肺炎双球菌的转化实验

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肺炎双球菌的转化实验

注：作为遗传物质必须具备的四个特点：（证明某一物质是遗传物质的依据）

①分子结构具有相对的稳定性 ②能够进行自我复制，前后代保持一定的连续性 ③能够指导蛋白质的合成，以表现生物的性状 ④产生可遗传的变异 一、肺炎双球菌转化实验 1格里菲思实验（体内转化） （1）实验过程

（2）实验结论：加热杀死的S 型细菌体内含有“转化因子”，促使R 型细菌转化为S 型细菌。 （3）用现有的知识对实验的解释：

①加热杀死S 型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA 在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。

②R 型细菌转化成S 型细菌的过程可以下的五步来反应：（了解） a 、双链DNA 片段与受体菌细胞表面特定位点结合； b 、位点上DNA 分解，形成DNA 片段；

c 、双链DNA 的一条单链逐渐降解，同时另一条单链逐步进入细胞内；

d 、进入细菌体的DNA 单链与受体菌DNA 同源区段配对，接着受体DNA 相应单链片段切除，并被外来DNA 取代，形成杂种DNA 区段（实质就是基因重组）；

e 、受体菌DNA 通过复制杂合区段分离成两个；其中有的类似供体菌，细胞分裂后，就成为转化因子。 ③实验证明转化率与供体菌细胞的DNA 纯度有关，DNA 越纯，转化率也就越高。如果事先用DNA 酶降解供体菌细胞中的DNA ，那么转化作用就不复存在。 2艾弗里实验（体外转化）

（1

（2）实验结论：DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

二、实验探究规律归纳：

例题1：研究发现少数病毒（如烟草花叶病毒，简称TMV

）体内仅有蛋白质和RNA 两种化学成分，这类生物的性状（如TMV 能感染正常烟草的叶片，使之出现相应的病斑）的遗传是受RNA 还是蛋白质控制？请设计实验探究TMV 的遗传物质。 （1）实验原理：

①利用水—苯酚溶液可以将TMV 分离，获得TMV 的蛋白质和RNA 。 ②TMV 能感染正常烟草使之出现相应的病斑 ③遗传物质能使生物性状保持相对稳定

（2）实验材料：烟草花叶病毒、正常生长的烟草、苯酚、试管、玻璃棒等必需的实验器材 （3）主要实验步骤：

①获得TMV 的RNA 和蛋白质：水—苯酚溶液分离TMV ，获得纯净的TMV 蛋白质和RNA

②选择材料并分组：取正常生长烟草植物，选取生长状态基本相同的三张叶片，分别编号A 、B 、C 。 相应叶片的表现症状 （4）结果预测与结论

①A 、B 叶出现病斑，C 叶正常，并且用B 叶病斑组织感染正常叶片，仍出现相同病斑， 说明 TMV 中蛋白质是遗传物质 。

②A 、C 叶出现病斑，B 叶正常，并且用C 叶病斑组织感染正常叶片，仍出现相同病斑，

说明TMV 中RNA 是遗传物质。 三、拓展应用：

例题2、在肺炎双球菌转化实验中，将活的R 型细菌与加热杀死的S 型细菌混合后注入小鼠体内，在小鼠体内S 型、R 型细菌含量的变化情况如图所示。下列有关叙述不正确的是 A 、cd 段上升的原因是S 型菌降低了小鼠

的免疫能力

B 、曲线ab 段上升，是因为小鼠体内还没 形成大量的免疫R 型菌的抗体

C 、曲线bc 段下降的原因是绝大多数的R

型菌转化成了S 型菌

D 、R 型细菌转化为S 型细菌，是因为R

型细菌内DNA 发生了基因重组。

注：试分析上图中两条曲线各个阶段变化的原因。

eb 上升的原因是小鼠体内免疫作用还不强，R 型细菌大量繁殖，bc 下降是因为小鼠体内产生的抗体与R 型细菌结合，将R 型细菌大量清除；c 点以后上升是因为S 型细菌破坏了小鼠的免疫功能，导致R 型细菌大量繁殖。从f 点开始产生S 型细菌，由于S 型细菌有毒性，对小鼠的生理功能可以造成一定程度的破坏，使小鼠的免疫功能下降，而导致S 型细菌的大量增殖（呈S 型曲线增长）

多糖

脂质 DNA S 型细菌

R S

R

S ① ② ③（此步是实验的关键，依据③） ①R 型活细菌 注射 说明R 型细菌无毒性 ②S 型活细菌 注射 说明S 型细菌有毒性 ③加热杀死 的S 型细菌 注射 说明加热杀死的 S 型细菌已失活 ④R 型活细菌+ 加热杀死 的S 型细菌 注射 小鼠死

