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

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.

关于"一个细菌只能诱导机体产生一种抗体.这种说法正确吗?为什么?"的问题：抗原与抗体的关系正如一把钥匙开一把锁，一个细菌只能诱导机体产生一种抗体，但如果细菌变异了，那机体也会相应产生对应的抗体。

．从微生物学角度

（1）肺炎双球菌的结构肺炎双球菌是一种细菌，属原核生物。由于核区中的DNA分子不与蛋白质结合，因此，用它作实验材料易于单独观察DNA在遗传中的作用。

（2）何为荚膜？其作用怎样？

荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质。其化学成分随细菌种类不同而有差异，多数细菌的荚膜成分为多糖，如肺炎双球菌。荚膜的形成受遗传物质（基因）控制。荚膜与细菌的致病性有关，同时荚膜还能储留水分能抗干燥，对保护细菌有作用。荚膜本身无毒性，但在机体内保护细菌抵抗吞噬细胞的吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物质（如溶菌酶）的杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。

（3）何为菌落？菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一种肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群。每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。

2．从分类学角度

肺炎双球菌有两种类型：一种是R型细菌，无多糖类的荚膜，是无毒性的；另一种是S型细菌，具有多糖类的荚膜，是有毒性的。R型实际上是S型肺炎双球菌的突变类型，二者属于同一个物种。

3．从免疫学角度

（1）为何S型细菌会致病，而R型细菌不能致病？

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。

（2）同是一种S型的肺炎双球菌，为何使人患肺炎，而小鼠患白血病？

肺炎双球菌都会使人或小鼠患肺炎，由于小鼠抵抗力差而细菌毒力较强，可并发败血症。（3）何谓加热杀“死”？

这里加热的温度一般为60℃左右，目的使蛋白质变性，细菌的感染力和致病性降低，但抗原的特性仍然存在。

（4）加热杀“死”后的S型细菌，其细胞中的DNA是否变性？

由于DNA具有相对稳定性，当DNA溶液加热到沸点时，其氢键断裂，双螺旋解体，但若将其缓慢冷却，分离的单链就可部分得以重聚，恢复双螺旋结构。

4．从遗传学角度

（1）何为转化？其实质是什么？影响转化的因素有哪些？

转化作用是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（DNA或RNA），而表现出后者的某些遗传性状或发生遗传性状改变的现象。

转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。

影响转化的因素有：①供体细胞DNA的纯度。DNA越纯，转化率就越高。②两种细菌的亲缘关系。亲缘关系越近，转化越容易。③受体菌状态。只有处于感受态的受体菌才能被转化。

（2）R型肺炎双球菌如何转化为S型肺炎双球菌？

加热灭活的S型细菌遗留下各个DNA片段，其中包括控制荚膜形成的基因，这些片段从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，进入R型细菌的细胞中，以同源重组的置换方式，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。可见，转化后形成的S型细菌内含有两种DNA（R型和S型）。

5．从实验学角度

（1）实验构思该实验设计中最关键的思路是什么？

从活的S型细菌中提取、分离和鉴定出各种成分，分别与R型细菌混合培养，并观察其后代是否有S型细菌出现。

（2）实验过程

（3）实验对照分析

在体内转化实验中，①②③之间形成相互对照，每一组既是实验组，又是其他组别的对照组。在体外转化实验中，该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的①组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（DNA）无关，故①②③组之间形成条件对照，其中①组为实验组，②③组为对照组；而①组和④组之间形成空白对照，其中①组为实验组，④为对照组。

（4）实验结论利用该实验能否证明蛋白质不是遗传物质？

该实验能证明蛋白质不是遗传物质，因为在体外转化实验中，用S型的蛋白质与R型细菌混合后，培养基中未出现S型菌落，说明蛋白质不是转化因子。

例1．（原创）肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型和R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述中错误是的（）

A．在死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种细菌

B．曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭

C．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关

D．S型细菌数量从0开始是由于R型细菌突变的结果

解析：本题以经典实验为素材，综合考查R型和S型细菌的特点及细菌发生转化的原因，引导学生对教材实验作进一步思考。R型细菌的数量与小鼠免疫力有关，S型细菌的产生是由于R型细菌转化的结果，而非基因突变所致。答案为D。

例2（原创）证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验中，设置了以下几组：

下列有关叙述中，错误的是

A．该实验设计的关键是将细菌的各组分分离开来分别进行实验

B．①②③组之间形成条件对照，其中①②组为对照组，③组为实验组

C．③和④组之间形成空白对照，其中③组为实验组，④为对照组

D．实验成功证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质和多糖不是

解析：该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的③组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（DNA）无关，故①②③组之间形成条件对照，①、②组均为③组的对照组；而③组（实验组）和④组（对照组）之间形成空白对照。该实验也为蛋白质或多糖创造了参与转化的机会，但由于它们未能实现转化，故能证明蛋白质和多糖不是遗传物质。答案为D

