从不同角度透视肺炎双球菌转化实验.doc

从不同角度透视肺炎双球菌转化实验1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：供体细胞DNA的纯度。DNA越纯，转化率就越高。两种细菌的亲缘关系。亲缘关系越近，转化越容易。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，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，故组之间形成条件对照，其中组为实验组，组为对照组；而组和组之间形成空白对照，其中组为实验组，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DS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组之间形成条件对照，其中组为对照组，组为实验组 C和组之间形成空白对照，其中组为实验组，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