从不同角度透视肺炎双球菌转化实验_高校之窗|中国高校之窗 
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从不同角度透视肺炎双球菌转化实验

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课本实验之一肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质,是本节课重点,同时也是学生们做题出错较多的地方,较难记忆和灵活运用,因此从下面几个角度分析,以助理解。

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。由于拟核中的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)荚膜的定义及其作用

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。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。二者属于同一个物种。

(3)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。R型细菌菌落表面粗糙,S型细菌表面光滑。

2.从免疫学角度

(1)S型细菌会致病,而R型细菌不能致病的原因

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)何谓加热杀“死”细菌?

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。

(3)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

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)转化的含义理解

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。

(2)转化的实质

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。

(3)影响转化的因素

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。

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)实验对照分析

在体内转化实验中,①②③④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。

(3)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。

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