格里菲斯肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

1、首先,DNA 分子有變性和復(fù)性的特點(diǎn).變性通俗點(diǎn)說就是性質(zhì)改變,跟蛋白質(zhì)的變性意思差不多.但是DNA 不同,它又可以復(fù)性,就是恢復(fù)原本性質(zhì).而變性復(fù)性主要通過加熱,使雙鏈解開,再溫度恢復(fù),使原本解開的雙鏈又重新聚合.所以,你看書上說," 加熱殺死的S 型細(xì)菌".當(dāng)然細(xì)菌的其他成分比如蛋白質(zhì)就不可逆地變性了.但是 DNA 也通過將雙鏈解開變性.再將其和R 型細(xì)菌混合,那么,在細(xì)菌進(jìn)行裂殖時(shí),R 型細(xì)菌的DNA 也會(huì)解開 ,那么,再降溫的時(shí)候,就有可能R 型細(xì)菌和S 型細(xì)菌的DNA 聚合 ,這樣的話,形成的新的子代細(xì)菌就會(huì)表示出雙鏈DNA 就會(huì)有一條鏈?zhǔn)荢 型的,另一條鏈?zhǔn)荝

2、型的.因此新的子代細(xì)菌就會(huì)表達(dá)出致病基因.是的， 可以發(fā)生。如 S 型菌是獲得了R 型菌的 DNA， 并且整合到了自己的DNA上，這就是一個(gè)重組的過程啊。不要以為重組就只是減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生的。無莢膜的R 型細(xì)菌有非常重要的“感受態(tài)因子”位點(diǎn)， 保證了S 型細(xì)菌的DNA可以進(jìn)入。S 型細(xì)菌有莢膜，無“感受態(tài)因子 ”位點(diǎn)，不能作為受體菌直接培養(yǎng)而發(fā)生轉(zhuǎn)化。那么S 型細(xì)菌有可能變成R 型細(xì)菌嗎?當(dāng)然有!轉(zhuǎn)化之所以會(huì)發(fā)生：1、 因?yàn)?R 型與 S 型的 DNA 可以同源區(qū)段配對(duì)，形成雜合細(xì)菌，通過分裂生殖形成 R 型和 S 型兩種后代，不象許多人認(rèn)為的（R 型直接變成S 型）；2、 無莢膜的R 型有非常

3、重要的感受態(tài)，保證了 S 型的 DNA 可以進(jìn)入。反之則不會(huì)發(fā)生：S 型有莢膜，無感受態(tài)，不能作為受體菌，若人為除去莢膜，培養(yǎng)出無莢膜的后代，它就同時(shí)喪失了毒性，變成R 型，當(dāng)然就會(huì)有了感受態(tài)。3、 真核生物的細(xì)胞膜表面結(jié)構(gòu)與原核生物的大不相同，不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化本身只發(fā)生在同種菌株間或近緣菌株間）。 我們可以放心去吃想吃的東西，包括被加熱殺死的S 型肺炎雙球菌。4、 S 型可以變成R 型嗎？當(dāng)然可以！產(chǎn)莢膜細(xì)菌由于有黏液物質(zhì)，菌落表面濕潤(rùn)、有光澤、黏液狀，稱光滑型 S 型（ smooth ）；無莢膜細(xì)菌由于無黏液物質(zhì)，菌落表面干燥、粗糙，稱粗糙型 R 型（ rough ）。自然狀態(tài)下通過基因