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肺炎双球菌转化实验

《肺炎双球菌转化实验》疑难四问解析 曾小军（江西省泰和县第二中学343700） 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片段被另一细胞所吸收，从而使后者具有相应于这些基因的性状，这种基因转移的方式称为转化。转化是细菌中较为普遍的现象。转化与两种细菌的亲缘关系有关。。转化一般只发生在同一物种或近缘物种之间。亲缘关系越近，转化就越容易，反之则不能转化。转化还受受体菌状态的影响，只有处于一个短暂的生长阶段即感受态阶段时的受体菌才能被转化。肺炎双球菌的转化实验，是指同种细菌的不同品系（S型细菌、R型细菌）能够交换遗传物质，导致遗传物质从一个品系（S型细菌）转移到另一个品系（R型细菌），从而使品系的类型发生了转变。但S型肺炎球菌和小鼠不是同种，所以自然条件下彼此的细胞间遗传物质是不会转移的（但现代生物技术中的基因工程可以实现不同物种间的转移）。这就是肺炎双球菌转化实验中将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡的原因。 疑难4：在转化过程中，加热杀死后的有活性的S型细菌DNA片段或直接从S型活

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。那么，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

肺炎双球菌转化实验习题.doc

(时间：45分钟满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共55分) 1．(2010·江苏生物，4)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括() A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B．蛋白质与生物的性状密切相关 C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息 解析早期人们认为：不同生物的蛋白质在结构上存在一定的差异，这是不同生物差异的直接原因；蛋白质是生命活动的体现者和承担者，与生物性状密切相关；蛋白质的差异性主要体现在氨基酸的种类、数目、排列顺序不同引起了结构的不同，因此不同氨基酸的排列组合可以贮存大量遗传信息。后来发现，蛋白质的热稳定性差，易变性失活，并且不能自我复制，而DNA比蛋白质具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。 答案 C 2．(2012·福州质检)格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下： ①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； ②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡； ③将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； ④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。 根据上述实验，下列说法正确的是()。

A．整个实验证明了DNA是转化因子 B．实验①、实验③可作为实验④的对照 C．实验④中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传 D．重复做实验①与④，得到同样的结果，说明S型活细菌由R型活细菌突变而来 解析格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验说明加热杀死的S型细菌可以使R 型细菌发生转化，但不能证明DNA是转化因子，A错误；在体内转化实验中，每一组既是实验组，又是其他组别的对照组，B正确；R型细菌转变成S型细菌是因为其接受了S型细菌的DNA，属可遗传变异，C错误；该实验所涉及的变异为基因重组，D错误。 答案 B 3．(2012·广东六校联考Ⅱ)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是()。 A．重组DNA片段，研究其表型效应 B．诱发DNA突变，研究其表型效应 C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递 解析噬菌体侵染细菌实验没有重组DNA片段，A错；两实验均没有诱发DNA 突变，B错；肺炎双球菌体外转化实验没有用到同位素示踪技术，D错；两个实验均设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，C对。 答案 C 4．(2012·陕西咸阳模考)将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型和R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述中错误的是()。

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。

高中生物对肺炎双球菌转化实验的几点思考

对肺炎双球菌转化实验的几点思考 在讲授DNA是主要的遗传物质一节中，学生对肺炎双球菌的转化实验提出了几点质疑。笔者在经过认真思考、讨论、查阅资料后，针对各个问题一一进行了解答。笔者发现学生提出的疑问很有意义和代表性，现将学生质疑和笔者解答整理如下，供同仁参考。也求抛砖引玉，获得更好的解答。 1．格里菲斯的体内转化实验 实验中将加热杀死的S型和活的R型混合注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，并从小鼠体内分离出活的S型，且其后代仍是有毒性的S型。格里菲思推论：在已经加热杀死的S型细菌中，必然含有一种“转化因子”，促使R型转化为S 型，且这种转化可遗传。 1．1 质疑一：是S型复活还是R型被转化？ 学生的质疑：为什么是R型被转化，而不是加热杀死的S型复活呢？ 笔者的分析解答：学生提出这样的质疑，主要是对蛋白质的化学性质不太了解。蛋白质具有一定的空间结构才具有生理活性，加热会破坏蛋白质的空间结构（变性），且该过程不可逆。所以加热后蛋白质变性失活，不可能再恢复其功能（可以高温下酶失活为例）。而蛋白质是生命活动的承担者，蛋白质失活了，生命活动就不可能再恢复，也就是说热杀死的S型是不可能复活的。 当笔者作出上边的解释后，有学生立即又提出了下面的质疑。 1．2 质疑二：加热杀死的S型的DNA为什么没被破坏还可以发挥转化作用？ 学生的质疑：加热杀死的S型菌的蛋白质变性失活了，失去了生理功能。那为什么热杀死的S型的DNA还有作用呢？ 笔者的分析解答：学生提出这样的质疑，和上一个问题的原因相似，主要是对DNA的结构及化学性质不太了解。DNA是由两条链形成的双螺旋结构，两条链间碱基通过氢键连接。加热会使氢键断裂，使DNA双螺旋解开成单链，称为DNA 变性。但和蛋白质变性不同的是，当温度缓慢降低时单链又可以重新形成双链，称为DNA复性。所以，加热杀死的S菌的DNA还是有作用的。 1．3 质疑三：转化因子是S型菌的整个DNA，还是DNA片段？