分离 培养

S 型细菌 体内转化

肺炎双球菌转化实验

肺炎双球菌转化实验 1转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质（DNA片段），将其同源部分进行碱基配对，组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状，这种变异现象，称为转化。主要问题:转化的实质是什么，DNA是不是主要遗传物质？ 2 假设：转化是DNA遗传的结果。DNA是主要遗传物质。 3 证据：通过肺炎双球菌实验，验证DNA是遗传物质。研究转化的实质。 过程：肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)是一种病原菌，存在着光滑型(Smooth简称S型)和粗糙型(Rough简称R型) 两种不同类型。其中光滑型的菌株产生荚膜，有毒，在人体内它导致肺炎，在小鼠体中它导致败血症，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的；粗糙型的菌株不产生荚膜，无毒，在人或动物体内不会导致病害，其菌落是粗糙的。 实验过程及现象 格里菲斯以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验，他将活的、无毒的RⅡ型（无荚膜，菌落粗糙型）肺炎双球菌或加热杀死的有毒的SⅢ型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙；将活的、有毒的SⅢ型（有荚膜，菌落光滑型）肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的SⅢ型肺炎双球菌和少量无毒、活的RⅡ型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内，结果小白鼠患病死亡，并从小白鼠体内分离出活的SⅢ型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用，实验表明，SⅢ型死菌体内有一种物质能引起RⅡ型活菌转化产生SⅢ型菌，这种转化的物质（转化因子）是什么?格里菲斯对此并未做出回答。 1944年美国的埃弗雷(O．Avery)、麦克利奥特(C. Macleod)及麦克卡蒂(M．Mccarty)等人在格里菲斯工作的基础上，对转化的本质进行了深入的研究（体外转化实验）。他们从SⅢ型活菌体内提取DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们分别和RⅡ型活菌混合均匀后注射人小白鼠体内，结果只有注射SⅢ型菌DNA和RⅡ型活菌的混合液的小白鼠才死亡，这是一部分RⅡ型菌转化产生有毒的、有荚膜的SⅢ型菌所致，并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。 实验结论 由此说明RNA、蛋白质和荚膜多糖均不引起转化，而DNA却能引起转化。如果用DNA酶处理DNA后，则转化作用丧失。 加热温度是60度 实质是S型的DNA或基因与R型活细菌DNA之间重组,使后者获得了新的遗传信息。 外源DNA分子一旦找到它的内源同源体，这两个分子就可进行遗传交换了。交换的结果是使外源DNA被整合，而使同源的内源DNA分子从R型细菌的DNA中排斥出去，从而产生由R型细菌变为S型细菌的遗传转化。 4 评价：本实验证明了S型细菌是致病菌，转化的实质是DNA遗传的结果，是一种变异现象。虽然证明了DNA能引起转化，但是未能从分子角度对DNA 进行细致分析，转化处理的DNA纯度尚未确定，所以确定DNA是主要遗传物质还有待考证。

