基因的物質基礎是什么？起初科學家們認為蛋白質最有可能是遺傳物質，因為蛋白質由20種不同的氨基酸組成，而DNA只有4種不同的堿基。直到1944艾弗里（O.Avery，1877—1955）等證實了肺炎雙球菌的轉化因子是DNA，人們才確認基因的物質基礎是DNA，某些病毒的遺傳物質是RNA。DNA復制，基因也隨著復制。細胞分裂時，復制了的染色體和其上的基因傳給后代，這就是生物繁衍的分子基礎。
1910，摩爾根（T.H.Morgan，1866—1945）通過果蠅的遺傳實驗證明基因存在于染色體上。而后，摩爾根領導的實驗室還闡明了多個基因在一條染色體上呈線性排列，從而得出了染色體是基因的載體的結論。但當時對基因的化學成分并不清楚。
DNA是遺傳物質的證據主要來自于肺炎雙球菌的轉化實驗。1944，美國科學家艾弗里和同事經過10的工作，在離體的條件下完成了肺炎雙球菌從無毒型（R型）向有毒型（S型）的轉化。他們把DNA、蛋白質、多糖等物質分別從活的5型細菌中提取出來，把每一成分分別跟活的R型細菌混合后在培養(yǎng)液中培養(yǎng)。他們發(fā)現，S型細菌的DNA成分、且只有DNA能夠把某一R型細菌轉化為5型，而且DNA的純度越高，這種轉化過程越有效。若使DNA分解，就不再出現轉化現象。以上實驗說明從一種基因型的細胞來的DNA摻入到另一不同基因型的細胞中，可引起穩(wěn)定的遺傳變異，DNA具有特定的遺傳特性，是遺傳物質。
DNA多聚核苷酸中的堿基對的排列順序決定了遺傳信息。遺傳信息的編碼通常是從DNA的5’端到3’端（聚合酶按這個方向復制DNA）。在以DNA為遺傳物質的生命體中，基因是有遺傳效應的DNA的一個區(qū)段，并與它所決定的蛋白質的氨基酸順序相對應。每個DNA分子上有很多個基因，每個基因中又可以含有成百上千個核苷酸對。在一條DNA分子上的基因一般是分散的，被不編碼蛋白質的DNA分開。
基因的3個基本特性可以用DNA的特性加以說明。
1．基因的自我復制。在細胞有絲分裂間期，DNA復制為相同的兩個DNA分子，基因也隨之復制。
2．基因決定性狀。某一區(qū)段的核苷酸順序互補地決定mRNA的核苷酸順序，進而專一地決定蛋白質的氨基酸順序。所以某一基因存在時，決定某種酶或其他蛋白質的合成，通過生理生化過程，出現某一性狀。
3．基因的突變。DNA分子很穩(wěn)定，但偶爾也會出現差錯，例如某一區(qū)段內一個堿基對改變了，改變的新核苷酸順序通過復制又能穩(wěn)定地保持下去。基因也很穩(wěn)定，但偶爾也會發(fā)生一個突變，出現一個與原來不同的新等位基因。該基因通過自我復制又穩(wěn)定地一代一代傳下去。
現已證明遺傳物質除了DNA外還有RNA，如有些病毒不含DNA，只含有RNA和蛋白質。

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