备课素材：人教新旧教材中艾弗里实验的不同-高一下学期生物人教版必修2.docx

人教新旧教材中艾弗里实验的不同人教版的新旧教材高中生物学对艾弗里实验进行了修改：旧教材对艾弗里和同事们做的肺炎链球菌转化实验的过程叙述简单，“他们从S型活细菌中提取出了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将他们分别加入已培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细菌才能够转化为S型细菌，并且DNA的纯度越高转化效率越有效。”新教材对该实验采用的是“减法原理”方法叙述，“艾弗里和同事们将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大多数糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。”然后把实验分为五组：第一组是将提取物加入R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌。第二至第四组是对提取物分别进行蛋白酶、RNA酶或脂酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性。第五组是用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化活性。最后，还增加了“艾弗里和同事们进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性和DNA极为相似”，从而得出结论：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。此外，对遗传物质的早期推测，更加具体，提到了DNA的结构单位，也配了结构单位图，由于对核酸的结构缺乏了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。原说法“小鼠因患败血症死亡”，已经修改为人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。那么，为什么会有这些改动？查找分析原文发现，艾弗里原文中并没有分离有活性的蛋白质的实验步骤。艾弗里实验的实验思路是“先纯化转化因子，然后再对转化因子进行化学鉴定”。   艾弗里选择的关注点就是转化。先从混合物中纯化转化因子，用苯酚氯仿法去除掉S型细胞中绝大部分蛋白质，发现仍然可以发生转化，说明被去掉的蛋白质并不是促成转化的转化因子。     幸运的是其它研究团队获得了能分解荚膜多糖的酶，他们向该研究团队要了一点这种酶进行实验，结果发现分解多糖的酶处理后，仍然具有转化活性，即荚膜是转化因子的可能性也被排除。     如此不断的尝试，艾弗里及其同事不断去除各种成分，最终得到了纯化的转化因子。然后将他们纯化的转化因子和已知DNA的化学性质进行比较分析，发现两者的一致性，据此他们认为转化因子就是DNA。     在艾弗里那个年代，研究受其所处时代的科技发展水平和认识水平的限制，并没有成熟的提取一种生物所有的有活性蛋白质的方法（现在也很难），也没有成熟的提取生物体内DNA的方法（虽然当然可以从部分生物体内提取DNA，如鲑鱼的精子），甚至艾弗里他们连荚膜的成分是什么也不清楚，甚至一度认定那些不溶于酒精中的丝状物是荚膜。     如果我们处在艾弗里的时代，我们可能会想到分别提取S型肺炎双球菌中的各种成分，但是技术水平不允许我们那么做。     值得注意的是，当时并没有发现DNA酶，也就没有办法进行最后的验证，直到1946，他们从别处得到了DNA酶，实验发现DNA酶处理后转化因子的转化能力丧失，这样就确认了转化因子就是DNA。为了继续查证，附带查阅了几篇艾弗里当时合作同事的一些回忆性文章，大学图书馆藏书中科院组织翻译的内部资料，以及北大的遗传学经典文选，发现和自己对原文的理解没太大的差异。     艾弗里的实验，尤其是其实验思路，继承了生物学研究的一些传统，即在不知道转化因子的本质是什么的情况下，却可以仅仅抓住转化功能这一特性来进行实验研究得出结论。     这样的例子很多，如控制性状的遗传因子是什么在当时也不清楚，但是这不妨碍科学家们去研究和发现遗传学基本定律。     诚然，艾弗里的实验过程是相对复杂的。我们无法还原艾弗里实验的所有细节，但应该注意到艾弗里当时的科技水平发展，即当时的科技水平无法实现对各种有效成分的提取分离，应该尊重当时的科学事实。例、下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，正确的是()A.活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传B.活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌C.离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传D.离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌 解析：R型菌转化为S型菌属于基因重组，是可遗传变异，能够稳定遗传，A错误；能使R型菌转化为S型菌的转化因子是S型菌的DNA而不是荚膜物质，B错误；转化因子是DNA而不是蛋白质，所以蛋白质不会使R型菌转化为S型菌，C错误；S型菌提取物中的DNA经过DNA酶处理后会被降解，从而不能使R型菌转化为S型菌，D正确。故答案为D。学科网（北京）股份有限公司