肺炎双球菌的转化实验

1 肺炎双球菌的转化实验 注：作为遗传物质必须具备的四个特点：（证明某一物质是遗传物质的依据） ①分子结构具有相对的稳定性 ②能够进行自我复制，前后代保持一定的连续性 ③能够指导蛋白质的合成，以表现生物的性状 ④产生可遗传的变异 一、肺炎双球菌转化实验 1格里菲思实验（体内转化） （1）实验过程 （2）实验结论：加热杀死的S 型细菌体内含有“转化因子”，促使R 型细菌转化为S 型细菌。 （3）用现有的知识对实验的解释： ①加热杀死S 型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA 在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。 ②R 型细菌转化成S 型细菌的过程可以下的五步来反应：（了解） a 、双链DNA 片段与受体菌细胞表面特定位点结合； b 、位点上DNA 分解，形成DNA 片段； c 、双链DNA 的一条单链逐渐降解，同时另一条单链逐步进入细胞内； d 、进入细菌体的DNA 单链与受体菌DNA 同源区段配对，接着受体DNA 相应单链片段切除，并被外来DNA 取代，形成杂种DNA 区段（实质就是基因重组）； e 、受体菌DNA 通过复制杂合区段分离成两个；其中有的类似供体菌，细胞分裂后，就成为转化因子。 ③实验证明转化率与供体菌细胞的DNA 纯度有关，DNA 越纯，转化率也就越高。如果事先用DNA 酶降解供体菌细胞中的DNA ，那么转化作用就不复存在。 2艾弗里实验（体外转化） （1 （2）实验结论：DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 二、实验探究规律归纳： 例题1：研究发现少数病毒（如烟草花叶病毒，简称TMV ）体内仅有蛋白质和RNA 两种化学成分，这类生物的性状（如TMV 能感染正常烟草的叶片，使之出现相应的病斑）的遗传是受RNA 还是蛋白质控制？请设计实验探究TMV 的遗传物质。 （1）实验原理： ①利用水—苯酚溶液可以将TMV 分离，获得TMV 的蛋白质和RNA 。 ②TMV 能感染正常烟草使之出现相应的病斑 ③遗传物质能使生物性状保持相对稳定 （2）实验材料：烟草花叶病毒、正常生长的烟草、苯酚、试管、玻璃棒等必需的实验器材 （3）主要实验步骤： ①获得TMV 的RNA 和蛋白质：水—苯酚溶液分离TMV ，获得纯净的TMV 蛋白质和RNA ②选择材料并分组：取正常生长烟草植物，选取生长状态基本相同的三张叶片，分别编号A 、B 、C 。 相应叶片的表现症状 （4）结果预测与结论 ①A 、B 叶出现病斑，C 叶正常，并且用B 叶病斑组织感染正常叶片，仍出现相同病斑， 说明 TMV 中蛋白质是遗传物质 。 ②A 、C 叶出现病斑，B 叶正常，并且用C 叶病斑组织感染正常叶片，仍出现相同病斑， 说明TMV 中RNA 是遗传物质。 三、拓展应用： 例题2、在肺炎双球菌转化实验中，将活的R 型细菌与加热杀死的S 型细菌混合后注入小鼠体内，在小鼠体内S 型、R 型细菌含量的变化情况如图所示。下列有关叙述不正确的是 A 、cd 段上升的原因是S 型菌降低了小鼠 的免疫能力 B 、曲线ab 段上升，是因为小鼠体内还没 形成大量的免疫R 型菌的抗体 C 、曲线bc 段下降的原因是绝大多数的R 型菌转化成了S 型菌 D 、R 型细菌转化为S 型细菌，是因为R 型细菌内DNA 发生了基因重组。 注：试分析上图中两条曲线各个阶段变化的原因。 eb 上升的原因是小鼠体内免疫作用还不强，R 型细菌大量繁殖，bc 下降是因为小鼠体内产生的抗体与R 型细菌结合，将R 型细菌大量清除；c 点以后上升是因为S 型细菌破坏了小鼠的免疫功能，导致R 型细菌大量繁殖。从f 点开始产生S 型细菌，由于S 型细菌有毒性，对小鼠的生理功能可以造成一定程度的破坏，使小鼠的免疫功能下降，而导致S 型细菌的大量增殖（呈S 型曲线增长） 多糖 脂质 DNA S 型细菌 R S R S ① ② ③（此步是实验的关键，依据③） ①R 型活细菌 注射 说明R 型细菌无毒性 ②S 型活细菌 注射 说明S 型细菌有毒性 ③加热杀死 的S 型细菌 注射 说明加热杀死的 S 型细菌已失活 ④R 型活细菌+ 加热杀死 的S 型细菌 注射 小鼠死 分离 培养 S 型细菌 体内转化