肺炎双球菌

．从微生物学角度 （1）肺炎双球菌的结构肺炎双球菌是一种细菌，属原核生物。由于核区中的DNA分子不与蛋白质结合，因此，用它作实验材料易于单独观察DNA在遗传中的作用。 （2）何为荚膜？其作用怎样？ 荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质。其化学成分随细菌种类不同而有差异，多数细菌的荚膜成分为多糖，如肺炎双球菌。荚膜的形成受遗传物质（基因）控制。 荚膜与细菌的致病性有关，同时荚膜还能储留水分能抗干燥，对保护细菌有作用。荚膜本身无毒性，但在机体内保护细菌抵抗吞噬细胞的吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物质（如溶菌酶）的杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。 （3）何为菌落？菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一种肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群。每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。 2．从分类学角度 肺炎双球菌有两种类型：一种是R型细菌，无多糖类的荚膜，是无毒性的；另一种是S型细菌，具有多糖类的荚膜，是有毒性的。R型实际上是S型肺炎双球菌的突变类型，二者属于同一个物种。 3．从免疫学角度 （1）为何S型细菌会致病，而R型细菌不能致病？ 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。 （2）同是一种S型的肺炎双球菌，为何使人患肺炎，而小鼠患白血病？ 肺炎双球菌都会使人或小鼠患肺炎，由于小鼠抵抗力差而细菌毒力较强，可并发败血症。 （3）何谓加热杀“死”？

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

荧光标记用荧光物质与被检测物结合，在紫外光照射下发光。同位素标记，用同位素原子如16O，18O，12C，14C与被检测物结合，用原子分析方法检测原子变化。荧光标记可用于观察细胞分裂。同位素标记用来验证化学反应中的机理，如：光合作用中氧气是由水还是CO2分解而来。酯化反应中是醇脱-OH还是酸脱-OH。 对肺炎双球菌转化实验的几点思考 四川成都棠湖中学外语实验学校何小波张亚萍 在讲授DNA是主要的遗传物质一节中，学生对肺炎双球菌的转化实验提出了几点质疑。笔者在经过认真思考、讨论、查阅资料后，针对各个问题一一进行了解答。笔者发现学生提出的疑问很有意义和代表性，现将学生质疑和笔者解答整理如下，供同仁参考。也求抛砖引玉，获得更好的解答。 1．格里菲斯的体内转化实验 实验中将加热杀死的S型和活的R型混合注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，并从小鼠体内分离出活的S型，且其后代仍是有毒性的S型。格里菲思推论：在已经加热杀死的S型细菌中，必然含有一种“转化因子”，促使R型转化为S型，且这种转化可遗传。 1．1 质疑一：是S型复活还是R型被转化？ 学生的质疑：为什么是R型被转化，而不是加热杀死的S型复活呢？ 笔者的分析解答：学生提出这样的质疑，主要是对蛋白质的化学性质不太了解。蛋白质具有一定的空间结构才具有生理活性，加热会破坏蛋白质的空间结构（变性），且该过程不可逆。所以加热后蛋白质变性失活，不可能再恢复其功能（可以高温下酶失活为例）。而蛋白质是生命活动的承担者，蛋白质失活了，生命活动就不可能再恢复，也就是说热杀死的S型是不可能复活的。 当笔者作出上边的解释后，有学生立即又提出了下面的质疑。 1．2 质疑二：加热杀死的S型的DNA为什么没被破坏还可以发挥转化作用？ 学生的质疑：加热杀死的S型菌的蛋白质变性失活了，失去了生理功能。那为什么热杀死的S型的DNA 还有作用呢？ 笔者的分析解答：学生提出这样的质疑，和上一个问题的原因相似，主要是对DNA的结构及化学性质不太了解。DNA是由两条链形成的双螺旋结构，两条链间碱基通过氢键连接。加热会使氢键断裂，使DNA 双螺旋解开成单链，称为DNA变性。但和蛋白质变性不同的是，当温度缓慢降低时单链又可以重新形成双链，称为DNA复性。所以，加热杀死的S菌的DNA还是有作用的。 1．3 质疑三：转化因子是S型菌的整个DNA，还是DNA片段？ 学生的质疑：发挥转化作用的到底是S型菌的整个DNA，还是DNA片段？

第10讲 肺炎双球菌的转化实验

第10讲肺炎双球菌的转化实验 本讲的考纲要求： 1.人类对遗传物质的探索历程（Ⅱ） 肺炎球菌是一种可以引起人类肺炎和小鼠败血症的病原微生物。 1928年，格里菲思以小鼠为实验材料，研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎 的，同时想研制出抗肺炎双球菌的疫苗。他选用了两种肺炎双球菌进行实验。 这两种肺炎双球菌的菌落不同。 菌落是在固体培养基上（内）以微生物母细胞为中心的一团肉眼可见的、 有一定形态、构造等特征的子细胞的集团。菌落特征与微生物的菌体形态结构 特征密切相关。可用于微生物的鉴别分类和计数。 一种细菌的菌落的表面smooth(光滑)，用显微镜观察菌体有多糖类的荚膜， 荚膜是一种胶状的物质，称为S型细菌。另一种没有荚膜，菌落表面rough(粗 糙)，称为R型。 格里菲思就用这两种细菌做了四组实验： 请分析这四组实验结果，得出实验结论，并加以分析。 第一组：R型活菌注入到小鼠体内，小鼠没有患败血症而死亡，说明R型菌是无毒的。 第一组：R型活菌注入到小鼠体内，小鼠患败血症而死亡，从死鼠的体内可分离出活的S型菌，说明S 型菌是有毒的，并能在小鼠内繁殖。 为什么S型菌会使小鼠死亡，而R型菌不会呢？ S型菌有荚膜，可使它不被小鼠吞噬细胞吞噬，逃过了免疫系统，使小鼠感染得败血症而亡。而R型没有荚膜保护，被小鼠的免疫系统消失了。 第三组：加热杀死的S型菌不能使小鼠死亡，说明加热杀死的S型菌是无毒的。 第四组：无毒的活的R型菌与加热杀死的S型菌混合注射，小鼠得败血症而死亡，并从其体内能分离出活的S型菌。 难道S型菌死而复活了？ 这不可能。

