肺炎雙球菌R型與S型的轉化屬于基因重組嗎

艾弗里在證明DNA是遺傳物質的過程中，有這樣一個實驗：在培養R型肺炎雙球菌的培養基中，加入S型肺炎雙球菌的DNA，結果同時出現了R型和S型細菌。之所以有部分R型細菌轉化為S型細菌，是因為S型細菌的DNA與R型細菌的DNA整合到了一起，并且得到了表達。

再結合人教版必修2第五章第一節，給出的基因重組的概念，即是生物體在有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。這樣，不禁使人產生一個疑問：R型和s型細菌都不可能進行有性生殖，那它們的轉化還屬于基因重組嗎?要弄清楚這個問題，就需要先全面地認識一下“基因重組”。

1 自然界的基因重組

1.1 真核生物的基因重組

(1)有性生殖中的基因重組。這是高中生物重點講述的內容，主要表現是，在減數分裂時，同源染色體間的交叉互換及非同源染色體間的自由組合。它是導致同種生物多樣性的最主要原因。

(2)準有性生殖中的基因重組。準有性生殖是一種類似于有性生殖，但比有性生殖更為原始的一種生殖方式，可使同種生物兩個不同菌株的體細胞發生融合，且不以減數分裂的方式導致低頻率重組。常見于某些真菌，主要現象有菌絲聯結、形成異核體、核融合、體細胞交換與單倍體等，從而形成極個別具有新性狀的單倍體雜合子。

1.2 原核生物的基因重組

(1)轉化：受體菌直接吸收供體菌的DNA片段，通過交換，把它整合到自己的基因組中，再經復制使其變成一個轉化子。它是同種或異種菌株間存在的普遍現象。

(2)轉導：通過完全缺陷或部分缺陷的噬菌體為媒介，把供體細胞DNA小片段攜帶到受體細胞，通過交換與整合，從而使后者獲得前者部分遺傳性狀的現象。轉導現象在原核生物中較普遍。它是低等生物進化中，產生新基因組合的重要方式。

(3)接合：供體菌通過菌毛與受體菌相接觸，前者傳遞不同長度的單鏈DNA給后者，并在后者細胞中進行雙鏈化，或進一步與核染色體發生交換、整合，從而使后者獲得供體菌遺傳性狀的現象。它在細菌與放線菌中普遍存在。

1.3 轉座導致基因重組

在原核生物與真核生物中，都存在轉座現象，它是由可移位因子介導的遺傳物質重排現象。轉座子存在于DNA上，并可自主復制與位移。根據轉座子是否復制，可將其分為復制型轉座子與非復制型轉座子。前者是通過復制而拷貝出一個新的轉座子，原始轉座子還留在原來位置，拷貝轉座子出現于新位點，導致基因重組；后者是不經復制，原始轉座子作為一個可移動的實體直接被移到新位點，導致基因重組。

1.4 轉變導致基因重組

由雜種DNA模型可知：異源雙鏈DNA中，沒有配對的核苷酸修復多樣性，可導致基因轉變。所謂基因轉變，是指基因在修復中由一個基因變作其等位基因，它是偶爾發生的不規則的非交互方式，發生頻率低，但比基因突變頻率高得多。轉變后，將導致新基因與鄰位基因的重組。

1.5 逆轉錄過程DNA整合導致基因重組

RNA病毒侵染細胞時能產生逆轉錄酶，而被稱為逆轉錄病毒。其完成復制的過程中，RNA逆轉錄合成的DNA雙鏈，可整合到宿主DNA中并完成復制，其整合過程導致病毒基因與宿主基因的重組。

1.6 細胞器內的基因重組

真核細胞進行有絲分裂或減數分裂，不但核內染色體需復制，細胞器內遺傳物質DNA也要完成復制，復制中DNA基因同樣可發生基因轉變，也存在轉座現象，因此也可發生基因重組。

2 人工條件下的基因重組

自然界的基因重組是生物體在長期進化過程中，經過自然選擇而形成的，它體現在同種生物之間和有一定關系的不同種生物之間。但隨著科學水平的提高，人們已能超越生物體在長期進化中形成的基因重組，按人們的意愿來實現多數生物在自然界所不能完成的基因重組。

2.1 原生質體融合導致基因重組

通過人為方法，使遺傳性狀不同的兩種細胞的原生質體發生融合，并進而發生遺傳重組，以產生同時帶有雙親性狀的、遺傳性穩定的融合子的過程，稱為原生質體融合。

2.2 各種人工育種中體現基因重組

農作物有許多相對性狀，通過雜交、選育、自交，而將各種優良性狀的基因集中到一起，并使純合子達到一定的比例，這就是雜交育種。雜交育種就是利用了基因重組的原理。例如，無芒抗病類型水稻的產生。自然界中不能結合的異種的性細胞，在人工條件下，使其結合并培育出新品種，也是基因重組的結果。例如，三倍體西瓜的產生。誘變育種是通過基因突變實現的，因其能產生新基因，相對于鄰近基因也是發生了基因重組。例如，“黑農5號”、“豫麥13”的產生。

2.3 基因工程導致基因重組

基因工程是基因水平上的遺傳工程。它是用人工方法，將所需要的、某一供體生物的DNA分子提取出來，在離體條件下用適當的工具酶切割后，再把它與載體DNA分子連接起來，然后導入某一更易生長繁殖的受體細胞中，讓外源遺傳物質在其中“安家”，并進行正常的復制與表達，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術。

綜上所述，基因重組在所有生物體中都可發生。在植物、動物、細菌、真菌和病毒中可發生；減數分裂中可發生；有絲分裂中可發生；核基因之間可發生；質基因之間也可發生。可以說，生物體只要有DNA，就可發生基因重組。凡是把生物體兩個不同位點遺傳基因轉移到一起，經過DNA分子間的重新組合，而形成新性狀個體的方式，都可看作是基因重組。甚至，連基因突變也可以看作是一種基因重組。當然，開始時提到的R型和s型細菌的轉化，也屬于基因重組。