裤子挂钩
范文一：肺炎双球菌实验
对肺炎双球菌转化实验的三个疑点的辨析
对肺炎双球菌转化实验的教学中曾有过一些的疑问，特别是在反复备课、做习题、
上论坛讨论时感受到的疑问现有三个。
1、为什么格里菲思要做第四组实验,
已知道格里菲思要求证的是肺炎双球菌是如何使人感染肺炎的，而以前我的思路是，肺炎双球菌有两种，格里菲思只要证明何种使人患肺炎即可，也就是做完前三组实验可以得出，活的S型菌使人患肺炎。然而他的实验却多做了一个第四组。我曾也想过两种可能，一是混合思维，是否他特意将两者没有毒性的东西混在一
起看1+1是否大于2,二是他想看看R型菌能否变为S型菌,
而今早在一篇博客的文中我才知道，原来S型菌与R型菌有关系，他们的关系是S型菌是野生型，而R型菌是S型菌的突变型，突变型的R型菌由于缺少了荚膜，
所以无法使小鼠患病。
所以为什么格里菲思要做第四组实验的原因是，S型菌能突变成R型菌，那么R
型菌能否变成S型菌呢,有什么办法能让R型菌变回S型菌呢,
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楼 大 中 小 发表于 2009-2-27 08:36 只看该作者 第2个疑点，在第四
组实验中，小鼠体发短消息 加为好友
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4楼 大 中 小 发表于 2009-2-27 08:47 只看该作者 而且解释也很怪，说是艾弗里的实验中并不能证明多糖、蛋白质等能否进入细胞内。所以不能证明蛋白质不是遗传物质,
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大 中 小 发表于 2009-2-27 08:51 只看该作者 我打个比方，现任的美 5楼
国总统是奥巴马。这句话目前当然是成立的，但如果有些人改为，这句话证明着，
)不是美国的现任总统，奥巴马是美国的现任总统，但却不能证明我(你我他123因为无法证明我能不能进入美国。
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0 积分 6楼 大 中 小 发表于 2009-2-27 08:54 只看该作者 我认为艾弗里证明了DNA是转化因子也就是证明了DNA是遗传物质，这句同时有蛋白质等实验做对比，因而能肯定地说:蛋白质等不是遗传物质。 或者是说在肺炎双球菌中DNA是遗传物质而其他的物质不是。 TOP
7楼 大 中 小 发表于 2009-2-27 09:01 只看该作者 以上的三个疑问，特别是第2和第3个疑问早已争议多时，或许我的解释还不够权威，或许我没去权威杂志发表，总之盼望有权威之士加以定论～
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8楼 大 中 小 发表于 2009-2-27 09:04 只看该作者 说明:这个帐号是我借用在这台电脑的同事的号。 全文整理如下: 对肺炎双球菌转化实验的三个疑点的辨析 对肺炎双球菌转化实验的教学中曾有过一些的疑问，特别是在反复备课、做习题、上论坛讨论时感受到的疑问现有三个。1、为什么格里菲思要做第四组实验, 已知道格里菲思要求证的是肺炎双球菌是如何使人感染肺炎的，而以前我的思路是，肺炎双球菌有两种，格里菲思只要证明何种使人患肺炎即可，也就是做完前三组实验可以得出，活的S型菌使人患肺炎。然而他的实验却多做了一个第四组。我曾也想过两种可能，一是混合思维，是否他特意将两者没有毒性的东西混在一起看1+1是否大于2,二是他想看看R型菌能否变为S型菌, 而今早在一篇博客的文中我才知道，原来S型菌与R型菌有关系，他们的关系是S型菌是野生型，而R型菌是S型菌的突变型，突变型的R型菌由于缺少了荚膜，所以无法使小鼠患病。 所以为什么格里菲思要做第四组实验的原因是，S型菌能突变成R型菌，那么R型菌能否变成S型菌呢,有什么办法能让R型菌变回S型菌呢, 第2个疑点，在第四组实验中，小鼠体内能否分离出R型菌。
这个问题在论坛上曾有一题得到了许多老师的参与讨论，我所支持的观点是，不能，原因是R型菌无荚膜，被免疫杀死
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1 而不能在体只看该作者 昨天看了一题，发现还可以补充第四点: 肺炎双球菌的致病原因是什么, 我就认为是有荚膜的能保护细菌，细菌能存活导致寄主发病。但有些老师却认为是荚膜有毒。然后找了一段中级会员
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10楼 大 中 小 发表于 2009-2-28 14:39 只看该作者
原帖由 你我他123 于 2009-2-27 08:54 发表 我认为艾弗里证明了DNA是转化因子也就是证明了DNA是遗传物质，这句同时有蛋白质等实验做对比，因而能肯定地说:蛋白质等不是遗传物质。 或者是说在肺炎双球菌中DNA是遗传物质而其他的物质不是。 ... 支持证明蛋白质不是遗传物质的观点。包括噬菌体侵染实验也证明这一点。
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11楼 大 中 小 发表于 2009-3-26 15:45 只看该作者
为了写成论文，先收集下一些例题和论坛上的讨论。
http://sq.k12.com.cn/discuz/view ... 885&extra=page%3D27
在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体短消息 为好友
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78612楼 大 中 小 发表于 2009-3-27 11:55 只看该作者 http://sq.k12.com.cn/discuz/thread-357138-1-1.html 请设计实验探究S型肺炎双球菌的何种物质使小鼠致死 方法步骤:?.将体重，年龄，健康状况相同的小鼠随机分成,等组，并编号A,B,C,D,E
?从S型细菌中DNA,蛋白质,荚膜多糖等物质,然后将它们分别注射威望 到B,C,D小鼠体况.?用多糖酶处理从活S型菌中提取的荚膜,使荚膜分解,然后将其
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13楼 大 中 小 发表于 2009-3-27 11:56 只看该作者 http://sq.k12.com.cn/discuz/thread-392181-1-1.html 关于肺炎双球菌的转化实验 将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体只看该作者 http://sq.k12.com.cn/discuz/view ... &extra=page%3D1 这个贴子中的内容也有参考价值，但也佐证了两个问题: 1、多行不义必自毙，这话说得有点过了，但发出来的贴子再也看不见，当初何必发那么多呢,又用这个号发了那么多有用的知识又有什么用呢,一时气愤就要生要死的，到目前改变了没有呢,
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2005-12-个人空间 发短消息 加为好友 2、作为个论坛，不管是谁的言论都是很有价值的，没有价值的吵架就锁贴了，删贴也可以，但封号也没有必要屏蔽所有的贴子，并且众所周知的，那是一位生物老师的贴子，水就是多了一点，但或许被人也认为有点价值呢, TOP
15楼 大 中 小 发表于 2009-3-27 12:10 只看该作者 http://sq.k12.com.cn/discuz/thread-339933-1-1.html 想不到我自己也研究过，说得头头是道，但有结论了吗, 也多谢wkl的帮助。
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16楼 大 中 小 发表于 2009-3-27 12:29 只看该作者 http://sq.k12.com.cn/discuz/thread-374968-1-1.html 他山之石可以攻玉。 这个号没封，是自动退出的。 这样就可以摘录下来: “我所说的温度就是格里菲斯加热肺炎双球菌所选择的温度，在此温度下DNA断裂成好多片段，几乎成废品，极少数S细菌的DNA的荚膜保持完整，被感受态的R细菌的酶降解掉荚膜基因的
