师：同学们，大家好，今天我们学习的主要内容是“DNA 是主要的遗传物质”。2020 年注定不平凡，新型冠状病毒引发的疫情对我们的生产生活产生了巨大影响。新冠病毒在增殖、繁衍后代过程中，传递的遗传物质是什么？我们该用什么思路和方法研究它？这是本节课要解决的问题。

　　在生命科学发展早期，科学家们如何探究生物体的遗传物质呢？20 世纪 20 年代，多数科学家认为蛋白质是遗传物质。到了 30 年代，发现 DNA 也是生物大分子，由脱氧核苷酸聚合形成。那么，DNA 有可能是遗传物质吗？这需要通过实验证明。

　　1928 年，格里菲斯向“蛋白质是遗传物质”这一结论发出挑战。他利用两种肺炎双球菌和小鼠做了一系列实验。先来了解一下肺炎双球菌，它分为 r 型和 s 型。r 型细菌细胞表面无致病性多糖荚膜，对人和小鼠无害，体外培养形成的菌落表面粗糙，所以叫 r 型；s 型细菌细胞表面有多糖荚膜，能使人和小鼠致病，体外培养形成的菌落表面光滑，因此叫 s 型。

　　格里菲斯用健康状况相同的小鼠随机分组，第一、二组分别给小鼠注射 s 型活菌和 r 型活菌，一段时间后观察小鼠状况。第三组注射加热杀死的 s 型细菌。第四组把 r 型活菌与加热杀死的 s 型细菌混合培养一段时间后，再注射给小鼠。我们来看这 4 组实验结果。同学们有疑问吗？为什么分别注射 r 型活菌和加热杀死的 s 型细菌，小鼠能健康生活，而第四组混合注射后小鼠却死亡了呢？同学们发现小鼠体内出现了活的 s 型细菌，这个 s 型细菌从哪来的？大家大胆推测一下。

　　生：（思考后回答）

　　师：非常好，格里菲斯也像同学们一样进行了大胆推测。他猜想加热杀死的 s 型细菌中是否有一种活性物质，能把 r 型菌转化成 s 型细菌，并将 s 型细菌的毒性性状遗传给后代。所以他得出结论，死的 s 型细菌肯定含有某种活性物质或转化因子，能将 r 型菌转化成 s 型菌。但格里菲斯没明确是什么物质能转化 r 型菌并遗传给后代。

　　1944 年，艾弗里在格里菲斯实验基础上进一步论证。他用化学提纯方法，将 s 型细菌的生化成分分别提纯，设置了 4 组对照实验。第一组，把提取的 s 型细菌的 DNA 与 r 型菌在体外混合培养，观察培养基表面有无 s 型细菌菌落生成。第二、三组分别把 s 型细菌的蛋白质或多糖荚膜与 r 型菌混合培养，观察菌落生成情况。比较这三组实验结果，能得出什么结论？

　　生：（思考后回答）

　　师：很好，实验结果表明，是 s 型细菌的 DNA 将 r 型菌转化了。比较第二、三组，也说明蛋白质不能将 r 型菌转变成 s 型细菌。

　　艾弗里在这三组实验基础上，又增加了第四组。他把 s 型菌的 DNA 酶与 r 型菌共同混合培养，DNA 酶能将 DNA 水解为基本单位脱氧核苷酸。那实验结果如何呢？

　　生：（思考后回答）

　　师：培养基上没有生成 s 型菌的菌落，又能得出什么结论？

　　生：（思考后回答）

　　师：原来 DNA 要保持遗传功能，需要维持结构的完整性。艾弗里的实验很精巧、直观，让我们找到是 s 型菌的 DNA 将 r 型菌转变了，也说明蛋白质不是转化物质。大家觉得艾弗里实验成功的关键原因是什么？

　　生：（思考后回答）

　　师：对了，是他的实验思路。我们总结一下，艾弗里将蛋白质、DNA 等物质分离，单独、直接观察它们的功能。所以通过这个实验，能得出结论：DNA 成功将 r 型菌转化成 s 型菌并遗传给后代，蛋白质不是。艾弗里的实验结论在科学界引起了波澜，这个结论能让所有科学家都信服吗？

　　生：（摇头回答）

　　师：确实，根据艾弗里所处时期的科学技术，他提纯的 DNA 纯度最高时，也会有 0.02% 的蛋白质附着。有没有可能就是这 0.02% 的蛋白质在起作用呢？科学家就想，有没有比细菌物质组成更简单，且 DNA 与蛋白质完全分离的生物呢？1952 年，美国科学家赫尔希和蔡斯找到了噬菌体，它是一种怎样的生物？我们先来了解一下。