格里菲思认为S型菌是活的R型菌转化而来的，并给出了这样的推论：加热杀死的S型菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”。 由于转化发生在小鼠体内，所以把这一实验称为肺炎双球菌的体内转化实验。 这种转化因子究竟是S型菌体内的哪种物质呢？ 艾弗里及其同事，将S型菌的组成物质进行分离提纯，进行了如下的实验： 这一实验转化发生在培养基中，称为肺炎双球菌的体外转化实验。 转化发生要有两个条件：1.S型菌的DNA，2.感受态的活R型菌。所以发现转化的R型菌是少数。 根据这个实验可以得出什么结论？ 说明转化因子是DNA。而且通过进一步实验发现DNA纯度越高，转化效果越好。 把转化得到的S型菌培养，其后代还是S型菌，说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA。 这里用到了探究生物的遗传物质的实验方法中的分离提纯法。（见参考 可见肺炎双球菌的转化实验不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，这可以说是基因工程的先导。 肺炎双球菌转化的实质： 感受态的R型菌，从环境中吸收到S型菌有荚膜基因的DNA片段，并整合到了DNA上，表现出了有荚膜这一性状。 如下图所示： 转化是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞的DNA而使它的基因型和表型发生相应变化的现象。是原核生物基因重组的一种方式。 请写出转化过程中遗传信息传递的规律：

格里菲思肺炎双球菌体内转化实验结论的有关解释

格里菲思肺炎双球菌体内转化实验出现S型活细菌的可能性及排除 Yong037整理 实验目的：研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎的 实验材料：小鼠、肺炎双球菌（S型和R型） 实验过程： 实验结论：第一组说明R型肺炎双球菌无毒性，不会使小鼠患败血症死亡； 第二组说明S型肺炎双球菌有毒性，使小鼠患败血症死亡； 第三组说明加热杀死的S型肺炎双球菌无毒性，不会使小鼠患败血症死亡； 第四组说明已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成将R型细菌转化形成有毒性的s型活细菌的活性物质——转化因子，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转 化为有毒性的S型活细菌。 第四组出现S型活细菌的可能性及排除： 1、基因突变：R型活细菌和S型活细菌均有三种亚型：I-R型、Ⅱ-R型、Ⅲ-R型和I-S型、Ⅱ-S 型、Ⅲ-S型（构成各亚型S细菌荚膜的多糖存在差异）；格里菲斯通过实验发现，某亚型的S型菌通过连续的多代培养，其中极少数可能突变成相应亚型的非致病的R型肺炎双球菌，即I-S型—I-S型、Ⅱ-S型一Ⅱ-R型、Ⅲ-S型一Ⅲ-R型；他还发现，向小鼠皮下注射大量R型活细菌，有时可获得相应亚型的S型菌；即R型肺炎双球菌与S型肺炎双球菌只能发生同型突变。格里菲斯在进行实验时，采用的是Ⅱ-R型菌与加热后杀死的Ⅲ-S型菌，将它们混合后注入小鼠体内培养，最终在小鼠体内只分离得到了Ⅲ-S型的活细菌。如果S型菌是R型菌通过基因突变产生的，则分离得到的应该是Ⅱ-S型细菌，而实际得到却是Ⅲ-S型的活细菌，故第四组出现的有毒性的S型菌不是R型菌通过基因突变而来的。 2、S型细菌“复活”：加热会破坏蛋白质的空间结构，且该过程不可逆；也会使DNA变性：加热会使氢键断裂，DNA双螺旋解开成单链，当温度缓慢降低时单链又可以重新形成双链，称为DNA复性，但蛋白质变性失活后，降温也不可能再恢复其功能，所以，加热杀死的S菌的蛋白质失活了，生命活动就不可能再恢复，而其DNA还是有作用的；再者，1933年，阿洛维将Ⅱ-R型细菌和Ⅲ-S型细菌的无细胞提取液（所有完整细胞、细胞碎片、荚膜分子都通过离心和过滤从提取物中去掉）混合，培养皿上仍长出了Ⅲ-S型细菌。这否认了R型细菌以某种方式使加热杀死的S型细菌“复活”。 3、转化（基因重组）：R型活肺炎双球菌（受体菌）在对数期后期（生长后期）约40min内处于“感受态”，吸收外源DNA的能力比其他时期大1000倍。此时，R型菌（受体菌）细胞膜表面有30-80个“感受态因子”位点。感受态因子是一种胞外蛋白，它可以催化外来DNA片段的吸收或降解细胞表面某种成分，从而使细胞表面的DNA受体显露出来（也可能是一种自溶酶，可特异性地结合双链DNA）。被加热杀死的S型肺炎双球菌（供体菌）通过自溶过程，释放出自身的DNA片段（已经失活，但双链结构尚存在，分子量小于1×107，约含15个基因），称之为“转化因子”。当“转化因子”遇到“感受态”的R型活肺炎双球菌（受体菌）时，就有10个左右这样的双链片段与R型活肺炎双球菌（受体菌）细胞膜表面的“感受态因子”位点相结合，在位点上进一步发生酶促分解，形成平均分子量为4×106～5×106的DNA片段，然后双链拆开，随后其中一条链被细胞膜上的核酸酶降解，降解产生的能量协助把另一条单链推进受体细胞（该过程称为DNA的结合和摄取），与受体菌DNA上的同源区段配对，并使受体菌DNA的相应单链片段被切除，从而将其替换，形成一个杂种DNA区段（它们间不一定互补，可能呈