一条链，另一条链进入R菌中，在R菌中合成互补的链，然后完整的荚膜基因整合到R菌基因组中，通过天然基因重组的方法获得的变异“R型”菌已经是一个名副其实的S型毒菌了” TOP
17楼 大 中 小 发表于 2009-3-27 15:52 只看该作者 高中生物新教材(人教版)在旧教材基础上增加了肺炎双球菌的转化实验,由于受教材 1(肺炎双球菌是一种什么样的生物, 肺炎双球菌又称肺炎链球菌(Diplococus
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当前离线 Pneumoniae)，属于原核生物，有R型和S型，它们是肺炎双球菌两个稳定的品系。是一种人畜共患的病原菌，其中S型在人体 2(何为荚膜, 荚膜(capsule):只是某些细菌在一定条件下或生长发育到某一阶段时，在细胞壁外一层厚度不均的胶状物。具有保护细菌免受干旱损伤，可以贮藏养料，堆积代谢产物，与细菌致病性有关。产生荚膜细菌在固体培养基上形成表面湿润、有光泽、粘液状的光滑型(smooth)，即S型菌落。不产生荚膜的细菌表面干燥、粗糙型(rough)，即R型菌落。 用特异性水解荚膜的酶除去荚膜，细菌的生命活动不
受影响。荚膜有自身保护功能:?荚膜富含水，可保护细菌免受干燥，大部分细菌的荚膜由多糖组成;?能抵御吞噬细胞的吞噬和其他物质的侵害;?荚膜为主要表面抗原，它是有些病菌的毒力因子，故S型肺炎双球菌靠其荚膜致病，而无荚膜的R型为非致病菌。此外荚膜是聚合物，所以也是细菌的一种贮藏性物质，可在营养缺少时动用，产生荚膜与否是细菌的一种遗传特性，并与环境条件密切相关。从荚膜的功能第?点可知，S型细菌进入吞噬细胞后，由于荚膜的保护，能抵抗吞噬和消化作用，从而迅速繁殖、扩散，引发机体发生疾病，严重时会引起死亡;而R型细菌无荚膜，会被吞噬细胞吞噬、消化，所以不能使机体患
病。
3(何为菌落,
单个或少数的同种细菌被接种在固体培养基上后，在培养基上生长繁殖时，受培养基表面或深层的限制，会形成肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，
称菌落。
4(S型菌的DNA经过高温为什么不会失活, 把DNA溶液加热到沸点，就可以使氢键断开，双螺旋解体，DNA分子急剧变性，转化活性也急剧下降，但如果将其缓慢冷却，分离了的DNA单链，就可以得以重聚。恢复其双螺旋结
”。这样，学生就能理解为什么加热杀死肺炎双球菌后，只构，即DNA的“复性
要将其逐渐冷却与R型活菌混合在一起，就能使R型向S型转化，因而杀死小鼠。
5(何为转化,转化过程如何,
受体细胞从外界直接吸吸收来自供体细胞的DNA片段，并与其同源片段进行遗传物质交换，从而使受体细胞获得
新的遗传特性的现象，称为转化。
供体细胞DNA片段即为格里菲斯认为的“转化因子”，R型细菌肺炎双球菌(受体细胞)在对数期后期(生长后期)40分种内处于“感受态”，吸收外源DNA的能力比其它时期大1000倍。此时R型活菌(受体细胞)膜表面有30,80个“感受态因子”位点。“感受态因子”是一种膜外蛋白，可以催化外来DNA片段的吸收或降解细胞表面某种成分，从而使细胞表面的DNA受体显露出来。被加热杀死的S型肺炎双球菌自溶，释放出的DNA片段(已失活)，但双键结构尚在，分子量小于1×107含有15个基因，即“转化因子”。当“转化因子”遇到咸受态的R型活菌，就有10个左右这样的双链片段与R型菌膜表面的“感受态因子”位点结
5×106的DNA合，在位点上进一步发生酶促分解，形成平均分子量为4×106,片段，然后双链拆开，其中一条链降解，另一条单链进入细胞，与受体菌基因的相应同源区段配对，并使受体菌基因的相应片段被切除，从而将其替换，形成杂种DNA区段。随着受体基因进行复制，杂合区段分离成两个，其中之一类似供体菌，另一个类似受体菌。当细胞分裂后，复制的基因发生分离，于是就有R型菌产生S型菌肺炎双球菌的后代，此过程称为原核生物
的转化。其实质是基因重组。
6(如果将加热杀死的R型菌与S型菌混合，能否出现
发生转化,
无荚膜的R型有非常重要的“感受态”，保证了S型的DNA可以进入，而S型有荚膜，无“感受态”，在自然情况下很难接收外源DNA分子，不能作用受体菌，故不能转化。在自然情况下，R型变成S型是通过基因突变来实现
的。
7(如果感染了S型肺炎双球菌，S型菌的DNA能不能
进入人或小鼠的细胞,
在某些化学或物理条件的诱导下，外源DNA可以比较容易地进入真核细胞，这一过程称为转染。可是在生理条件下，外源DNA进入细胞之前就被机体组织内的各种核酸
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1 积分 786 酶彻底水解和破坏了，即使有少量核酸没有被完全水解，也无法通过正常途径穿过细胞膜，进入细胞 总之，通过上面补充和解释对诱发学生思考，激发学习兴趣，提高教学效率是非常有益的。 参考文献 1黄秀梨. 微生物学. 北京:高等教育出版社,1998.26;166,167 2林梦藻(微生物学(长春: 东北师范大学出版社,1990 3郭德栋(遗传学( 长春:东北师范大学出版社,1989(126 (河北省邢台市 张军昌 054200) 个人简历:张军昌(1975-) ，男，汉族，1998年6月毕业于河北师范大学 生命科学学院 生物教育专业 理学学士学位 参加编写 : 新范式系列丛书《高考总复习?生物》和新范式系列丛书《高二生物同步?上》(中国书籍出版社)等多种高考生物复习资料的编写，现任河北只看该作者 肺炎双球菌转化实验的启示(科学史资料) ssw 发表于 2007-11-26 20:41:00 发现DNA的遗传功能，始于1928年格里菲斯(F(Griffith)所做的用肺炎双球菌感染小家鼠的实验。 肺炎双球菌基本上可以分为两个类型或品系。一个是有毒的光滑类型，简称为S型。一个是无毒的粗糙类型，简称为R型。S型的细胞由相当发达的荚膜(或称为被囊)包裹着。荚膜由多糖构成，其作用是保护细菌不受被感染的动物的正常抵抗机制所杀死，从而使人或小家鼠致病(对人，它能导致肺炎;对小家鼠，则导致败血症)。但在加热到致死程度后，该类型的细菌便失去致病能力。由于荚膜多糖的血清学特性不同、化学结构各异，S型又可分成许 中级会员
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菌S?在特殊条件下进行离体培养，从中分离出R型。当他2005-12-11 变，R，S两型可以相互转化。1928年，格里菲斯将肺炎球
个人空间 把这种R型的少量活细菌和大量已被杀死的S?混合注射到发短消息 小家鼠体现，小家鼠的心血中有S?细菌。这一实验结果可以有三种
当前离线 解释。(1)S?细菌可能并未完全杀死。但这种解释不能
成立，因为单独注射经过处理的S?时并不能致死小家鼠。
(2)R型已转变为S型。这一点也不能成立，因为剖检发
现的是S?不是S?，R型从S?突变而来，理应转化为 S?。
(3)R型从杀死的S?获得某种物质，导致类型转化，从
而恢复了原先因基因突变而丧失的合成荚膜的能力。格里
菲斯肯定了这种解释。这就是最早发现的转化现象。
三年之后，研究者们发现，在有加热杀死的S型细
菌存在的条件下，体外培养R型的培养物，也可以产生这
种转化作用。此后不到两年，又发现S型细菌的无细胞抽
提物加到生长着的R型培养物上，也能产生R向S的转休
(R?S)。于是，研究者们提出，加热杀死的S型细菌培
养物或其无细胞抽提物中，一定存在着某种导致细菌类型
发生转化的物质。这种物质究竟是什么，人们尚不知道，
为便于研究，暂时叫做“转化因子”(transforming
principle)。 格里菲斯发现转化作用，为尔后认识到DNA
是遗传物质奠定了基础。艾弗里和他的同事麦克劳德
(C(M(Mcleod)和麦卡蒂(M(J(Mccarty)正是在这个
基础上继续前进，才获得了重大的突破。1944年，在纽约
洛克菲勒研究所，艾弗里等人为了弄清转化因子的化学本
型细菌的无细胞抽提 质，开始对含有R?S转化因子的S?
