形成杂合细菌,通过分裂生殖 R 型直接变成S 型);
★★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 一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 一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 C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be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。