4、突變來完成，不是轉(zhuǎn)化。人工方法是誘變，物理、化學(xué)方法都行，變過來的還能再變回 .關(guān)于 "一個(gè)細(xì)菌只能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生一種抗體.這種說法正確嗎?為什么?"的問題： 抗原與抗體的關(guān)系正如一把鑰匙開一把鎖，一個(gè)細(xì)菌只能誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生一種抗體，但如果細(xì)菌變異了，那機(jī)體也會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的抗體。從微生物學(xué)角度（ 1 ）肺炎雙球菌的結(jié)構(gòu)肺炎雙球菌是一種細(xì)菌，屬原核生物。由于核區(qū)中的DNA 分子不與蛋白質(zhì)結(jié)合，因此，用它作實(shí)驗(yàn)材料易于單獨(dú)觀察DNA 在遺傳中的作用。（ 2）何為莢膜？其作用怎樣？莢膜是細(xì)菌細(xì)胞壁外圍繞一層較厚的粘性、膠凍樣物質(zhì)。其化學(xué)成分隨細(xì)菌種類不同而有差異，多數(shù)細(xì)菌的莢膜成分

5、為多糖，如肺炎雙球菌。莢膜的形成受遺傳物質(zhì)（基因）控制。莢膜與細(xì)菌的致病性有關(guān)，同時(shí)莢膜還能儲(chǔ)留水分能抗干燥，對(duì)保護(hù)細(xì)菌有作用。莢膜本身無毒性，但在機(jī)體內(nèi)保護(hù)細(xì)菌抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬及消化，并能抑制體內(nèi)殺菌物質(zhì)（如溶菌酶）的殺菌作用，使細(xì)菌易在體內(nèi)大量繁殖致病。細(xì)菌若失去莢膜，致病力也隨之減弱或消失。（ 3）何為菌落？菌落是單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時(shí)，形成的一種肉眼可見的、 具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群。每種細(xì)菌在一定條件下所形成的菌落，可以作為菌種鑒定的重要依據(jù)。2從分類學(xué)角度肺炎雙球菌有兩種類型：一種是R 型細(xì)菌，無多糖類的莢膜，是無毒性的；另一種是S 型細(xì)菌，具有多糖類的莢膜，是

6、有毒性的。R 型實(shí)際上是S 型肺炎雙球菌的突變類型，二者屬于同一個(gè)物種。3從免疫學(xué)角度（ 1 ）為何 S 型細(xì)菌會(huì)致病，而R 型細(xì)菌不能致??？當(dāng)細(xì)菌進(jìn)入人或動(dòng)物體后，由于免疫效應(yīng)，都要被吞噬細(xì)胞吞噬消化，加以消滅。由于S型細(xì)菌有莢膜，進(jìn)入吞噬細(xì)胞后，受莢膜的保護(hù)，能抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬和消化，從而能迅速增殖、擴(kuò)散，引起機(jī)體發(fā)生疾病。而R 型細(xì)菌無莢膜，則能被吞噬細(xì)胞吞噬、消化，所以不能使機(jī)體患病。（ 2）同是一種S 型的肺炎雙球菌，為何使人患肺炎，而小鼠患白血??？肺炎雙球菌都會(huì)使人或小鼠患肺炎，由于小鼠抵抗力差而細(xì)菌毒力較強(qiáng)，可并發(fā)敗血癥。（ 3）何謂加熱殺“死 ”？這里加熱的溫度一般為60左右

7、，目的使蛋白質(zhì)變性，細(xì)菌的感染力和致病性降低，但抗原的特性仍然存在。（ 4）加熱殺“死 ”后的 S 型細(xì)菌，其細(xì)胞中的DNA 是否變性？由于 DNA 具有相對(duì)穩(wěn)定性，當(dāng)DNA 溶液加熱到沸點(diǎn)時(shí)，其氫鍵斷裂，雙螺旋解體，但若將其緩慢冷卻，分離的單鏈就可部分得以重聚，恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)。4 從遺傳學(xué)角度 （ 1 ）何為轉(zhuǎn)化？其實(shí)質(zhì)是什么？影響轉(zhuǎn)化的因素有哪些？轉(zhuǎn)化作用是指一種生物由于接受了另一種生物的遺傳物質(zhì)（DNA 或 RNA） ，而表現(xiàn)出后者的某些遺傳性狀或發(fā)生遺傳性狀改變的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是外源DNA 與受體細(xì)胞DNA 之間的重組，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息。因此，轉(zhuǎn)化作用可以看成廣義上的基因