肺炎双球菌转化

细菌转化 [适应对象]生物工程专业 [实验学时] 6学时 一、实验目的 把外源DNA或体外重组的DNA或是某种质粒引入受体细胞中去，使受体菌具有新的遗传性，并从中选择出转化子。 二、实验原理 本实验是以大肠杆菌质粒PBR325作为外源DNA，将它从大肠杆菌HB101中抽提出来，此PBR325质粒上代有3个抗性标记，即Apr、Tcr、Cmr。以大肠杆菌C600作为受体菌，大肠杆菌C600对Amp、Tc、Cm是敏感的，若将PBR325质粒转化到C600中后即能在选择性平板LB+Ap、Tc、Cm上长出转化子来。 本实验抽提质粒PBR325采用碱变性抽提法，碱变性抽提质粒DNA 是基于染色体DNA与质粒DNA变性与复性的差异而达到分离的目的。 三、仪器设备及实验材料 （一）仪器设备：无菌离心管，PA瓶、三角瓶、试管、培养皿等。 （二）实验材料： 1、菌种：大肠杆菌HB101（PBR325）；大肠杆菌C600（受体） 2、培养基：LB液体；LB固体 3、抗菌素：氨苄青霉素（Amp）；氨霉素（cm）；四环素（Tc）。 4、试剂 （1）溶液（I）： 200mM葡萄糖25毫升 250mM EDTA 4毫升 1M Tris－HCL(Ph8.0)25毫升 加Dh2O至200毫升 （2）溶液（II）：10M NaOH 4毫升 20% SDS 10毫升 加dh2O至200毫升 （3）溶液（Ⅲ）：3M NaAc(Ph4.8)溶液

（4）ph4.8 Tris－HCL饱和的苯酚 （5）酚/氯仿（1：1） （6）TE溶液 10mM Tris－HCL(Ph4.8) 1 mM EDTA （7）冷乙醇（无水或95%） （8）0.1 M CaCL2 （9）0.1 M MgCL2 四、相关知识点 重组DNA质粒转化不同细菌有不同的转化效率。转化率的高低与受体菌感受态有关，只有具备感受态的细菌才能摄取外来的DAN 分子。而且，细菌的感受态是在短暂时间内发生的，一般出在长期生长对数期的后期。 五、实验步骤 （一）抽提质粒PBR325 1、将斜面K12HB101挑取一环于5毫升LB溶液中（含Tc15微克/毫升，Amp100微克/毫升,Cm100微克/毫升）于37℃过夜。 2、将长好的菌液倒入7毫升无菌离心管中，以8000rpm离心10分钟。 3、弃上清，打匀沉淀，加500微升溶液I在冰上放30分钟。 4、再加入1000微升的溶液Ⅱ（现配制）在温室下放置5－8分钟（反复轻轻转动几次）。 5、再加入750微升的溶液Ⅲ，在冰上放20－30分钟（轻轻转动几次）。 6、以15000rpm离心10分钟。 7、转上清液于另一支无菌管中。 8、用等体的饱和苯酚抽提一次（即：混匀、摇动后以12000rpm 离心10分钟）。 9、上清液转入另一支离心管，加等体积的苯酚/氯仿（1：1）以12000rpm离心10分钟，再抽提一次。 10、上清液转入另一支离心管加2倍体积的冷的乙醇于－20℃沉淀3—4小时。 11、将离心管取出，12000rpm离心10分钟。

