年颁发一次,用于表彰在生理学或医学领域作出重要发现或发明的人。它是五项诺贝尔奖中的一项,诺贝尔奖是根据硝酸甘油炸药的发明者瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔的遗愿于1895年设立的。诺贝尔本人对实验生理学很感兴趣,并想为那些通过在实验室的科学发现而取得的新进展设立奖项。诺贝尔奖于每年12月10日的颁奖典礼上授予获奖者,这一天是诺贝尔的逝世纪念日,获奖者将被授予获奖证书及奖金证书。诺贝尔生理学或医学奖奖章的正面与物理学、化学及文学奖奖章相同,都镌刻着诺贝尔的浮雕像;但奖章的背面是独特的。 截至2015年,106次诺贝尔生理学或医学奖被授予了208名男性以及12名女性。第一枚诺贝尔生理学或医学奖于1901年授予德国生理学家埃米尔·阿道夫·冯·贝林,用于表彰他在血清疗法及白喉疫苗等方面所做的贡献。格蒂·科里是第一位获得该奖项的女性,她于1947年获得该奖,因其阐释了葡萄糖的代谢作用,这对治疗糖尿病以及解决众多医学问题有重要作用。 一些奖项至今仍有争议。包括1949年因提出前脑叶白质切除术而授予安东尼奥·埃加斯·莫尼斯的奖章,尽管这一做法受到了医疗机构的抗议。其他争议是由于对获奖人员的分歧而引起的。1952年,获奖者赛尔曼·瓦克斯曼被起诉至法庭,最终一半的专利权被赋予了其共同发现者之一但并未获得诺奖认同的艾伯特·沙茨。1962年这一奖项被授予詹姆斯·沃森,弗朗西斯·克里克和莫里斯·威尔金斯,表彰其在DNA的结构与性质方面所做的工作,但并未承认其他人的贡献,如在提名时已经逝世的奥斯瓦尔德·埃弗里和罗莎琳·富兰克林。因为诺贝尔奖的规则禁止提名死者,长寿也成为获奖的资产,有一项研究在长达50年之后才获得此奖。同时诺贝尔奖也禁止同一奖项的获奖者超过3人,鉴于过去半个世纪以来科学家们越来越倾向于团队合作,这一制度也导致了一些争议。.

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阿弗雷德·赫希

阿弗雷德·第·赫希(Alfred Day Hershey,),美國細菌學家與遺傳學家,出生於密西根州。 1940年,他與薩爾瓦多·盧瑞亞以及馬克斯·德爾布呂克,發現當兩種品系的病毒同時感染同一隻細菌時,這些病毒可能會因此交換遺傳訊息。到了1952年,他與馬沙·蔡斯所進行了一項實驗,證明了DNA為遺傳物質。 1969年,赫希、盧瑞亞與德爾布呂克共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。.

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脱氧核糖核酸

--氧核醣核酸(deoxyribonucleic acid,縮寫:DNA)又稱--氧核醣核酸,是一種生物大分子,可組成遺傳指令,引導生物發育與生命機能運作。主要功能是資訊儲存,可比喻為「藍圖」或「配方」。其中包含的指令,是建構細胞內其他的化合物,如蛋白質與核醣核酸所需。帶有蛋白質編碼的DNA片段稱為基因。其他的DNA序列,有些直接以本身構造發揮作用,有些則參與調控遺傳訊息的表現。 DNA是一種長鏈聚合物,組成單位稱為核苷酸,而糖類與磷酸藉由酯鍵相連,組成其長鏈骨架。每個糖單位都與四種鹼基裡的其中一種相接,這些鹼基沿著DNA長鏈所排列而成的序列,可組成遺傳密碼,是蛋白質氨基酸序列合成的依據。讀取密碼的過程稱為轉錄,是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息,另有一些本身就擁有特殊功能,例如核糖體RNA、小核RNA與小干擾RNA。 在細胞內,DNA能組織成染色體結構,整組染色體則統稱為基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製,此過程稱為DNA複製。對真核生物,如動物、植物及真菌而言,染色體是存放於細胞核內;對於原核生物而言,如細菌,則是存放在細胞質中的拟核裡。染色體上的染色質蛋白,如組織蛋白,能夠將DNA組織並壓縮,以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用,進而調節基因的轉錄。.

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離心機

離心機是一種機械,可藉由電動機或其他機械的帶動而高速轉動,產生數千倍於重力的離心力,以加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數和密度質量的物質分離。離心力的大與小,轉動速度、旋轉半徑岱以及物質的融質量而決定。離心機廣泛運用於化學工程、石油、食品加工、制藥、選礦工程、炭、水處理、核能工業和船舶等部門。 .