物进行分馏、纯化工作。他们根据染色体物质的绝大部分
是蛋白质的事实，曾一度推断蛋白质很可能是“转化因
子”。然而，当他们使用一系列的化学法和酶催化法，把
各种蛋白质、类脂、多糖和核糖核酸从抽提物中去掉之后，
却发现抽提物的剩余物质仍然保持把R型转化为S型的能
力。于是，他们对自己的推断动摇了。最后，在对抽提物
进一步纯化之后，他们发现，只消把取自S?细胞抽提物的
纯化DNA，以低达六亿分之一的剂量加在一个R型细胞的培养物中，仍然具有使R?S?的转化能力。他们还发现，从一个本身由R型转化产生的S型细菌的培养物中提取的DNA也能使R?S。于是，他们得出结论说，“转化因子”就是DNA。并在《实验医学杂志》第79卷第137期发表了这一
研究成果。
艾弗里等人的试验和结论是对脱氧核糖核酸认识史上的一次重大突破，彻底改变了它在生物体内无足轻重的传统观念。艾弗里等人在1944年所作的试验和结论，不仅没有使科学界立即接受DNA是遗传物质的正确观念，反而引起了科学界许多人的极大惊讶和怀疑。当时主要有两种代表性的否定意见。第一种是，即使活性转化因子就是DNA，也可能只是通过对荚膜的形成有直接的化学效应而发生的作用，不是由于它是遗传信息的载体而起作用的。第二种否定意见则根本不承认DNA是遗传物质，认为不论纯化的 DNA从数据上看是如何的纯净，它仍然可能藏留着一丝有沾污性的蛋白质残余，说不定这就是有活性的转化因
子。
科学界的怀疑、否定，不但没有能动摇艾弗里等人继续探索的坚定信心，反而加强了他们的信念，为进一步明确、探索而奋斗。为了回答第一种怀疑论，泰勒(H(Taylor)和哈赤基斯(R(D(Hotchkiss)先后做了大量的实验工作。特别是他们在1949年所进行的实验，给了怀疑论者以致命一击。泰勒从粗糙型(即
R突变型)品系中分离出一个新的更加粗糙、更加不规则的突变型ER，并且发现从R品系细胞中提取出来的DNA可以完成ER向R的转化。这样，就证明了在以往实验中作为受体的R品系本身还带有一种转化因子。这种转化因子能把R品系仍然还具有的一点点残余的合成荚膜的能力转授给那个荚膜缺陷更甚的ER品系。不仅如此，泰勒还发现，将从S品系(作为给体)提取的NDA加到ER品系(作为受体)中，也能实现ER向R的转化。如果把这种第一轮的R转化物抽取一些加以培养，然后再加进S给体的DNA，便会出现R向S的转化。泰勒的这些发现使得那些曾抱有“DNA仅仅是在多糖荚膜合成中作为一种外源化学介质进行干扰而导致转化作
用”这种信念的人们，无言以对，只得认输。
在同一年内，哈赤基斯还证实了那些与荚膜形成毫无关系的一些细菌性状(如对药物的敏感性和抗性)也会发生转化。他从正常的S型肺炎球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为PenrS)，提取出它的DNA，加到一个由对青霉素敏感的S型中突变产生的R型(记为PenrR)的培养物中。结果发现，某些个Penr—R受体细菌已被转化为Penr—S给体型。据此，他得出结论说，肺炎球菌的DNA不但带有为荚膜形成所需要的信息，而且还带有对青霉素产生抗性的细胞结构的形成所需要的信息。他还认为，荚膜的形成和对青霉素的抗性似乎是由不同的DNA分子控制着。此后不久，哈赤基斯又利用从S野生型抗链霉素突变型细胞中提取的DNA进行试验，也获得了同上述实验完全相仿的结果。当哈赤基斯将其实验结果在美国科学院院报上发表之后,一切认为 DNA的转化作用是生理性的而不是遗传
性的各种奇谈怪论便消失无踪了。
针对第二种否定意见，艾弗里和麦卡蒂于1946年用蛋白水解酶、核糖核酸酶和NDA酶分别处理肺炎球菌的细胞抽提物。结果表明，前两种酶根本不影响抽提物的生物学效能，然而只消碰一碰后者，抽提物的转化活性便立即被完全破坏掉。这一结果进一步证明了DNA作为遗传信息载体的功能。哈赤基斯继续对转化因子进行化学提纯。到1949年时，他已经能把附着在活性DNA上的蛋白质含量降低到0.02,。尽管如此，在1949年，这些实验结果仍然没能使怀疑论者相信DNA是遗传变化的原因所在。甚至到1950年，米尔斯基(A(E(Mirsky)仍对艾弗里的转化因子试验结论持怀疑态度。他认为，“很可能就是DNA而不是其它的东西是对转化活性有责的，但还没有得到证实。在活性因子的纯化过程中，越来越多的附着在DNA上的蛋白质被去掉了，??但很难消除这样的可能性，即可能还有微量的蛋白质附着在DNA上，虽然无法通过所采用的各种检验法把它们侦察出来，?“因此对DNA本身是否就是转化
介质还存在一些疑问”。
后来，随着对DNA化学本性的足够了解，特别是1952年赫尔希(A.D.Hers-hey)和蔡斯(M(Chase)证明了噬菌体DNA能携带母体病毒的遗传信息到后代中去以后，科学界才终于接受了DNA是遗传信息载体的理论。美国分子
遗传学家G(S(斯坦特写道:“这项理论到1950年后好像突然出现在空中似的，到了1952年已被许多分子遗传学家
奉为信条”。
科学界对艾弗里等人的理论的怀疑，也反映到诺贝尔奖评选委员会中。当艾弗
里提出他们的理论以后，闸有人提议艾弗里应获这种最高奖励。但鉴于科学界对其理论还抱有怀疑，诺贝尔奖评选委员会认为推迟发奖更为合适。可是，当对他的成就的争议平息、诺贝尔奖评选委员会准备授奖之时，他已经去世了。诺贝尔奖评选委员会只好惋惜地承认:“艾弗里于1944年关于DNA携带信息的发现代表了遗传学领域中一个最重要的成就，他没能得到诺贝尔
奖金是很遗憾的”。
艾弗里等人的科学发现为什么迟迟得不到科学界的承认呢,这当然不是由于他们的不术地位低下所致，因为艾弗里那时已经是细菌学界的一员老将。不是由于出版机构的压抑，因为他拉的文章在《实验医学杂志》上得到了及时发表。也不是由于他们的研究超越了时代或离开了研究的主流趋势，因为当时有许多人都在研究格里菲斯发现的新现象。马克思主义认为，艾弗里的发现的蒙难主要由于认识论方面的一些原因造成的。具体说来是:第一，传统观念的束缚。无庸否认，大家早就怀疑过DNA在遗传过程中是否有一定的功能，特别是自从福尔根(F.Feulgen)于1924年证明了DNA是染色体的一个主要组分之后。但是，由于科学研究发展的特定历史进程，人们对蛋白质的研究罗为充分，对它的重要性和分子结构的认识比较深入;而对DNA的研究就非常不够，因而人们也就很难设想DNA能够作为遗传信息的载体。在一段相当长的时间仙，DNA不像蛋白质那样引人注意。这除了它不像蛋白质(特别是酶)那样到处都是，且到处都是活跃以外，重要的一点还在于结构上似乎没有蛋白质那样变化多端，具有个性(同一生物体中的异源蛋白质之间，或者不同生物体中的同源蛋白质之间，在结构的特异性上存在着极大的差异)。直到30年代后期，科学界还普遍坚持莱文(P(A(T(Levine)在20年代提出的“DNA结构的四核苷酸假说”，认为DNA只不过是一种含有腺苷酸、鸟苷酸、胸腺苷酸和胞苷酸四种残基各一个的四核苷酸而已。到了40年代早期，尽管已经
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帖子 认识到DNA分子量实际上要比四核苷酸理论所要求的大得多，但是仍然普遍地相信四核苷乃是那较大的DN聚合体的基本重复单元，其中四个嘌呤和嘧
啶碱基都依次按规定的序列而被重复着。DNA被看成如同淀粉等聚合物一样的一种单调的均匀第二，错误地总结经验造成的因噎废食。 就在艾弗里等人做出上述结论的20年之间，著名生物学家、1915年诺贝尔化学奖获得者威尔斯塔特在实验中由于采用的酶溶液过于稀释之故，以至用通常的化学检验法显示不出它的蛋白质含量，但仍存在催化活性，于是便做出了酶不是蛋白质的错误结论，宣称已经制成了不含蛋白质的酶的制备物。由于这种结论出自权威之口，人们信以为真，结果使对酶的研究推迟达10年之久。1944年时，科学界对这种前车之鉴仍记忆犹新。所以，当艾弗里等人公布他们的结论后，害怕再受骗的科学界便不敢再盲然唯这位权威而是从，迟迟不予认可了。播种苦果的是已故权威威尔斯塔特，而蒙受苦果之害的是在世权威艾弗里。殊途而同归。“威尔斯塔特的错误幽灵使基因的研究又拖迟10年之久”。艾弗里等人及其科学发现的不幸遭遇，向我们提出了许多值得深思的问题。首先，作为一个科学工作者，我们应当努力克服思想上的保守性和片面性，做到不为流行观念所束缚，努力去揭示未曾为大多数人所注目的新领域;做到正确总结经验教训，不能因噎废食。其次，作为一个科研管理工作者，我们不仅应对那些成果在短期只看该作者 肺炎双球菌的转化实验 [ 2006-11-22 18:29:00 | By: 水一滴 ] 转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质(DNA片段)，将其同源部分进行碱基配对，组合到自
中己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状，这种变异现象，称为转化。 级会员
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当前离线 肺炎双球菌的转化现象最早是由英国的细菌学家格里菲斯(Griffith)于1928年发现的。肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)是一种病原菌，存在着光滑型(Smooth简称S型)和粗糙型(Rough简称R型) 两种不同类型。其中光滑型的菌株产生荚膜，有毒，在人体内它导致肺炎，在小鼠体中它导致败血症，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的;粗糙型的菌株不产生荚膜，无毒，在人或动物体内不会导致病害，其菌落是粗糙的。格里菲斯以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验，他将活的、无毒的R?型(无荚膜，菌落粗糙型)肺炎双球菌或加热杀死的有毒的S?型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙;将活的、有毒的S?型(有荚膜，菌落光滑型)肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的S?型肺炎双球菌和少量无毒、活的R?型肺炎双球菌混合后分别注射到
小白鼠体 内，结果小白鼠患病死亡，并从小白鼠体内分离出活的S?型菌。格
里菲斯称这一现象为转化作用，实验表明，S?型死菌体内有一种物质能引起R?型活菌转化产生S?型菌，这种转化的物质(转化因子)是什么?格里菲斯对此并未做出回答。1944年美国的埃弗雷(O(Avery)、麦克利奥特(C. Macleod)及麦克卡蒂(M(Mccarty)等人在格里菲斯工作的基础上，对转化的本质进行了深入
型活菌体内提取DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们的研究。他们从S?