肺炎双球菌的转化实验的常见问题及解释

肺炎双球菌的转化实验的常见问题及解释 关于新课标人教版必修二第三章“基因的本质”中第一节“DNA是主要的遗传物质”这一内容涉及到“格里菲斯的肺炎双球菌的转化实验”，学生总是提出下列的疑问： （1）杀死的S型细菌为什么不会使小鼠死亡，而加入R型细菌之后小鼠就死亡了？ （2）为什么能发生转化，是将R型细菌杀死变成S型细菌的？还是两者的遗传物质进行融合后表现出S型细菌的特点？有没有可能是R型细菌突变而来？ （3）S型细菌的DNA非要用R型细菌当宿主细胞吗，它怎么不能用小鼠体内的细胞当宿主细胞来进行增殖吗？ 对于这些问题，很多教师在回答时也仍是底气不足的，以下是笔者查阅资料，并进行整理汇总后所得，以供同行参考。 1.背景介绍 肺炎链球菌有具多糖荚膜的致病菌S型细菌（smooth，因菌落外观光滑）和非致病菌R型细菌（Rou gh，因菌落外观粗糙）。细菌是否具有产生荚膜的能力以及产生荚膜的类型称为“遗传特性”。S型细菌经过突变可以产生R突变体，反之亦然，不过突变总是涉及丢失或获得产生一个特定类型荚膜的能力。 格里菲斯对肺炎球菌的致病情况做了研究。当他把热处理的S细菌（III-S型）与活的R细菌（II-R型）的混合物注射到小鼠体中时，尽管这两种细菌本身都不是致死的，但是小鼠还是死亡了。更重要的是，从注射了这类混合物而死亡的小鼠身上分离得到S型菌，是与加热杀死的S细菌（III-S型）相同的类型，因此这些S细菌不可能是通过这些特定的R细菌突变而来的。 2.相关问题解释 问题1的解释：1933年，阿洛维将II-R型细菌和III-S型细菌的无细胞提取液（所有完整细胞、细胞碎片、荚膜分子都通过离心和过滤从提取物中去掉）混合，培养皿上仍长出了III-S型细菌。这否认了R 型细菌以某种方式使加热杀死的S型细菌“复活”。而是S型细菌细胞提取物中含有转化因子，并且它的化学本质还是未知的。人教版必修二里对于格里菲斯所做的实验的结论也是：加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成将R型细菌转化形成有毒性的s型活细菌的活性物质，而这一个活性物质命名叫做“转化因子”，后来被证实这个转化因子是S型细菌的遗传物质——DNA。虽然在加热过程中，s型细菌已经死了，但是它自身的遗传物质还没有失活，只是蛋白质失活了而已，它的DNA可以整合到R型细菌的遗传物质中，并且继续发挥自身的作用，利用R型细菌提供的材料，随着R型细菌的增殖而增殖，并指导S型细菌的蛋白质的合成，最终表现出S型细菌的毒性。也就是教材中所说的：产生产荚膜的S型肺炎双球菌，导致小鼠最终患败血症而死亡。而杀死的s型细菌由于蛋白质失活而失去感染性，不能使小鼠死亡。 问题2的解释：首先对转化这一名词进行解释：转化是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型细胞的DNA，而使它的基因型和表现型发生相应变化的现象。这现象首先发现于细菌，也是细菌间遗传物质转移的多种形式中最早发现的一种，它不同于通过噬菌体感染传递遗传物质的转导以及通过细菌细胞的接触而转移DNA的细菌接合。 细菌转化过程包括有转化能力的染色体DNA片段的吸附、吸收和整合3个阶段。外源DNA首先吸附在细菌细胞表面的一些接受位点上，能吸附的DNA主要是双链状态的，在通过细胞膜进入细胞的吸收过程中DNA分子转变为单链，并与R型细菌内的同源区段配对，形成杂合区段，接着发生错配碱基对的修复校正：如果是以s型细菌的DNA作为模板进行修复，那S型细菌的DNA就会以这种形式整合到细菌染色体上。外源基因整合后，通过基因表达使受体细菌的表型发生相应的变化，如果整合到R型细菌中的DNA正好含有控制荚膜形成的基因，则会表现出有荚膜的特性。 所以，格里菲思把不产荚膜的无毒的粗糙型肺炎双球菌和加热杀死后的产荚膜的有毒的光滑型肺炎双球菌混合注射小鼠，发现小鼠被感染致死，从小鼠的血液中分离出活的产荚膜的S型肺炎双球菌，而且是与加热杀死的S型细菌相同的Ⅲ-S型，因此这些S型细菌不可能是通过这些特定的R型细菌突变而来的。R型细菌之所以能产生S形的性状，是发生了“转化”，简单说，转化就是R型细菌接收了S型细菌的DNA，

格里菲思肺炎双球菌体内转化实验结论的有关解释

格里菲思肺炎双球菌体内转化实验结论的有关解释

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格里菲思肺炎双球菌体内转化实验出现S型活细菌的可能性及排除 Yong037整理实验目的：研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎的 实验材料：小鼠、肺炎双球菌（S型和R型） 实验过程： 实验结论：第一组说明R型肺炎双球菌无毒性，不会使小鼠患败血症死亡； 第二组说明S型肺炎双球菌有毒性，使小鼠患败血症死亡； 第三组说明加热杀死的S型肺炎双球菌无毒性，不会使小鼠患败血症死亡； 第四组说明已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成将R型细菌转化形成有毒性的s型活细菌的活性物质——转化因子，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转 化为有毒性的S型活细菌。 第四组出现S型活细菌的可能性及排除： 1、基因突变：R型活细菌和S型活细菌均有三种亚型：I-R型、Ⅱ-R型、Ⅲ-R型和I-S型、Ⅱ-S 型、Ⅲ-S型（构成各亚型S细菌荚膜的多糖存在差异）；格里菲斯通过实验发现，某亚型的S型菌通过连续的多代培养，其中极少数可能突变成相应亚型的非致病的R型肺炎双球菌，即I-S型—I-S型、Ⅱ-S型一Ⅱ-R型、Ⅲ-S型一Ⅲ-R型；他还发现，向小鼠皮下注射大量R型活细菌，有时可获得相应亚型的S型菌；即R型肺炎双球菌与S型肺炎双球菌只能发生同型突变。格里菲斯在进行实验时，采用的是Ⅱ-R型菌与加热后杀死的Ⅲ-S型菌，将它们混合后注入小鼠体内培养，最终在小鼠体内只分离得到了Ⅲ-S型的活细菌。如果S型菌是R型菌通过基因突变产生的，则分离得到的应该是Ⅱ-S型细菌，而实际得到却是Ⅲ-S型的活细菌，故第四组出现的有毒性的S型菌不是R型菌通过基因突变而来的。 2、S型细菌“复活”：加热会破坏蛋白质的空间结构，且该过程不可逆；也会使DNA变性：加热会使氢键断裂，DNA双螺旋解开成单链，当温度缓慢降低时单链又可以重新形成双链，称为DNA复性，但蛋白质变性失活后，降温也不可能再恢复其功能，所以，加热杀死的S菌的蛋白质失活了，生命活动就不可能再恢复，而其DNA还是有作用的；再者，1933年，阿洛维将Ⅱ-R型细菌和Ⅲ-S型细菌的无细胞提取液（所有完整细胞、细胞碎片、荚膜分子都通过离心和过滤从提取物中去掉）混合，培养皿上仍长出了Ⅲ-S型细菌。这否认了R型细菌以某种方式使加热杀死的S型细菌“复活”。 3、转化（基因重组）：R型活肺炎双球菌（受体菌）在对数期后期（生长后期）约40min内处于“感受态”，吸收外源DNA的能力比其他时期大1000倍。此时，R型菌（受体菌）细胞膜表面有30-80个“感受态因子”位点。感受态因子是一种胞外蛋白，它可以催化外来DNA片段的吸收或降解细胞表面某种成分，从而使细胞表面的DNA受体显露出来（也可能是一种自溶酶，可特异性地结合双链DNA）。被加热杀死的S型肺炎双球菌（供体菌）通过自溶过程，释放出自身的DNA片段（已经失活，但双链结构尚存在，分子量小于1×107，约含15个基因），称之为“转化因子”。当“转化因子”遇到“感受态”的R型活肺炎双球菌（受体菌）时，就有10个左右这样的双链片段与R型活肺炎双球菌（受体菌）细胞膜表面的“感受态因子”位点相结合，在位点上进一步发生酶促分解，形成平均分子量为4×106～5×106的DNA片段，然后双链拆开，随后其中一条链被细胞膜上的核酸酶降解，降解产生的能量协助把另一条单链推进受体细胞（该过程称为DNA的结合和摄取），与受体菌DNA上的同源区段配对，并使受

