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遺傳因子的發(fā)現(xiàn)
關(guān)于“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”中一個難點的分析
在格里菲斯的實驗中，單獨注射加熱殺死的s型細(xì)菌，小鼠不死亡，而將其與活的r型細(xì)菌混合后注射則小鼠死亡。于是格里菲斯由此得出結(jié)論：被加熱殺死的s型細(xì)菌中含有某種能將無毒性的r型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成有毒性的s型活細(xì)菌的活性物質(zhì)（后來證實該活性物質(zhì)是dna）。
那么，我們不禁要問，既然s型細(xì)菌已經(jīng)被加熱殺死，為什么還會含有“活性物質(zhì)”？要弄清這個問題，首先要了解蛋白質(zhì)和核酸（dna）的性質(zhì)。
一、蛋白質(zhì)的性質(zhì)
蛋白質(zhì)是一類具有生物活性的重要的大分子有機化合物，它具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。早在上世紀(jì)30年代，我國生物化學(xué)家吳憲就已提出，天然蛋白質(zhì)分子因環(huán)境的種種關(guān)系，從有秩序而緊密的構(gòu)造，變?yōu)闊o秩序而松散的構(gòu)造，這就是變性作用。
能引起蛋白質(zhì)變性的因素很多，物理因素有高溫、高壓、劇烈振蕩；化學(xué)因素有強酸、強堿、重金屬鹽等。
蛋白質(zhì)變性的主要特征就是生物活性的喪失。蛋白質(zhì)的生物活性是指蛋白質(zhì)所具有的酶、激素、毒素等的生物學(xué)功能。我們從人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》中已經(jīng)知道，“一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。”
由于加熱（60 ℃～100 ℃）處理使s型細(xì)菌的蛋白質(zhì)外殼因變性而喪失生物活性，從而導(dǎo)致s型細(xì)菌死亡。如前所述，蛋白質(zhì)的“毒素”功能也同時喪失。因此，單獨注射被殺死的s型細(xì)菌對小鼠沒有毒性，因而小鼠也就不會死亡。
蛋白質(zhì)變性作用有許多實際應(yīng)用。如豆腐是大豆蛋白質(zhì)的濃溶液加熱加鹽而成的變性蛋白質(zhì)凝固體；臨床上急救誤服重金屬鹽的病人可進食大量乳品或蛋清，使蛋白質(zhì)與該重金屬結(jié)合成變性的不能為消化道吸收的蛋白質(zhì)，從而達到解毒的目的；用紫外線或酒精進行消毒滅菌是使微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)變性而殺滅微生物。
二、核酸（dna）的性質(zhì)
變性作用同樣也是核酸重要的理化性質(zhì)。核酸的變性指核酸雙螺旋區(qū)的氫鍵斷裂，變成單鏈，并不涉及共價鍵的斷裂。溫度升高是引起核酸變性的一個重要因素。通常在70℃～85℃之間即可使核酸50﹪變性。
由于核酸變性只是氫鍵斷開，雙螺旋解體，所以當(dāng)溫度逐漸降低時，在堿基互補的作用下，分離的核酸單鏈會重新聚合，雙螺旋結(jié)構(gòu)得以恢復(fù)（必須逐漸降溫。如果驟然冷卻，可以防止核酸復(fù)性。但逐漸降溫不能使蛋白質(zhì)復(fù)性）。
因此，只要我們控制適當(dāng)?shù)臏囟�，就可以僅僅使蛋白質(zhì)變性，而dna仍然保持生物活性。事實上，在格里菲斯實驗中，格里菲斯是用65℃溫度對s型細(xì)菌進行加熱處理的。
當(dāng)與r型細(xì)菌混合培養(yǎng)時，具有活性的s型細(xì)菌dna進入r型細(xì)菌體內(nèi)，并利用r型細(xì)菌體內(nèi)的化學(xué)成分進行dna復(fù)制，合成s型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，從而組成了具有毒性的s型細(xì)菌，使小鼠患病死亡。
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