分别和 R?型活菌混合均匀后注射人小白鼠体内，结果只有注射S?型菌DNA和R?型活菌的混合液的小白鼠才死亡，这是一部分 R?型菌转化产生有毒的、有荚膜的S?型菌所致，并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。由此说明RNA、蛋白质和荚膜多糖均不引起转化，而DNA却能引起转化。如果用DNA酶处理DNA后，则转化作用丧失。
加热温度是60度
实质是S型的DNA或基因与R型活细菌DNA之间重
组,使后者获得了新的遗传信息。
外源DNA分子一旦找到它的内源同源体，这两个分子就可进行遗传交换了。交换的结果是使外源DNA被整合，
江游
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当前离线 而使同源的只看该作者 R型细菌发生基因突变后转变为S型细菌的可能性及排除。 活的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合注入小鼠体一、DNA转化介导的基因修复:高温条件下S型细菌的细胞死亡，一部分DNA被释放出来。因为高温不会导致DNA的降解，而只会使DNA解链，所以当外界温度恢复至适宜温度后，两条拆开的DNA单链会发生“复性”，即迅速地进行碱基互补配对形成双链结构。恢复“活性”的DNA分子，易于进入和通过“感受态”细菌表面的膜结构(在培养的细菌中，只有一少部分在生长的中晚期会自发获得“感受态”，S型细菌由于有荚膜，在自然状态下不易进入“感受态”)。事实上，在进入“感受态”细菌细胞之前，R型菌会释放二、基因突变:格里菲斯发现，某亚型的S型菌通过连续的多代培养，其中极少数可能突变成相应亚型的非致病的R
型肺炎双球菌，即I S— I R、?S一 ?R、?S一?R(构成各亚型S细菌荚膜的多糖存在差异)。他还发现，向小鼠皮下注射大量R型菌，有时可获得相应亚型的S型菌。
那么从死亡的小鼠体内分离得到的S型细菌，会不会是R
型细菌突变产生的呢,
江游
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答:不会，格里菲斯在进行实验时，采用的是?R型菌与加热后杀死的?S型菌，将它们混合后注入小鼠体只看该作者 又一道使人心烦的题目。 13(肺炎双球菌有两种类型，一种是无毒的R型细菌，一种是有毒的S型细菌。将无毒的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体 A(这个实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质 B(在死亡的小鼠体 C(在死亡的小鼠体 D(在死亡的小鼠体只看该作者 收集的很详细
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范文二：肺炎双球菌
第三章
第一节 肺炎双球菌转化实验
课题：肺炎双球菌转化实验
二、教学目标
1、知识与技能目标
（1）了解实验研究的方法是自然科学研究的主要方法
（2）阐明肺炎双球菌转化实验的原理和过程
2、能力目标
（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能力
3、情感态度价值观
（1）遗传的主要物质是DNA，这从遗传和变异的角度强调了生命的物质性，培养学生辩证 唯物主义世界观的树立。
（2）学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神。
三、教学难点重点
（1）教学重点 肺炎双球菌转化实验的原理和方法
（2）教学难点 DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质
四、教学方法
讲授探究与讨论结合，多媒体课件辅助教学
五、教学手段
黑板、多媒体
六、教学过程
1、情境导入
T：染色体是遗传物质的载体，染色体是由DNA和蛋白质组成的，而蛋白质是生命活动的承担者和体现者，那么它们中哪一种是遗传物质呢？
众所周知，生命的遗传物质是：DNA。
2、新课讲解
一、首先我们先来认识下肺炎双球菌
二、格里菲思实验
T：① 比较实验组1和3，你能发现什么？
② 比较实验组2和3，你能发现什么？
③ 比较实验组3和4，你能发现什么？
学生的回答可能是：① 加热杀死的S型细菌同R型细菌一样不具有毒性，对小鼠物影响；② S型细菌只有在保持活性的条件下，才对小鼠有毒性；③ R型细菌转化成S
型细菌，加
热杀死的S型细菌中含有能将R型细菌转化为S型细菌的转化因子。
教师补充：蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。蛋白质在80-100℃范围内，就会失去活性并且不能恢复；DNA在80-100℃范围内，DNA双链将会解开，而当温度降至55℃左右时，DNA双链能够重新恢复。从补充中提出猜想：这种转化因子可能是DNA。但要证明这个猜想还需要做进一步的实验。
这种“转化因子”究竟是什么呢？下面我们来揭开它的神秘面纱
三、实验设计
T: S菌含有哪些成分？有没有同学知道呢 S：嗯，我来完善一下。S
菌含有水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、RNA、DNA
在格里菲斯实验的基础上，艾弗里和他的同事改进了格里菲思的实验，操作步骤如下：
（
2）预期结果：？？？
（3）分析结果，得出结论
3 课堂提问
实验探究的一一般步骤：
提出问题 作出假设 实验探究 得出结论
T：离体细菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键生物设计思路是什么？ S：将各种物质分开，单独地观察它们的作用。
T：要实现这样的设计思路需要怎样的技术手段？
S：物质的提取和分离技术。
T:艾弗里的实验引起了人们的关注，但是并不是所有人都相信这一结果。有人提出，艾弗里实验过程中提取的DNA纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，很有可能
就是这0.02%的蛋白质使R菌转化成S菌。因此并不能证明DNA就是遗传物质。那要怎样才能证明？如果我们彻底把DNA和蛋白质分开，栽单独观察它们的作用，是不是就可以证明DNA是遗传物质了呢？那要怎样把它们分开呢？同学们可以从它们的元素组成着手思考，下节课我们一起来解决。
4 课后作业
练习册：这一节。
七、教学反思
本堂课知识点不多，但是内容较深，学生理解起来容易混淆，老师注意使用简单、准确的语言引导学生进行分析，得出结论。
八、板书设计
（1）认识肺炎双球菌，分为有毒的S菌和无毒的R菌
（2）引出格里菲思实验
（3）进一步引出艾弗里实验
（4）由两个实验得出结论
范文三：肺炎双球菌实验
1(从微生物学角度
(1)肺炎双球菌的结构 肺炎双球菌是一种细菌，属原核生物。由于核区中的DNA分子不与蛋白质结合，因此，用它作实验材料易于单独观察DNA在遗传中的作用。
(2)何为荚膜,其作用怎样,
荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质。其化学成分随细菌种类不同而有差异，多数细菌的荚膜成分为多糖，如肺炎双球菌。荚膜的形成受遗传物质(基因)控制。
荚膜与细菌的致病性有关，同时荚膜还能储留水分能抗干燥，对保护细菌有作用。荚膜本身无毒性，但在机体内保护细菌抵抗吞噬细胞的吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物质(如溶菌酶)的杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。
(3)何为菌落, 菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一种肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群。每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。
2(从分类学角度
肺炎双球菌有两种类型:一种是R型细菌，无多糖类的荚膜，是无毒性的;另一种是S型细菌，具有多糖类的荚膜，是有毒性的。R型实际上是S型肺炎双球菌的突变类型，二者属于同一个物种。