格里菲斯肺炎双球菌转化实验

★★首先 ,DNA 分子有变性和复性的特点 .变性通俗点说就是性质改变 ,跟蛋白质 的变性意思差不多 .但是 DNA 不同 ,它又可以复性 ,就是恢复原本性质 . 而变性复性主要通过加热 ,使双链解开 ,再温度恢复 ,使原本解开的双链又重新聚 合. 所以,你看书上说 ," 加热杀死的 S 型细菌".当然细菌的其他成分比如蛋白质就不 可逆地变性了 .但是 DNA 也通过将双链解开变性 . 再将其和R 型细菌混合，那么，在细菌进行裂殖时,R 型细菌的DNA 也会解开， 那么,再降温的时候 ,就有可能 R 型细菌和 S 型细菌的 DNA 聚合,这样的话,形成 的新的子代细菌就会表示出双链 DNA 就会有一条链是 S 型的,另一条链是 R 型 的. 因此新的子代细菌就会表达出致病基因 . 是的，可以发生。如 S 型菌是获得了 R 型菌的 D N A ，并且整合到了自己的 DNA 上，这就是一个重组的过程啊。不要以为重组就只是减数分裂时发生的。 无荚膜的 R 型细菌有非常重要的 “感受态因子 ”位点，保证了 S 型细菌的 DNA 可以进入。 S 型细菌有荚膜，无 “感受态因子 ”位点，不能作为受体菌直接培养而 发生转化。那么 S 型细菌有可能变成 R 型细菌吗 ?当然有! 转化之所以会发生： 一、因为R 型与S 型的DNA 可以同源区段配对, 形成 R 型和 S 型两种后代，不象许多人认为的（ 二、无荚膜的 R 型有非常重要的感受态, 保证 了 S 型的 DNA 可以进入。 反之则 不会发生：S 型有荚膜，无感受态，不能作为受体菌，若人为除去荚膜，培养出 无荚膜的后代,它就同时丧失了毒性,变成 R 型,当然就会有了感受态。 三、真核生物的细胞膜表面结构与原核生物的大不相同， 不会发生转化 （转化本 身只发生在同种菌株间或近缘菌株间） 。我们可以放心去吃想吃的东西， 包括被 加热杀死的 S 型肺炎双球菌。 四、 S 型可以变成 R 型吗？当然可以！产荚膜细菌由于有黏液物质，菌落表面 湿润、有光泽、黏液状，称光滑型 —S 型（ smooth ）；无荚膜细菌由于无黏液 物 质，菌落表面干燥、粗糙，称粗糙型 —R 型（ rough ）。自然状态下通过基因 突变来完成，不是转化。人工方法是诱变，物理、化学方法都行，变过来的还能 再变回. 形成杂合细菌, 通过分裂生殖 R 型直接变成 S 型）；

2020届高中生物人教版必修2实验专练：(5)肺炎双球菌的转化实验 Word版含答案

2020届高中生物人教版必修2实验专练：（5）肺炎双球菌的转化实验 1、某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下4个实验。4个实验中小鼠存活的情况依次是( ) ①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠 ②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠 ③R型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠 ④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠 A.存活、存活、存活、死亡 B.存活、死亡、存活、死亡 C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、存活 2、细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA 片段,从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象,如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜,菌落光滑,可致病,对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型:R型,无荚膜,菌落粗糙,不致病;抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下列实验,对其结果的分析最合理的是( ) A.甲组中部分小鼠患败血症,注射青霉素治疗后均可康复 B.乙组中可观察到两种菌落,加青霉素后仍有两种菌落继续生长 C.丙组培养基中含有青霉素,所以生长的菌落是PenrS型细菌 D.丁组培养基中无菌落生长 3、下列关于肺炎双球菌转化实验的分析，错误的是( ) A.在体外转化实验中，DNA纯度越高转化越有效 B.体内转化实验证明了DNA是遗传物质 C.S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌 D.肺炎双球菌转化的实质是基因重组 4、肺炎双球菌的转化实验证明了( )

A.基因位于染色体上 B.染色体是遗传物质的主要载体 C. DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质 D.在不含DNA的生物体内, RNA就是该生物的遗传物质 5、艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”,进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列叙述中有误的是( ) A.肺炎双球菌的细胞结构中没有核膜(无成形的细胞核) B.该实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质,而蛋白质不是 C.该实验的设计思路是单独观察S型细菌的DNA和蛋白质等成分的作用 D.在培养R型菌的培养基中添加S型菌的DNA后,观察发现只有S型菌落 6、艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用”。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗—S),提取出它的DNA,将DNA与对青霉素敏感的R型菌(记为非抗—R)共同培养。结果发现,某些非抗—R型菌已被转化为抗—S型菌并能稳定遗传。下列关于哈赤基斯实验的分析中,错误的是( ) A.可能只是在细胞表面起化学作用,形成荚膜,而不是起遗传作用"。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗-S),提取出它的DNA,将DNA与对青霉素敏感的R型菌(记为非抗-R)共同培养。结果发现,某些非抗-R型菌已被转化为抗-S型菌并能稳定遗传。下列关于哈赤基斯实验的分析中,错误的是A.实验证明:细菌中一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化 B.抗-S型菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因 C.实验结果表明:上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的 D.非抗-R型菌转化为抗-S型菌是基因突变的结果 7、如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤,下列有关说法正确的是( ) A.①要加热处理、②要将各提取物分别与R菌混合培养 B.培养基上的一个肺炎双球菌的菌落是一个群落

