遗传因子的发现

关于“肺炎双球菌转化实验”中一个难点的分析

在格里菲斯的实验中，单独注射加热杀死的s型细菌，小鼠不死亡，而将其与活的r型细菌混合后注射则小鼠死亡。于是格里菲斯由此得出结论：被加热杀死的s型细菌中含有某种能将无毒性的r型细菌转化成有毒性的s型活细菌的活性物质（后来证实该活性物质是dna）。

那么，我们不禁要问，既然s型细菌已经被加热杀死，为什么还会含有“活性物质”？要弄清这个问题，首先要了解蛋白质和核酸（dna）的性质。

一、蛋白质的性质

蛋白质是一类具有生物活性的重要的大分子有机化合物，它具有非常复杂的结构。早在上世纪30年代，我国生物化学家吴宪就已提出，天然蛋白质分子因环境的种种关系，从有秩序而紧密的构造，变为无秩序而松散的构造，这就是变性作用。

能引起蛋白质变性的因素很多，物理因素有高温、高压、剧烈振荡；化学因素有强酸、强碱、重金属盐等。

蛋白质变性的主要特征就是生物活性的丧失。蛋白质的生物活性是指蛋白质所具有的酶、激素、毒素等的生物学功能。我们从人教版高中生物必修1《分子与细胞》中已经知道，“一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。”

由于加热（60℃～100℃）处理使s型细菌的蛋白质外壳因变性而丧失生物活性，从而导致s型细菌死亡。如前所述，蛋白质的“毒素”功能也同时丧失。因此，单独注射被杀死的s型细菌对小鼠没有毒性，因而小鼠也就不会死亡。

蛋白质变性作用有许多实际应用。如豆腐是大豆蛋白质的浓溶液加热加盐而成的变性蛋白质凝固体；临床上急救误服重金属盐的病人可进食大量乳品或蛋清，使蛋白质与该重金属结合成变性的不能为消化道吸收的蛋白质，从而达到解毒的目的；用紫外线或酒精进行消毒灭菌是使微生物体内蛋白质变性而杀灭微生物。

二、核酸（dna）的性质

变性作用同样也是核酸重要的理化性质。核酸的变性指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，并不涉及共价键的断裂。温度升高是引起核酸变性的一个重要因素。通常在70℃～85℃之间即可使核酸50﹪变性。

由于核酸变性只是氢键断开，双螺旋解体，所以当温度逐渐降低时，在碱基互补的作用下，分离的核酸单链会重新聚合，双螺旋结构得以恢复（必须逐渐降温。如果骤然冷却，可以防止核酸复性。但逐渐降温不能使蛋白质复性）。

因此，只要我们控制适当的温度，就可以仅仅使蛋白质变性，而dna仍然保持生物活性。事实上，在格里菲斯实验中，格里菲斯是用65℃温度对s型细菌进行加热处理的。

当与r型细菌混合培养时，具有活性的s型细菌dna进入r型细菌体内，并利用r型细菌体内的化学成分进行dna复制，合成s型细菌的蛋白质，从而组成了具有毒性的s型细菌，使小鼠患病死亡