3(从免疫学角度
(1)为何S型细菌会致病，而R型细菌不能致病,
当细菌进入人或动物体后，由于免疫效应，都要被吞噬细胞吞噬消化，加以消灭。由于S型细菌有荚膜，进入吞噬细胞后，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞
噬和消化，从而能迅速增殖、扩散，引起机体发生疾病。而R型细菌无荚膜，则能被吞噬细胞吞噬、消化，所以不能使机体患病。
(2)同是一种S型的肺炎双球菌，为何使人患肺炎，而小鼠患白血病,
肺炎双球菌都会使人或小鼠患肺炎，由于小鼠抵抗力差而细菌毒力较强，可并发败血症。
(3)何谓加热杀“死”,
这里加热的温度一般为60?左右，目的使蛋白质变性，细菌的感染力和致病性降低，但抗原的特性仍然存在。
(4)加热杀“死”后的S型细菌，其细胞中的DNA是否变性,
由于DNA具有相对稳定性，当DNA溶液加热到沸点时，其氢键断裂，双螺旋解体，但若将其缓慢冷却，分离的单链就可部分得以重聚，恢复双螺旋结构。
4( 从遗传学角度
(1)何为转化,其实质是什么,影响转化的因素有哪些,
转化作用是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质(DNA或RNA)，而表现出后者的某些遗传性状或发生遗传性状改变的现象。
转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。
影响转化的因素有:?供体细胞DNA的纯度。DNA越纯，转化率就越高。?两种细菌的亲缘关系。亲缘关系越近，转化越容易。?受体菌状态。只有处于感受态的受体菌才能被转化。
(2)R型肺炎双球菌如何转化为S型肺炎双球菌,
加热灭活的S型细菌遗留下各个DNA片段，其中包括控制荚膜形成的基因，这些片段从S细菌中释放出来，并且在后继的培养中被一些R型细菌所摄取，进入R型细菌的细胞中，以同源重组的置换方式，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。可见，转化后形成的S型细菌内含有两种DNA(R型和S型)。
5(从实验学角度
(1)实验构思 该实验设计中最关键的思路是什么,
从活的S型细菌中提取、分离和鉴定出各种成分，分别与R型细菌混合培养，并观察其后代是否有S型细菌出现。
(2)实验过程
(3)实验对照分析
在体内转化实验中，???之间形成相互对照，每一组既是实验组，又是其他组别的对照组。
在体外转化实验中，该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的?组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素(DNA)无关，故???组之间形成条件对照，其中?组为实验组，??组为对照组;而?组和?组之间形成空白对照，其中?组为实验组，?为对照组。
(4) 实验结论 利用该实验能否证明蛋白质不是遗传物质,
该实验能证明蛋白质不是遗传物质，因为在体外转化实验中，用S型的蛋白质与R型细菌混合后，培养基中未出现S型菌落，说明蛋白质不是转化因子。
例1((原创)肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型和R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述中错误是的( )
A(在死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种细菌
B(曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭
C(曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
D(S型细菌数量从0开始是由于R型细菌突变的结果
解析:本题以经典实验为素材，综合考查R型和S型细菌的特点及细菌发生转化的原因，引导学生对教材实验作进一步思考。R型细菌的数量与小鼠免疫力有关，S型细菌的产生是由于R型细菌转化的结果，而非基因突变所致。答案为D。
例2(原创) 证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验中，设置了以下几组:
下列有关叙述中，错误的是
A(该实验设计的关键是将细菌的各组分分离开来分别进行实验
B(???组之间形成条件对照，其中??组为对照组，?组为实验组
C(?和?组之间形成空白对照，其中?组为实验组，?为对照组
D(实验成功证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质和多糖不是
解析:该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的?组为实验组，而蛋
白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素(DNA)无关，故???
组之间形成条件对照，?、?组均为?组的对照组;而?组(实验组)和?组(对
照组)之间形成空白对照。该实验也为蛋白质或多糖创造了参与转化的机会，但由
于它们未能实现转化，故能证明蛋白质和多糖不是遗传物质。答案为D。 基因重组
是由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段的交换和重新组合，形成新DNA分子的过程。
同源重组(Homologus Recombination) 是指发生在姐妹染色单体(sister chromatin) 之间或同一染色体上含有同源序列的DNA分子之间或分子之内的重新组合。同源重组需要一系列的蛋白质催化，如原核生物细胞内的RecA、RecBCD、RecF、RecO、RecR等;以及真核生物细胞内的Rad51、Mre11-Rad50等等。同源重组反应通常根据交叉分子或holiday结构(Holiday Juncture Structure) 的形成和拆分分为三个阶段，即前联会体阶段、联会体形成和Holiday 结构的拆分。同源重组反应严格依赖DNA分子之间的同源性，100%重组的DNA分子之间的重组常见于姐妹染色体之间的同源重组，称为Homologous Recombination，而小于100%同源性的DNA
分子之间或分子之内的重组，则被称为Hemologus Recombination。后者可被负责碱基错配对的蛋白如原核细胞内的MutS 或真核生物细胞内的MSH2-3等蛋白质“编辑”。同源重组可以双向交换DNA分子，也可以单向转移DNA分子，后者又被称为基因转换(Gene Conversion)。由于同源重组严格依赖分子之间的同源性，因此，原核生物的同源重组通常发生在DNA复制过程中，而真核生物的同源重组则常见于细胞周期的S期之后。
范文四：肺炎双球菌
1．从微生物学角度
（1）肺炎双球菌的结构 肺炎双球菌是一种细菌，属原核生物。由于核区中的DNA 分子不与蛋白质结合，因此，用它作实验材料易于单独观察DNA 在遗传中的作用。
（2）何为荚膜？其作用怎样？
荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质。其化学成分随细菌种类不同而有差异，多数细菌的荚膜成分为多糖，如肺炎双球菌。荚膜的形成受遗传物质（基因）控制。
荚膜与细菌的致病性有关，同时荚膜还能储留水分能抗干燥，对保护细菌有作用。荚膜本身无毒性，但在机体内保护细菌抵抗吞噬细胞的吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物质（如溶菌酶）的杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。
（3）何为菌落？ 菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一种肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群。每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。
2．从分类学角度