肺炎球菌转化实验

肺炎双球菌的转化实验 转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质（DNA片段），将其同源部分进行碱基配对，组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状，这 种变异现象，称为转化。 肺炎双球菌的转化现象最早是由英国的细菌学家格里菲斯(Griffith)于1928年发现的。肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)是一种病原菌，存在着光滑型(Smooth简称S型)和粗糙型(Rough简称R型) 两种不同类型。其中光滑型的菌株产生荚膜，有毒，在人体内它导致肺炎，在小鼠体中它导致败血症，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的；粗糙型的菌株不产生荚膜，无毒，在人或动物体内不会导致病害，其菌落是粗糙的。格里菲斯以R型和S型菌株作为实验材料进行遗传物质的实验，他将活的、无毒的RⅡ型（无荚膜，菌落粗糙型）肺炎双球菌或加热杀死的有毒的SⅢ型肺炎双球菌注入小白鼠体内，结果小白鼠安然无恙；将活的、有毒的SⅢ型（有荚膜，菌落光滑型）肺炎双球菌或将大量经加热杀死的有毒的SⅢ型肺炎双球菌和少量无毒、活的RⅡ型肺炎双球菌混合后分别注射到小白鼠体内，结果小白鼠患病死亡，并从小白鼠体内分离出活的SⅢ型菌。格里菲斯称这一现象为转化作用，实验表明，SⅢ型死菌体内有一种物质能引起R Ⅱ型活菌转化产生SⅢ型菌，这种转化的物质（转化因子）是什么?格里菲斯对此并未做出回答。1944年美国的埃弗雷(O．Avery)、麦克利奥特(C. Macleod)及麦克卡蒂(M．Mccarty)等人在格里菲斯工作的基础上，对转化的本质进行了深入的研究。他们从SⅢ型活菌体内提取DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们分别和 RⅡ型活菌混合均匀后注射人小白鼠体内，结果只有注射SⅢ型菌DNA 和RⅡ型活菌的混合液的小白鼠才死亡，这是一部分 RⅡ型菌转化产生有毒的、有荚膜的SⅢ型菌所致，并且它们的后代都是有毒、有荚膜的。由此说明RNA、蛋白质和荚膜多糖均不引起转化，而DNA却能引起转化。如果用DNA酶处理 DNA后，则转化作用丧失。 加热温度是60度 实质是S型的DNA或基因与R型活细菌DNA之间重组,使后者获得了新的遗传信息。 外源DNA分子一旦找到它的内源同源体，这两个分子就可进行遗传交换了。交换的结果是使外源DNA被整合，而使同源的内源DNA分子从R型细菌的DNA 中排斥出去，从而产生由R型细菌变为S型细菌的遗传转化。

格里菲斯肺炎双球菌转化实验[内容详细]

★★首先,DNA分子有变性和复性的特点.变性通俗点说就是性质改变,跟蛋白质的变性意思差不多.但是DNA不同,它又可以复性,就是恢复原本性质. 而变性复性主要通过加热,使双链解开,再温度恢复,使原本解开的双链又重新聚合. 所以,你看书上说," 加热杀死的S型细菌".当然细菌的其他成分比如蛋白质就不可逆地变性了.但是DNA也通过将双链解开变性. 再将其和R型细菌混合,那么,在细菌进行裂殖时,R型细菌的DNA也会解开, 那么,再降温的时候,就有可能R型细菌和S型细菌的DNA聚合,这样的话,形成的新的子代细菌就会表示出双链DNA就会有一条链是S型的,另一条链是R型的. 因此新的子代细菌就会表达出致病基因. 是的，可以发生。如S型菌是获得了R型菌的DNA，并且整合到了自己的DNA 上，这就是一个重组的过程啊。不要以为重组就只是减数分裂时发生的。 无荚膜的R型细菌有非常重要的“感受态因子”位点，保证了S型细菌的DNA 可以进入。S型细菌有荚膜，无“感受态因子”位点，不能作为受体菌直接培养而发生转化。那么S型细菌有可能变成R型细菌吗?当然有! 转化之所以会发生： 一、因为R型与S型的DNA可以同源区段配对，形成杂合细菌，通过分裂生殖形成R型和S型两种后代，不象许多人认为的（R型直接变成S型）； 二、无荚膜的R型有非常重要的感受态，保证了S型的DNA可以进入。反之则不会发生：S型有荚膜，无感受态，不能作为受体菌，若人为除去荚膜，培养出无荚膜的后代，它就同时丧失了毒性，变成R型，当然就会有了感受态。 三、真核生物的细胞膜表面结构与原核生物的大不相同，不会发生转化（转化本身只发生在同种菌株间或近缘菌株间）。我们可以放心去吃想吃的东西，包括被加热杀死的S型肺炎双球菌。 四、S型可以变成R型吗？当然可以！产荚膜细菌由于有黏液物质，菌落表面湿润、有光泽、黏液状，称光滑型—S型（smooth）；无荚膜细菌由于无黏液物质，菌落表面干燥、粗糙，称粗糙型—R型（rough）。自然状态下通过基因

