從不同角度透視肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

1、從不同角度透視肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1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。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(wú)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

2、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(jiàn)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(wú)多糖類的莢膜，是無(wú)毒性的；另一種是S型細(xì)菌,具有多糖類的莢膜，是有毒性的。 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)菌不能致病?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

3、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(wú)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，而小鼠患敗血病?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 60C左右，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容液加熱到沸點(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、。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

5、的基因，這些片段從S細(xì)菌中釋放 出來(lái)，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?？梢?jiàn)，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?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(guò)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

6、，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(wú)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)?S型的蛋白質(zhì)與R型細(xì)菌混合后，培養(yǎng)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 基中未出現(xiàn)S型菌落，說(shuō)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),)*含在小鼠體內(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

7、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be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(kāi)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:ffiS型細(xì)菌的蛋白質(zhì)+R型活細(xì)菌蘭整S型細(xì)菌英膜的多糖禰型浮田菌TR型菌落；©S型細(xì)菌的DNA+R型活細(xì)菌空©S型細(xì)菌的DNA+DKA水解酶+R型活細(xì)菌 翹蘭下列有關(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(kāi)來(lái)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)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