肺炎双球菌有两种类型：一种是R 型细菌，无多糖类的荚膜，是无毒性的；另一种是S 型细菌，具有多糖类的荚膜，是有毒性的。R 型实际上是S 型肺炎双球菌的突变类型，二者属于同一个物种。
3．从免疫学角度
（1）为何S 型细菌会致病，而R 型细菌不能致病？
当细菌进入人或动物体后，由于免疫效应，都要被吞噬细胞吞噬消化，加以消灭。由于S 型细菌有荚膜，进入吞噬细胞后，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，从而能迅速增殖、扩散，引起机体发生疾病。而R 型细菌无荚膜，则能被吞噬细胞吞噬、消化，所以不能使机体患病。
（2）同是一种S 型的肺炎双球菌，为何使人患肺炎，而小鼠患白血病？
肺炎双球菌都会使人或小鼠患肺炎，由于小鼠抵抗力差而细菌毒力较强，可并发败血症。
（3）何谓加热杀“死”？
这里加热的温度一般为60℃左右，目的使蛋白质变性，细菌的感染力和致病性降低，但抗原的特性仍然存在。
（4）加热杀“死”后的S 型细菌，其细胞中的DNA 是否变性？
由于DNA 具有相对稳定性，当DNA 溶液加热到沸点时，其氢键断裂，双螺旋解体，但若将其缓慢冷却，分离的单链就可部分得以重聚，恢复双螺旋结构。 4． 从遗传学角度
（1）何为转化？其实质是什么？影响转化的因素有哪些？
转化作用是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（DNA 或RNA ），而表现出后者的某些遗传性状或发生遗传性状改变的现象。
转化的实质是外源DNA 与受体细胞DNA 之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。
影响转化的因素有：①供体细胞DNA 的纯度。DNA 越纯，转化率就越高。②两种细菌的亲缘关系。亲缘关系越近，转化越容易。③受体菌状态。只有处于感受态的受体菌才能被转化。
（2）R 型肺炎双球菌如何转化为S 型肺炎双球菌？
加热灭活的S 型细菌遗留下各个DNA 片段，其中包括控制荚膜形成的基因，这些片段从S 细菌中释放出来，并且在后继的培养中被一些R 型细菌所摄取，进入R 型细菌的细胞中，以同源重组的置换方式，整合进入R 型细菌的基因组中，使R 型细菌转化成S 型细菌。可见，转化后形成的S 型细菌内含有两种DNA （R 型和S 型）。
5．从实验学角度
（1）实验构思 该实验设计中最关键的思路是什么？
从活的S 型细菌中提取、分离和鉴定出各种成分，分别与R 型细菌混合培养，并观察其后代是否有S 型细菌出现。
（2
）实验过程
（3）实验对照分析
在体内转化实验中，①②③之间形成相互对照，每一组既是实验组，又是其他组别的对照组。
在体外转化实验中，该实验所研究的实验因素为DNA ，故用DNA 处理的①组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（DNA ）无关，故①②③组之间形成条件对照，其中①组为实验组，②③组为对照组；而①组和④组之间形成空白对照，其中①组为实验组，④为对照组。
（4） 实验结论 利用该实验能否证明蛋白质不是遗传物质？
该实验能证明蛋白质不是遗传物质，因为在体外转化实验中，用S 型的蛋白质与R 型细菌混合后，培养基中未出现S 型菌落，说明蛋白质不是转化因子。
例1．（原创）肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S 型细菌与R 型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S 型和R 型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述中错误是的（ ）
A ．在死亡的小鼠体内存在着S 型和R 型两种细菌
B ．曲线ab 段下降的原因是R 型细菌被小鼠的免疫系统所消灭
C ．曲线bc 段上升，与S 型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
D ．S 型细菌数量从0开始是由于R 型细菌突变的结果
解析：本题以经典实验为素材，综合考查R 型和S 型细菌的特点及细菌发生转化的原因，引导学生对教材实验作进一步思考。R 型细菌的数量与小鼠免疫力有关，S 型细菌的产生是由于R 型细菌转化的结果，而非基因突变所致。答案为D 。
例2（原创） 证明DNA 是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验中，
设置了以下几组：
下列有关叙述中，错误的是
A ．该实验设计的关键是将细菌的各组分分离开来分别进行实验
B ．①②③组之间形成条件对照，其中①②组为对照组，③组为实验组
C ．③和④组之间形成空白对照，其中③组为实验组，④为对照组
D ．实验成功证明了DNA 是遗传物质，但不能证明蛋白质和多糖不是 解析：该实验所研究的实验因素为DNA ，故用DNA 处理的③组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（DNA ）无关，故①②③组之间形成条件对照，①、②组均为③组的对照组；而③组（实验组）和④组（对照组）之间形成空白对照。该实验也为蛋白质或多糖创造了参与转化的机会，但由于它们未能实现转化，故能证明蛋白质和多糖不是遗传物质。答案为D 。
范文五：肺炎双球菌
荧光标记用荧光物质与被检测物结合，在紫外光照射下发光。同位素标记，用同位素原子如16O，18O，12C，14C与被检测物结合，用原子分析方法检测原子变化。荧光标记可用于观察细胞分裂。同位素标记用来验证化学反应中的机理，如：光合作用中氧气是由水还是CO2分解而来。酯化反应中是醇脱-OH还是酸脱-OH。
对肺炎双球菌转化实验的几点思考
四川成都棠湖中学外语实验学校 何小波 张亚萍
在讲授DNA是主要的遗传物质一节中，学生对肺炎双球菌的转化实验提出了几点质疑。笔者在经过认真思考、讨论、查阅资料后，针对各个问题一一进行了解答。笔者发现学生提出的疑问很有意义和代表性，现将学生质疑和笔者解答整理如下，供同仁参考。也求抛砖引玉，获得更好的解答。
1．格里菲斯的体内转化实验
实验中将加热杀死的S型和活的R型混合注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，并从小鼠体内分离出活的S型，且其后代仍是有毒性的S型。格里菲思推论：在已经加热杀死的S型细菌中，必然含有一种“转化因子”，促使R型转化为S型，且这种转化可遗传。
1．1 质疑一：是S型复活还是R型被转化？
学生的质疑：为什么是R型被转化，而不是加热杀死的S型复活呢？
笔者的分析解答：学生提出这样的质疑，主要是对蛋白质的化学性质不太了解。蛋白质具有一定的空间结构才具有生理活性，加热会破坏蛋白质的空间结构（变性），且该过程不可逆。所以加热后蛋白质变性失活，不可能再恢复其功能（可以高温下酶失活为例）。而蛋白质是生命活动的承担者，蛋白质失活了，生命活动就不可能再恢复，也就是说热杀死的S型是不可能复活的。
当笔者作出上边的解释后，有学生立即又提出了下面的质疑。
1．2 质疑二：加热杀死的S型的DNA为什么没被破坏还可以发挥转化作用？
学生的质疑：加热杀死的S型菌的蛋白质变性失活了，失去了生理功能。那为什么热杀死的S型的DNA还有作用呢？
笔者的分析解答：学生提出这样的质疑，和上一个问题的原因相似，主要是对DNA的结构及化学性质不太了解。DNA是由两条链形成的双螺旋结构，两条链间碱基通过氢键连接。加热会使氢键断裂，使DNA双螺旋解开成单链，称为DNA变性。但和蛋白质变性不同的是，当温度缓慢降低时单链又可以重新形成双链，称为DNA复性。所以，加热杀死的S菌的DNA还是有作用的。
1．3 质疑三：转化因子是S型菌的整个DNA，还是DNA片段？
学生的质疑：发挥转化作用的到底是S型菌的整个DNA，还是DNA片段？
笔者的分析解答：这个问题涉及的是DNA分子变性、复性、以及基因的有关知识。通过查阅资料发现：常用的DNA变性方法主要是热变性方法和碱变性方法。热变性使用得十分广泛，但是高温可能引起磷酸二酯键的断裂，得到长短不一的单链DNA。而碱变性方法则没有这个缺点，在pH为11．3时，全部氢键都被淘汰，DNA完全变成单链的变性DNA。