肺炎双球菌转化实验

肺炎双球菌转化实验 引言 肺炎双球菌（Streptococcus pneumoniae），又称肺炎链球菌，是一种常见的致病菌，广泛存在于自然环境中，是耐药性和致病性高的细菌之一。肺炎双球菌通过在持有的DNA或基因片段的转移中起到重要的作用，这种过程称为转化（transformation）。转化实验是研究细菌的基因传递和遗传变异机制的重要方法之一。本文将介绍肺炎双球菌转化实验的步骤和操作要点。 实验步骤 1. 制备转化液 1.1 准备肺炎双球菌培养基：将肺炎双球菌培养基倒入培养皿中，按照规定的浓度加入琼脂，在121摄氏度高压灭菌20分钟。 1.2 制备转化液：取一定体积的肺炎双球菌培养基，在其中加入DNA溶液（待转化物质），同时添加适量的CaCl2溶液

（促进细胞对DNA的吸收）。将转化液在4摄氏度保存至少30分钟以使细菌细胞发生变化。 2. 处理接收细胞 2.1 培养肺炎双球菌：将肺炎双球菌接种于含有适宜培养基的培养瓶中，在37摄氏度的恒温振荡培养箱中培养12-24小时，使细菌达到指定生长阶段。 2.2 分装并洗涤细胞：将培养好的肺炎双球菌培养液在离心机中进行离心，去除上清液，保留菌体沉淀。用适量的无菌生理盐水或PBS溶液悬浮菌体，然后再次离心。重复此步骤3-4次以去除培养基中的残留物。 2.3 加入转化液进行处理：将适量的转化液加入洗涤后的菌体沉淀中，轻轻摇晃培养管，使DNA与细菌细胞充分接触。 3. 分装和培养转化菌落 3.1 分装：将含有转化处理的细菌培养液分装于含琼脂的培养皿或试管中，均匀涂抹于培养基表面。

3.2 培养：将分装好的培养皿或试管在37摄氏度的恒温培养箱中培养，通常需要12-24小时才能观察到转化菌落的产生。 4. 分离和筛选转化菌落 4.1 分离转化菌落：将转化菌落分离至含有适宜抗生素的选择性培养基中，通过对细菌菌落培养的选择压力，筛选出具有目标基因的转化菌落。 4.2 鉴定转化菌落：可以通过PCR扩增或其他分子生物学方法对转化菌落进行确认和鉴定。 结论 肺炎双球菌转化实验是一种研究基因传递和遗传变异机制的重要方法。通过将外源DNA引入肺炎双球菌细胞中，并通过选择压力进行筛选，可以获得具有目标基因的转化菌落。本文简要介绍了肺炎双球菌转化实验的步骤和操作要点，可供有关研究人员参考。

高中生物肺炎双球菌实验说明素材新人教版

高中生物肺炎双球菌实验说明素材新人教版 《肺炎双球菌转化实验》疑难四问解析 证明DNA是遗传物质的证据的经典实验，由概念考查向分析说明转移是高考命题的趋势。本文针对一些疑难或误区作进一步的探讨。 疑难1：有荚膜的S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症，而无荚膜的R型细菌不能够引起上述症状，这样说来是荚膜本身有毒性造成的吗？ 答：很多学生误认为是荚膜本身有毒性造成的，其实不然。荚膜是某些细菌的细胞壁外的一层较松厚而且较固定的粘液性物质，主要由水、多糖或多肽组成。在防止噬菌体侵袭及吞噬细胞的吞噬和消化起着重要作用。当有荚膜的S型细菌就是被吞噬细胞吞噬后，由于受荚膜的保护，能抵抗吞噬和消化作用，从而迅速繁殖、扩散，能引起肌体发生疾病，严重时引起死亡，这才是S型细菌有毒性的真正原因。 疑难2：在格里菲思的实验中，既然S型细菌被加热杀死了，为什么无毒性的仍能转化为有毒性的S型活细菌？而在艾弗里的实验中，从S型活细菌提取的DNA用DNA酶处理后，就不能使R型细菌发生转化呢？ 答：加热到60 ℃，S型细菌解体而死亡，此时S型细菌中的DNA 链断裂为100个左右的仍具有活性的游离片断，每个片段至少有20个基因，在某一片段上仍含有控制荚膜形成的基因（即转化因子）。因此加热杀死后的S型细菌尽管已经死亡，但加热杀死后的S 型细菌中的DNA却具有能使R型细菌转化S型细菌的遗传效应。这也就是转化实验中，将无毒性R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡的原因。如果用DNA酶处理从S型细菌提取的DNA，使DNA分解为游离的脱氧核苷酸，因而不存在控制荚膜形成的基因，当然就不能使R型细菌发生转化。 疑难3：加热杀死后的S型细菌直接注射到小鼠体内后，能使小鼠的体细胞发生转化吗？ 答：从一个细胞分离得到的包括某些基因的DNA片段被另一细胞