肺炎双球菌1

课题：高中生物必修二（人教版）遗传与进化第三章第一节片段教学：肺炎双球菌的转化实验 讲课人：12组82号李清梅 教学目标知识目标： 1.肺炎双球菌转化实验原理和过程 能力目标： 1、分析肺炎双球菌转化实验设计思路 2、了解对照试验饿设置 情感、态度和价值观： 1.学习科学家科学研究的严谨态度和合作精神 重点、难点重点：1、肺炎双球菌转化实验原理和过程 难点：1、肺炎双球菌转化实验原理和过程 课前准备 板书设计 肺炎双球菌的转化实验 一、肺炎双球菌的转化实验 1.R型活细菌——不死——R型无毒 2.S型活细菌——死亡——S型有毒 3.加热杀死S型细菌——不死亡 4.R型活细菌与加热杀死S型细菌混合——死亡 转化因子——？？？ 二、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验

教学环节 教学内容教学方法时间分配 我们知道，蛋白质是由20种氨基酸不同的排列组 合，连接而成的生物大分子，而DNA只有4种脱氧核糖 核苷酸。如果单纯的从排列组合数来比较，蛋白质储存 遗传信息量肯定比DNA大。所以在当时大多数科学家都 认为蛋白质是遗传物质。 现在PPT中显示的是一位美国科学家，他是艾弗里， 他是第一个通过确凿的实验证据来证明蛋白质不是遗 传物质的科学家，向遗传物质是蛋白质的观点提出挑 战。但是呢，他的实验又是在一位英国科学家格里菲斯 的实验基础上进行的。那么我们现在先来学习格里菲思 的肺炎双球菌实验实验。 格里菲斯以小鼠为实验对象，S型和R型肺炎双球菌 为材料，感染小鼠。我请一位同学来说明一下，S型肺 炎双球菌和R型肺炎双球菌是什么生物，有什么区别 吗？ 是的，回答的非常好，两种肺炎双球菌都是细菌， S型肺炎双球菌有多糖类的荚膜，菌落表面是光滑的， 所以称为S型细菌，而R型肺炎双球菌没有荚膜，菌落表 面是粗超的，所以叫R型细菌。其中，S型细菌因为含有 荚膜，荚膜可以保护细菌不被宿主细胞的正常防护机构 破坏，所以细菌可以不断繁殖，感染细菌使人或小鼠患 败血症，所以有毒，R型细菌不含有荚膜，不会使人或 小鼠患败血症，所以无毒。 我们来看格里菲斯做的四组实验，第一组，小鼠注 射R型活细菌，小鼠不死。说明了什么？说明了R型活 细菌无毒。第二组，给小鼠注射S型活细菌，小鼠死亡， 说明了S型活细菌有毒。第三组，将加热杀死后的S型 细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。那么请问同学们， 热杀死的是S型细菌的什么组分，是蛋白质还是DNA？ 我们知道蛋白质多糖和核酸对高温的耐受性是不同的， 在80~100度内蛋白质多糖和核酸都会变性，当温度降 至55度时，核酸可以复性，而蛋白质多糖的活性却不 能恢复。所以这里热杀死的是S型细菌的什么组分？ 蛋白质和多糖，因为高温下有毒的荚膜失活。所 以小鼠不死亡。 第四组，将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细 菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。第一 组和第三组证明了R型活细菌和加热杀死后的S型细菌 单独感染小鼠，小鼠不死，可是二者混合小鼠却死亡， 这是怎么回事？我们很疑惑，格里菲斯也很疑惑，于是