8、重組。影響轉(zhuǎn)化的因素有：供體細(xì)胞DNA的純度。DNA越純，轉(zhuǎn)化率就越高。兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系。親緣關(guān)系越近，轉(zhuǎn)化越容易。受體菌狀態(tài)。只有處于感受態(tài)的受體菌才能被轉(zhuǎn)化。（ 2） R 型肺炎雙球菌如何轉(zhuǎn)化為S 型肺炎雙球菌？加熱滅活的S 型細(xì)菌遺留下各個(gè)DNA 片段，其中包括控制莢膜形成的基因，這些片段從S細(xì)菌中釋放出來，并且在后繼的培養(yǎng)中被一些R 型細(xì)菌所攝取，進(jìn)入R 型細(xì)菌的細(xì)胞中，以同源重組的置換方式，整合進(jìn)入R 型細(xì)菌的基因組中，使R 型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S 型細(xì)菌。可見，轉(zhuǎn)化后形成的S 型細(xì)菌內(nèi)含有兩種DNA （ R 型和 S 型） 。5從實(shí)驗(yàn)學(xué)角度（ 1 ）實(shí)驗(yàn)構(gòu)思該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的思路是什么

9、？從活的 S 型細(xì)菌中提取、分離和鑒定出各種成分，分別與R 型細(xì)菌混合培養(yǎng)，并觀察其后代是否有S 型細(xì)菌出現(xiàn)。（ 2）實(shí)驗(yàn)過程（ 3）實(shí)驗(yàn)對(duì)照分析在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，之間形成相互對(duì)照，每一組既是實(shí)驗(yàn)組，又是其他組別的對(duì)照組。在體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，該實(shí)驗(yàn)所研究的實(shí)驗(yàn)因素為DNA,故用DNA處理的組為實(shí)驗(yàn)組，而蛋白質(zhì)或多糖雖然是實(shí)驗(yàn)所實(shí)施的處理因素，但與實(shí)驗(yàn)因素（DNA）無關(guān)，故組之間形成條件對(duì)照，其中組為實(shí)驗(yàn)組，組為對(duì)照組；而組和組之間形成空白對(duì)照，其中組為實(shí)驗(yàn)組，為對(duì)照組。（ 4） 實(shí)驗(yàn)結(jié)論利用該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)樵隗w外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，用S 型的蛋白質(zhì)與

10、R 型細(xì)菌混合后，培養(yǎng)基中未出現(xiàn)S 型菌落，說明蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。例 1 （原創(chuàng)）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將加熱殺死的S 型細(xì)菌與R 型活細(xì)菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，在小鼠體內(nèi)S 型和 R 型細(xì)菌含量變化情況如圖所示。下列有關(guān)敘述中錯(cuò)誤是的（）A 在死亡的小鼠體內(nèi)存在著S 型和 R 型兩種細(xì)菌B 曲線ab 段下降的原因是R 型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所消滅C.曲線bc段上升，與S型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖導(dǎo)致小鼠免疫力降低有關(guān)D. S型細(xì)菌數(shù)量從0開始是由于R型細(xì)菌突變的結(jié)果解析：本題以經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為素材，綜合考查R 型和 S 型細(xì)菌的特點(diǎn)及細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的原因，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)作進(jìn)一步思考。R 型細(xì)菌的數(shù)量與小鼠免疫力有關(guān)，S 型細(xì)菌的產(chǎn)生是由于 R 型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的結(jié)果，而非基因突變所致。答案為D 。例 2（原創(chuàng)）證明 DNA 是遺傳物質(zhì)的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置了以下幾組：下列有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是A 該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是將細(xì)菌的各組分分離開來分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B.組之間形成條件對(duì)照，其中組為對(duì)照組，組為實(shí)驗(yàn)組C.和組之間形成空白對(duì)照，其中組為實(shí)驗(yàn)組，為對(duì)照組D 實(shí)驗(yàn)成功證明了DNA 是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)和多糖不是解析：該實(shí)