肺炎双球菌转化实验的实质

肺炎双球菌转化实验的实质 遗传转化是指同源或异源的游离DNA分子（质粒或染色体DNA）被细菌的细胞摄取，并得以表达的基因转移过程。遗传转化可以分为自然转化和人工转化，前者是细胞在一定生长阶段出现容易接受外源DNA的生理特性；后者则是通过人为诱导的方法，使细胞具有摄取DNA的能力，或人为地将DNA导入细胞内。 自然转化现象首先是在肺炎双球菌中发现的。近几十年来，已经发现许多细菌属中的某些种类或某些特殊的菌株有自然转化能力。在肺炎双球菌中，自然转化的第一步是R型受体细胞处于感受态，即能从周围环境中吸取DNA的一种生理状态，然后是DNA在细胞表面的结合和进入。进入细胞的DNA分子一般以单链形式整合进宿主的染色体DNA，并获得遗传特性的表达。这一系列的过程涉及细菌染色体上10多个基因编码的功能。 R型细菌在生长到一定阶段时，就会分泌一种小分子的蛋白质，称为感受态因子。这种因子又与细胞表面受体相互作用，诱导感受态特异蛋白质（如自溶素）的表达，它的表达使细胞表面的DNA结合蛋白及核酸酶裸露出来，使其具有与DNA结合的活性。加热灭活的S型细菌遗留下了完整的细菌染色体DNA的各个片段，其中包括控制荚膜形成的基因，即S基因（smooth gene）。这一片段从S细菌中释放出来，并且在后继的培养中被一些R型细菌所摄取，S基因的DNA以双链的形式在R型细菌细胞的几个位点上结合并被切割。核酸内切酶首先切断DNA双链中的一条链，被切割的链在核酸酶的作用下降解，成为寡核苷酸释放到培养基中，另一条链与R感受态细菌的特异蛋白质结合，以这种形式进入细胞，并通过同源的重组以置换的方式整合进入R细菌的基因组中，使R型细菌转化为S型细菌。

肺炎双球菌的转化实验设计方案

肺炎双球菌的转化实验设计方案 【主题】：肺炎双球菌的转化实验 【教学目标】：1、格里菲斯的肺炎双球菌转化实验中第四组实验的结论； 2、艾弗里的肺炎双球菌转化实验的设计思路及结论； 【教学对象】：高一学生 【教学流程】： 一、介绍格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验（1928 年） 提问：1、实验1、2、3 可以得出怎样的结论 2、实验4 小鼠死亡的原因是什么？用什么方法？（在圆满解决完前两个问题后，继续提问） 3、实验4 中小鼠体内的S 菌从何而来？（启发学生思考什么使得活的R 型菌变为了S 型菌） 可见，加热杀死S 菌内存在某种物质使得R 型菌转化【了。 结论：存在某种转化因子。 二、介绍艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验（1944 年） 艾弗里的实验可以得出怎样的结论？ 结论：DNA 是转化因子，而非蛋白质。 【内容设计】： （一）格里菲斯的实验提出问题，引导学生阅读获取信息： 1、格里菲斯的实验材料是什么？具有什么特点？ PPT 展示：R 型细菌和S 型细菌结构模式图。 2、格里菲斯的实验过程是怎样的？说明什么问题。 PPT 展示：格里菲斯的实验。 3、根据学生回答，引导学生解释格里菲斯的实验。 问题：（1）前两组实验的作用？ （2）第 3 组实验与哪一组形成对照？说明什么问题？ （3）第 4 组实验与哪一组结果相同？说明什么，如何验证？ ( 4 ) 第4 组结果出现的原因是什么？ 提示：是加热杀死的S 复活了吗？哪一组可以说明？是R 直接转化成S 了吗？哪一组对照可以说明？ （二）艾弗里的实验 设疑：这种转化因子究竟是什么物质呢?是不是S 型细菌的荚膜呢？是不是蛋白质呢？还是DNA 呢？ 现在请同学们进行讨论：如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计实验？又将如何检测实验的结果？ PPT 展示：艾弗里的实验 对最后一组进行深入分析：最后一组与哪一组形成对照？说明什么问题？【实施思路】： 通过对两位科学家的实验分析，最后得出结论：DNA是转化因子