【生物实验】肺炎双球菌转化实验的疑难问题及解析

肺炎双球菌转化实验的疑难问题及解析 肺炎双球菌转化实验是考试中经常出现的考点，实验看似简单明了，内容仔细去思考就会发现很多疑难问题要解决。 1认识肺炎双球菌 肺炎球菌有时也叫肺炎双球菌,它是早在1881年发现的致病细菌。根据菌落的特征分为两种类型:光滑型(S)和粗糙型(R),S和R分别是英语单词smooth(光滑)和rough(粗糙)的第一个字母。S型细菌的菌体有荚膜,R型细菌的菌体无荚膜。 S型细菌能侵染和寄生在人体内,引起肺炎,也能侵染其他哺乳类动物如兔、马,还能侵染家鼠,能引起败血症。荚膜是某些细菌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。 S型细菌的菌体有荚膜,进入吞噬细胞后,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。这就是肺炎双球菌转化实验中将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡的原因。 R型细菌无荚膜,能被吞噬细胞吞噬、消化,所以不能使肌体患病。这也就是肺炎双球菌转化实验中将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡的原因。致病与否，关键是看有无荚膜。

2了解败血症 败血症是一种严重的急性全身性感染,由于致病菌侵入并存留于血液循环中不断繁殖,产生大量毒素而引起全身寒战、高热、恶心呕吐、大汗及头痛头晕等症状,甚至出现昏迷。重者发生中毒性休克。化验血液可见白细胞计数增高,血液培养中可见细菌生长。此症多继发于全身或局部感染性疾病,如呼吸道、胆道、泌尿系统感染,还有严重创伤,如大面积烧伤、开放性骨折等,以及蜂窝组织炎等外科软组织化脓性感染等。 引起人败血症的常见致病菌主要是金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等。此症危险性较大,积极认真治疗各种感染性疾患及防止外伤感染,是预防败血症发生的关键。 3格里菲斯的体内转化实验 实验中将加热杀死的S型和活的R型混合注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，并从小鼠体内分离出活的S型，且其后代仍是有毒性的S型。格里菲思推论：在已经加热杀死的S型细菌中，必然含有一种“转化因子”，促使R型转化为S型，且这种转化可遗传。 弗雷德里克·格里菲斯的实验

肺炎双球菌介绍

肺炎双球菌介绍 肺炎双球菌是双球菌属的细菌，又称胸膜炎双球菌。常存在于正常人的鼻咽腔中，菌体成双排列，无鞭毛和芽孢。也有把此菌列入链球菌属，称肺炎链球菌因有时菌体呈短链状，例如在痰和脓液中。菌的致病性在于荚膜能抵抗人体的吞噬作用，致使其在体内大量繁殖引起疾病。主要引起大叶性肺炎、支气管炎、胸膜炎、败血症等，并能产生细胞内溶血霉素，因菌体自溶而释出，可溶解红血细胞，对动物有致死作用。无论粗糙型或光滑型，均可区分成许多不同的血清型。因为肺炎双球菌的荚膜多糖是一种可溶性的特异性物质，称为荚膜抗原。在不同菌株中，荚膜多糖的特异性是不同的，故可用血清学方法，例如，凝集反应、沉淀反应或荚膜膨胀试验等进行区分，分别以RⅠ、RⅡ、RⅢ或SI、SⅡ、S Ⅲ表示。1928年格里菲斯就是以RI和S Ⅲ型作为实验材料而发现了细菌转化现象的。有毒株可在机体内形成荚膜，但人工培养后荚膜逐渐消失。其抵抗力较弱，通常在52～56℃，15～20分钟菌体即被杀死。 肺炎双球菌的分类 肺炎双球菌是一种菌体矛头状、常成双排列的球菌。肺炎双球菌是菌体矛头状、常成双排列的球菌。直径0.5～1.5微米。革兰氏染色阳性，但老龄菌常呈阴性反应。在机体内形成荚膜，经人工培养后荚膜逐渐消失，菌落由光滑型变为粗糙型。兼性厌氧菌，经常寄居在正常人鼻咽腔中，多数不致病，仅部分具有致病力，引起大叶肺炎、腹膜炎、胸膜炎、中耳炎、乳突炎以及败血症等。在含血的营养琼脂培养基上，37℃，24小时可形成细小、灰白、透明或半透明有光泽的扁平菌落，周围有草绿色溶血环。培养2～3天后，由于产生自溶酶，菌体自溶，菌落中央出现凹陷。胆汁、胆盐或其他活性物质能加速自溶酶的作用，使细菌在短期内溶解。其荚膜多糖抗原与致病力有密切关系，且成分复杂。根据荚膜多糖抗原的不同，可将其分为若干血清型，其中Ⅰ～Ⅲ型致病力较强，Ⅲ型最强，且具有厚的荚膜，可作为鉴别此菌的依据。在各型肺炎球菌中，许多遗传标记可被转移，种内和属内的相互转化作用也已证明。 此菌存在着两种类型：（1）粗糙型或称R型（“R”来自英文“Rough”），菌体无荚膜，菌落粗糙，一般无致病性；（2）光滑型或称S型（“S”来自英文“Smooth”），菌体有荚膜，菌落光滑，致病性较强，为有毒株。R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌；S 型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性的细菌，使人患肺炎或使小鼠患败血症。... 肺炎双球菌是病毒吗

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