决定生物性状的基本单位叫做基因，它是DNA上具有遗传效应的片段。S菌的DNA上具有与荚膜形成有关的片段（基因），加热杀死S菌时，S型菌的DNA可能因高温引起磷酸二酯键的断裂，得到长短不一的单链DNA。所以加热杀死S菌的时候，会得到与荚膜形成有关的DNA片段。该片段与R菌DNA整合后，使得其也可以形成荚膜，即转变为S型。
1．4 质疑四：S菌的DNA将R菌转化，还是S菌的DNA直接控制合成了S菌？
在本节教学中，笔者补充了证明RNA是遗传物质的实验──烟草花叶病毒侵染实验。学生在知道烟草花叶病毒的RNA侵染烟草细胞后，利用其所带的遗传信息控制合成了新的烟草花叶病毒的知识后，对肺炎双球菌体内转化实验又提出了新的质疑。
学生的质疑：为什么是S型菌的DNA转化了R型，而不是S型菌的DNA像烟草花叶病毒的RNA侵染烟草细胞后直接控制合成了S菌？
笔者的分析解答：学生发生这样的疑问是因为对病毒的结构和复制、细菌的结构和繁殖的知识掌握的不够清晰，不能区分这两种生物的特征。病毒是非细胞结构的生物，由蛋白质外壳和核酸组成，子代病毒是通过病毒核酸（遗传物质）在宿主细胞中控制合成的核酸和蛋白质组装而成。而细菌是细胞结构生物，细胞通过分裂实现增殖，也就是说新细胞只能来自于细胞的分裂，而不可能来自于其他细胞直接合成。所以该实验中应该是S型菌的DNA转化了R型菌，而不是像烟草花叶病毒侵染实验那样直接控制合成了S菌。
2．艾弗里的体外转化实验
艾弗里和他的同事为了弄清转化因子是什么，分离提取了S菌的DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入已培养R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。艾弗里还发现：如果用DNA酶处理S型菌的DNA，使DNA分解，就不能使R型细菌发生转化。
2．1 质疑一：如果在S菌的培养基中加入R菌的DNA，S菌能否被转化为R型？
学生的质疑：如果在S菌的培养基中加入R菌的DNA，S菌是不是也能整合R菌的DNA，从而被转化为R型？
笔者的分析解答：由于缺乏相应的微生物知识，对R型细菌转化的具体生理过程不清楚，很容易认为在S菌的培养基中加入R菌的DNA，S菌也能整合R菌的DNA，从而被转化为R型
R型细菌之所以能整合S型菌的有关DNA片段，转化为S型，与其自身的结构和特性有关。R型活菌在对数期后期内处于“感受态”（ 细菌能从环境中摄取DNA进行转化的状态，称感受态(competence)。 对于感受态本质的解释，有人认为处于感受态的受体菌局部失去了细胞壁，使外源DNA能顺利经膜进入菌体，称局部原生质体假说。也有人认为是受体细胞表面出现了一直能结合DNA并使之进入细胞的酶，称酶受体
假说）。被加热杀死的S型肺炎双球菌（供体菌）自溶，释放出自身的DNA片段，当DNA片段遇到感受态的R型活肺炎双球菌（受体菌）时，R型活肺炎双球菌（受体菌）细胞膜上的结合位点相结合，随后其中一条链被细胞膜上的核酸酶降解，降解产生的能量协助把另一条单链推进受体细胞（该过程称为DNA的结合和摄取）。当单链进入受体菌细胞后，便与受体菌DNA上的同源区段发生交换重组。再通过受体菌DNA复制、细胞分裂，而表现出转化的性状，于是就由R型肺炎双球菌产生出S型肺炎双球菌的后代。
而S型肺炎双球菌有荚膜，无感受态，不能作为受体菌，所以在S菌的培养基中加入R菌的DNA，S菌不能被转化为R型。当然S型菌在自然状态下或人工的诱变下发生基因突变，S型菌可能突变为R型，但不是转化。
2．2 质疑二：艾弗里的第三组实验（加DNA水解物）为什么没能排除人们对其实验的怀疑？ 学生的质疑：艾弗里在第三组实验（加DNA水解物）中，用DNA酶处理提取的DNA，然后加入培养R型菌的培养基中，结果培养基中未出现S型。这个实验从反面证明了DNA是遗传物质，为什么不能排除人们对提取的DNA中含有0．02%的蛋白质起到了转化因子（遗传物质）的作用的怀疑？
笔者的分析解答：这个推理从理论上来说确实没错，但是实际上，当时情况要复杂的多。当时人们对艾弗里实验结果表示怀疑的原因主要来自两个方面。
一方面：艾弗里的实验并非无懈可击，人们发现他的第一个实验中的DNA纯度不够，关键性的实验证据出现了问题，由此证据得到的推论自然会被人们怀疑。尽管艾弗里的第三个实验能做出一些解释，但是人们仍然可以认为是DNA和蛋白质共同作用完成细菌的转化，或者蛋白质也参与了细菌的转化过程，即无法完全排除蛋白质可能起了作用的怀疑。
另一方面：艾弗里由实验推论得到DNA是使R型细菌发生遗传改变的物质，这个观点与当时大多数科学家的观点是截然不同的，因此很多人都不愿承认艾弗里的实验结果，这一点从他一生的遭遇就可以看出。自1930年起，几乎每年艾弗里都因发现肺炎双球菌的抗原特异性取决于其多糖荚膜而获诺贝尔奖提名，但由于当时人们普遍认为抗原特性取决于细胞表面的蛋白质，不相信艾弗里的结果，怀疑其结果是因为多糖掺杂了蛋白质杂质导致的。在1946年以前，艾弗里有4次进入了第二轮名单，即诺贝尔奖委员会对其工作做了书面评价，但是评价的结果都认为他的发现不值得获奖。1946年起，开始有人在提名艾弗里时提到他对遗传物质的研究。当时研究核酸的两个权威──卡罗林斯卡医学院的化学教授艾纳·哈马斯登和他的前学生，细胞研究与遗传学教授托布真·卡佩森。这两个人都相信只有蛋白质才有可能是遗传物质，而且他们根据自己的研究经验，知道很难除去DNA中的蛋白质杂质，从而不相信艾弗里的实验结果。1946年，由哈马斯登对艾弗里的实验做了简短的书面评价，他对艾弗里的结果持批评态度，认为艾弗里的DNA是被蛋白质杂质污染了，蛋白质才是转化因子。
接下来的几年，有一些实验室用其他实验证实了艾弗里的结论，艾弗里的发现已获得了独立验证。1952年，艾弗里再次进入了诺贝尔奖第二轮提名名单，由细菌学教授伯恩特·马尔姆格伦对之做了书面评价。马尔姆格伦综述了这几年来的有关研究，认为蛋白质不太可能是转化因子。但是他的结论却是，要把DNA作为转化因子仍然缺乏最后的证据，因此认为艾弗里的发现目前不值得获奖。
从这些历史可以看出，由于艾弗里当时的研究结果和当时的主流思想、权威理论相反，所以一直不被人们重视，甚至被认为是无价值的。所以，他的结论被人们怀疑也就“理所当然”。
在解答学生的这个质疑的同时，可以对学生进行这样一些情感教育：一、科学研究就是在这样的“吹毛求疵”中不断前进的；二、科学研究中还需要自信，需要坚持自己的思想，需要怀疑的态度；三、淡薄以明志，宁静以致远。艾弗里的成果虽然当时未被人肯定，他未得到应有的荣誉，但他仍然热衷于自己的工作，不断取得突破，终为世人敬仰。有的人获得诺贝尔奖，是为自己增辉，有的人获奖，却是为诺贝尔奖增辉。艾弗里没有获得诺贝尔奖，应该是诺贝尔奖的遗憾，而不是艾弗里的遗憾。
学生的这些质疑，有的虽然看似简单，但是要真正的解释清楚，需要我们深入教材，吃透教材。高中教材和教参中的知识要解决这些问题，显得非常的有限，这就促进了我们教师的不断学习提高，需要教师作一名学者，而不是教书匠。另外，学生的质疑是他深思熟虑之后提出的，是思维活跃的表现，同时这种敢于质疑、大胆设想的精神，也是新课程要求的学生探究活动的具体体现，我们应该多加鼓励和引导。培养学生的质疑精神、创新意识，才能为社会培养出创新型人才，为国家培养出真正的栋梁之才。
对肺炎双球菌转化实验的三个疑点的辨析
作者：刘北光
摘要：在教学和备课中对肺炎双球菌的转化实验的教学产生了三个新的疑点: 1.为什么格里菲思要做第四组实验？2.在第四组实验中，小鼠体内能否分离出R型菌。3.肺炎双球菌的致病原因是因为荚膜有直接的毒性吗？
在对第一个疑点的探讨中发现原来R型是SII型的培养基中的突变类型，认为格里菲思做第四组实的原因是为了探究R型能否转变为有毒性的类型。而在对第2、3个疑点的讨中，找到了不少常见练习题，并将在K12生物论坛的中一些讨论加以引述摘录，结论认为在第四组实验中，小鼠体内只能分离出S型菌，对于存在着在四组实验中存在能分离出S型和R型的立意的题目应予以抛弃。而荚膜确实是S型菌的毒力因子，但毒力因子却不是直接的毒性因子，因此相关的某一道题也应予纠正。
关键词：肺炎双球菌转化实验 R型菌 毒力因子
正文：对肺炎双球菌转化实验的教学中曾有过一些的疑问，特别是在反复备课、做习题、上论坛讨论时感受到的疑问现有三个。
1.为什么格里菲思要做第四组实验？
