基因王国之序章：遗传物质是什么？
基因王国之序章：遗传物质是什么？
基因已经成为现代科学中最引人注目的领域之一。从2022年Science杂志发表的关于人类基因组计划的最新成果，到日常生活中亲子鉴定的应用，基因科学正以前所未有的速度改变着我们的生活。但你知道吗？基因这个概念其实只有百余年的历史。让我们一起追溯基因科学的源头，看看人类是如何一步步揭开遗传物质之谜的。
长久以来的探索：遗传物质是什么？
从古至今，人类一直在思考决定生物性状的因素是什么。东方传说中的女娲用泥土造人，西方毕达哥拉斯提出的土、气、水、火组成生命等说法，都是古人对这一问题的朴素猜想。然而，最能引发人们思考的是血缘家庭之间的相似性，这种相似性提示我们，决定性状的因素与亲缘关系密切相关。
随着科学的发展，人们开始寻找生物体内负责遗传的物质。从毕达哥拉斯的精液理论，到达尔文的“微芽”或“泛子”假说，再到孟德尔提出的“遗传因子”，科学家们逐渐认识到遗传物质的存在。直到20世纪初，丹麦遗传学家约翰逊首次提出“基因”（Gene）这一术语，才为这一领域的研究奠定了基础。
三个关键实验揭示遗传物质的本质
要研究遗传物质的本质，科学家们选择了结构相对简单的病毒和细菌作为研究对象。通过一系列精妙的实验，最终确定了遗传物质的本质是核酸。
1. 格里菲斯和艾弗里的转化实验
格里菲斯通过肺炎双球菌的转化实验发现，加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，可以将无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌。艾弗里进一步实验发现，这种“转化因子”就是DNA。
格里菲斯做的四组实验（图片来源：wiki，笔者汉化）
2. 赫尔希和蔡斯的噬菌体实验
噬菌体是一种结构简单的病毒，主要由蛋白质外壳和内部的DNA组成。通过放射性同位素标记技术，赫尔希和蔡斯发现，只有DNA进入宿主细菌并指导新噬菌体的合成，证明了DNA包含了全部遗传信息。
相关实验（图片来源：wiki）
3. 康拉特的烟草花叶病毒实验
康拉特通过研究只含有RNA的烟草花叶病毒，发现RNA同样可以作为遗传物质。这一发现进一步完善了我们对遗传物质本质的认识。
康拉德实验的过程（图片来源：参考文献1）
结语
通过这些经典实验，科学家们最终确定了核酸（包括DNA和RNA）是遗传物质。这一发现为后续基因科学的发展奠定了基础。那么，基因到底是什么呢？让我们期待下一期的精彩内容。
参考文献：
- Russell, P., I Genetics, a molecular approach, 3rd edition, 2009, edited by Yue-Wen Wang. Pearson, USA