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蛋白质

蛋白质(protein,旧称“朊”)是大型生物分子,或高分子,它由一个或多个由氨基酸残基组成的长链条组成。氨基酸分子呈线性排列,相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸,在蛋白质中,某些氨基酸残基还可以被改變原子的排序而发生化学结构的变化,从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起,往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物,发挥某一特定功能。 与其他生物大分子(如多糖和核酸)一样,蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分,参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质,它们催化生物化学反应,尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外,还有许多结构性或机械性蛋白质,如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白,以及细胞骨架中的微管蛋白(参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形)。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时,蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质,这是因为动物自身无法合成所有氨基酸,动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸,动物就可以将它们用于自身的代谢。.

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T2噬菌體

T2噬菌体(学名:Enterobacteria phage T2)是一種屬於T4噬菌體屬的致命性噬菌體,專門感染大腸桿菌。其病毒體內含DNA,DNA的組成次序包括有線狀雙股、末端冗餘(terminally redundant)以及環狀排列(circularly permuted)。外側擁有由蛋白質組成的外殼。此外,此病毒中唯一含有磷原子的分子是DNA。 Category:DNA病毒.

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格里菲斯實驗

格里菲斯實驗(Griffith's experiment),又稱格里菲斯轉型實驗,是由弗雷德里克·格里菲斯(Frederick Griffith)在1928年利用肺炎鏈球菌與老鼠所進行的一系列生物學實驗。實驗結果顯示,細菌的遺傳訊息,會因為轉型(或稱轉化)作用而發生改變。.

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放射性

放射性或輻射性是指元素從不稳定的原子核自发地放出射线,(如α射线、β射线、γ射线等)而衰变形成穩定的元素而停止放射(衰变产物),這種現象稱為放射性。衰变时放出的能量称为衰变能量。原子序數在83(鉍)或以上的元素都具有放射性,但某些原子序數小于83的元素(如锝)也具有放射性。而有趣的是,從原子序84開始一直到鉳元素有以下特性:原子序是偶數的,半衰期都比相邻的长。这是由於原子序数为偶數的元素的原子核含有適當數量的質子和中子,能够形成有利的配置結構。〈即魔數〉 對單一原子來說,放射性衰变依照量子力學是隨機過程,無法預測特定一個原子是否會衰变。不過原子衰变的機率不會隨著原子存在的時間長短而改變。對大量的原子而言,可以用量測衰變常數計算衰變速率及半衰期。其半衰期沒有已知的時間上下限,範圍可以到55個數量級,短至幾乎瞬間,長至久於宇宙年齡。 有許多種不同的放射性衰变。衰变或是能量的減少都會使有某種原子核的原子(父放射核素)轉變為有另一種原子核的原子,或是其中子或質子的數量不同,稱為子體核素。在一些衰变中,父放射核素和子體核素是不同的化學元素,因此衰变後產生了新的元素,這稱為核嬗变。 最早發現的衰变是α衰變、β衰變、γ衰變。α衰變是原子核放出α粒子(氦原子核),是最常見釋放核子的衰變,不過原子核偶爾也會釋放質子,或者釋放其他特殊的核子(稱為)。β衰變是原子核釋放電子(或正子)及反微中子,會將質子轉變為中子(或是將中子轉變為質子) 。核子也可能捕獲軌道上的電子,使質子轉變為中子,這為電子捕獲,上述的衰变都屬於核嬗变。 相反的,也有一些核衰变不會產生新的元素,受激態原子核的能量以伽馬射線的方式釋出,稱為伽馬衰变,或是將激发态原子核将能量转移至轨道电子上,轨道电子再脱离原子,稱為。若是核子中有大量高度受激的中子,有時會以中子發射的方式釋放能量。另外一種核衰变是將原來的原子核變為二個或多個較小的原子核,稱為自發性的核分裂,出現在大量的不穩定核子自發性的衰变時,一般也會釋放伽馬射線、中子或是其他粒子。 著名的例子像是鈾和釷,但也包括在自然界中,半衰期長的同位素,例如钾-40。例如15種是半衰期短的同位素,像鐳及氡,是由衰變後的產物,也有因為而產生的,像碳-14就是由宇宙射線撞擊氮-14而產生。放射性同位素也可能是因為粒子加速器或核反應爐而人工合成,其中有650種的半衰期超過一小時,有數千種的半衰期更短。.

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