1.1 已知道格里菲思要求证的是肺炎双球菌是如何使人感染肺炎的，而以前我的思路是，肺炎双球菌有两种，格里菲思只要证明何种使人患肺炎即可，也就是做完前三组实验可以得出，活的S型菌使人患肺炎。然而他的实验却多做了一个第四组。我曾也想过两种可能，一是混合思维，是否他特意将两者没有毒性的东西混在一起看1+1是否大于2？二是他想看看R型菌能否变为S型菌？
1.2 从来自《肺炎双球菌转化实验的启示》一文的文段资料显示，原来R型菌与S型菌是有一定的关系的：‘1928年，格里菲斯将肺炎球菌SⅡ在特殊条件下进行离体培养，从中分离出R型。当他把这种R型的少量活细菌和大量已被杀死的SⅢ混合注射到小家鼠体内以后，出乎意外，小家鼠却被致死了。剖检发现，小家鼠的心血中有SⅢ细菌。这一实验结果可以有三种解释。（1）SⅢ细菌可能并未完全杀死。但这种解释不能成立，因为单独注射经过处理的SⅢ时并不能致
死小家鼠。（2）R型已转变为S型。这一点也不能成立，因为剖检发现的是SⅢ不是SⅡ，R型从SⅡ突变而来，理应转化为 SⅡ。（3）R型从杀死的SⅢ获得某种物质，导致类型转化，从而恢复了原先因基因突变而丧失的合成荚膜的能力。格里菲斯肯定了这种解释。这就是最早发现的转化现象。’
1.3 从格里菲斯所做的实验的真实的过程中，我认为所以为什么格里菲思要做第四组实验的原因是，S型菌能突变成R型菌，那么R型菌能否变成S型菌呢？有什么办法能让R型菌变回S型菌呢？
1.4 并且由于实验结果发现的是SIII型而不是SII型说明这种转变并不是突变而是转化。
2. 在第四组实验中，小鼠体内能否分离出R型菌。
2.1 对于这个问题曾有过相关的几道题：
例1来自《扬州市2006-2007学年度第一学期期末调研测试试题》
高三生物
31、在肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况如图所示，下列有关叙述中正确的是
A．死亡的小鼠体内能检出有S型、R型两种类型的细菌
B．曲线ab段的原因是小鼠的体内还没有形成大量的免疫R型菌的抗体
C．曲线bc段下降是因为绝大多数的R型菌转化成了S型菌
D. R型细菌转化为S型细菌，是因为R型细菌内DNA发生了重组
参考答案：31、ABD
例2 1.在肺炎双球菌的转化实验中,将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后,注射到小鼠体内,下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有
①有毒R型 ②无毒R型 ③有毒S型 ④无毒S型
A.①④ B.②③ C.③ D.①③
例3例1．（原创）肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型和R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述中错误是的（ ）
A．在死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种细菌
B．曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭
C．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
D．S型细菌数量从0开始是由于R型细菌突变的结果
2.2 其中有一道题在K12生物论坛上引起了众多的讨论：
例4：在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下列哪个图示
对这题有如下的争议：
2.2.1 河北保定一中生物组 龚军辉：我认为还是选A,理由如下:
1.选择题要选最佳答案,学生有的知识前提是,S型细菌有毒,而R型细菌没毒,R型没毒的原因是表面没有荚膜而被小鼠的免疫系统处理掉,选A可以体现这一点;
2.选B会给人一种错觉,认为是后来R型细菌过多而导致小鼠死亡(曲线中明显可见后来R型细菌的数量要多于注射时的量);
3.这是体内实验,如果是体外在培养基上做的实验,那就应该选B;
4.转化的本质在于重组,选A就更能体现这一点!
2.2.2
高原风：由图示的四个选项来看，该题的考察核心是S型细菌和R型细菌的种间
关系，按理它们是竞争关系。是你死我活，还是和谐相处，或是二者并存？根据Grifis的实验结果，在死亡的小鼠体内分离到了R型和S型两种活菌的事实，选B似更合理一些。
2.2.3
对此龚军辉老师进行了质疑：“当然教材上并没有说从死亡的小鼠尸体内分离到R型细菌,只说分离到活的S型细菌.（人教版）”
2.2.4
同时龚军辉老师也提出了一点疑问：“这个题目的关键在于转化发生在小鼠体内或者发生在体外(培养基中)的结果是否一样,在体内转化以后产生的R型细菌会不会被小鼠的免疫系统处理掉”
2.3
本文的观点则支持龚军辉老师。请看例5
例5 （沁阳市生物备课组）
10．英国科学家格里菲思将无毒性R型菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。请问在小鼠体内可找到下列哪些类型的细菌（ ）
A．有毒R型 B．无毒R型 C．有毒S型 D．无毒S型
参考答案：10.C
2.4 另外WKL蒸水滔滔提供了这段说法：“我刚才查了一下《遗传学》教材（河北师大、新乡师院、北京师院、山东师院合编），上面介绍的Griggith实验结果正是你期待的结果：把少量的R型细菌和大量已经加热杀死的S型细菌混合起来，一起注射到小家鼠体内，结果发现小家鼠得败血症死亡，从死鼠体内分离出来的肺炎双球菌全部都是S型的。（该书P161）”
2.5 从引述的题目可看出来，已经有不少的题目的立意在于：死鼠体内分离出来的肺炎双球菌有S型和R型的。但经过讨论分析的结果，由于在第四组实验中，从死鼠体内分离出来的肺炎双球菌全部是S型的，所以这种立意我认为是错误的。应以例5的题目为适。
3. 肺炎双球菌的致病原因是因为荚膜有直接的毒性吗？
3.1 这个疑问也是来源于一道习题：
（K12论坛果糖）请设计实验探究S型肺炎双球菌的何种物质使小鼠致死 方法步骤：①.将体重，年龄，健康状况相同的小鼠随机分成５等组，并编号A,B,C,D,E
②从S型细菌中DNA,蛋白质,荚膜多糖等物质,然后将它们分别注射到B,C,D小鼠体内,A组小鼠相同部位注射等量的生理生理盐水,并在相同的适宜的环境条
件下,正常饲养.观察并记录小鼠的存活情况.③用多糖酶处理从活S型菌中提取的荚膜,使荚膜分解,然后将其水解物注射到E组小鼠体内,与上述相同条件培养,观察小鼠的存活情况.
预期最可能的结果并分析：注射多糖的D组小鼠死亡,其它各组小鼠不死,因为荚膜多糖有毒.
3.2
这题引发了我产生了质疑：肺炎双球菌的致病原因是什么？以下是我在K12生物论坛对此题与其他网友的讨论过程：
江游(注本文作者）：荚膜多糖有毒?
这种说法真奇怪，我的观点是荚膜保护了细菌，所以细菌得以存活
紫菡：荚膜有自身保护功能：①荚膜富含水，可保护细菌免受干燥，大部分细菌的荚膜由多糖组成；②能抵御吞噬细胞的吞噬和其他物质的侵害；③荚膜为主要表面抗原，它是有些病菌的毒力因子，故S型肺炎双球菌靠其荚膜致病，而无荚膜的R型为非致病菌。
你我他123（注本文作者）：什么是毒力因子？
毒力因子帮助病原体侵入并抵抗宿主防御机制,增强病原体引起疾病的能力.如有荚膜的肺炎球菌毒力强于无荚膜菌株,有荚膜的B型流感嗜血杆菌毒力强于其他有荚膜的菌型.具有酶活性的菌蛋白(如蛋白酶,透明质酸酶,神经氨酸酶,弹性纤维酶,胶原酶)能促进细菌在局部组织中扩散.侵袭性微生物(如福氏痢疾杆菌,小肠结肠耶氏杆菌)能进入或穿过完整的真核细胞,使它们能从粘膜表面进入体内.
毒力因子不是有毒！
3.3 所以据我的分析，由于并非由荚膜直接引起小鼠致病的，因此这题纯属错题，应加以纠正。
4.本文观点
4.1 教学中产生了一些疑点，经过积极寻找肺炎双球菌的转化实验的原本过程，更好的对教材进行了理解。而对目前流传的一些题而导致的疑点，通过讨论和寻找资料验证，发现了一些应加以纠正的内容。
4.2 本文的结论是：在对第一个疑点的探讨中发现原来R型是SII型的培养基中的突变类型，认为格里菲思做第四组实的原因是为了探究R型能否转变为有毒性的类型。而在对第2、3个疑点的讨中，结论认为在第四组实验中，小鼠体内只能分离出S型菌，对于存在着在四组实验中存在能分离出S型和R型的立意的题目应予以抛弃。而荚膜确实是S型菌的毒力因子，但毒力因子却不是直接的毒性因子，因此相关的某一道题也应予纠正。