肺炎双球菌转化实验

肺炎双球菌转化实验 1944年，美国科学家艾弗里等人.从光滑型肺炎球菌（有荚膜、有毒性、菌落光滑、称S型）中提取DNA、蛋白质和多糖物质，并分别与粗糙型肺炎双球菌（无荚膜、无毒性、菌落粗糙、称R型）一起培养，发现只有DNA能使一部分粗糙型细菌，转变为光滑型，而且转化的频率与DNA的纯度有关，DNA越纯转化率越高.若将DNA事先用脱氧核糖核酸酶降解，再和粗糙型肺炎双球菌一起培养，粗糙型菌就不能转化成光滑型菌.已经转化的细菌，所获得的光滑型性状可以遗传给后代.这一实验充分说明了，DNA是起转化作用的遗传物质. In 1944, U.S. scientists Avery, among others. From the smooth, pneumococcus (withcapsule, toxic, smooth colonies, called S-type), the extractedDNA, proteins and sugars, respectively, with the rough-type Streptococcus pneumoniae ( No capsule, non-toxic, rough colonies, calledR-type) with the training, found that only part of rough-type bacterial DNA can be transformed into a smooth-type, and the transformation frequency and purity of DNA related to, DNA greater net conversion rate. Ruoqiang deoxyribonuclease degradation of DNA prior to use, and then get together with rough-type pneumococcus culture, rough-type bacteria can not be transformed into a smooth-type bacteria. has been transformed bacteria, which can be obtained by smooth-type traits to their offspring. This experiment fully illustrated, DNA is a transformational role of the genetic material. 肺炎双球菌S型细菌转化为R型细菌，转化因子是拟核中的DNA还 是质粒DNA？ 要搞清楚这个问题，首先要搞清楚细菌的变异类型和变异的机制。 一、菌落变异 细菌的菌落主要有光滑（smooth，S）型和粗糙（rough，R）

肺炎双球菌转化实验

《肺炎双球菌的转化实验》教案 【情境创设】前面我们已经学习了孟德尔遗传规律、细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用，在学习过程中，我们知道生物的遗传和变异与细胞中的染色体有关，也逐渐认识到染色体在生物的遗传中具有重要作用。同时也知道了染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。则，这两种物质究竟哪一种是遗传物质呢？ 授课：目前，DNA是遗传物质早就众所周知，比如DNA指纹法、亲子鉴定利用的都是DNA是主要的遗传物质。可是在早期，是不是一开始人们都认为DNA 是主要的遗传物质？如果不是那之前人们认为的遗传物质是什么呢？ 问；20世纪二三十年代，人们当时认为哪种物质是遗传物质？为何会有这样的观点？ 答：人们当时对的DNA了解很少，而且构成DNA脱氧核苷酸只有4种，把它和生物多样性很难联系在一起，反而是构成蛋白质的氨基酸种类众多，和生物多样性联系在一起看似容易理解。所以人们就认为遗传物质是蛋白质。 那人们什么时候开始认识到DNA才是遗传物质？当然，这还要从肺炎双球菌转化实验说起。 肺炎双球菌转化实验 （1）1928 体内转化实验（格里菲思） 看着这个题目，我们先来看一下什么肺炎双球菌？肺炎双球菌是一种什么样的生物? 答：肺炎双球菌称肺炎链球菌,属于原核微生物。根据菌落的特征分为两种类型:光滑型(S型)和粗糙型(R型) ,S和R分别是英语单词smooth(光滑)和rough(粗糙)的第一个字母。S型细菌的菌体有多糖构成的荚膜,菌落光滑,当侵染人和动物时能使其患病死亡;R型细菌的菌体无多糖构成的荚膜,菌落粗糙,不会使人和动物机体产生病变。 通过以上讲解，我们知道肺炎双球菌分为S型和R型，那为何S型细菌会致病，而R型细菌不能致病？ 答：当细菌进入人或动物体后，由于免疫效应，都要被吞噬细胞吞噬消化，加以消灭。由于S型细菌有荚膜，进入吞噬细胞后，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，从而能迅速增殖、扩散，引起机体发生疾病。而R型细菌无荚膜，则能被吞噬细胞吞噬、消化，所以不能使机体患病。 了解了肺炎双球菌，让我们来看一下格里菲思是怎样用小鼠来进行实验的？ 过程： ①无毒性R型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠存活 ②有毒性S型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠死亡 ③杀死的有毒性S型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠存活 ④杀死的有毒性S型肺炎双球菌＋活的无毒性R型肺炎双球菌感染小鼠，小