肺炎双球菌的转化实验题型解题指导

　　一、实验材料分析 　　肺炎双球菌是一种细菌，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。 　　荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚的黏性、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。相比较而言，S型肺炎双球菌更容易在小鼠体内存活并繁殖，从而使小鼠染病死亡。 　　二、实验注意事项 　　特别提醒的是：（1）加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复；（2）转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组；（3）转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。 　　当然，要解答好肺炎双球菌的转化实验题型，就必须掌握肺炎双球菌的转化实验的知识点。肺炎双球菌的转化实验要点见下表： 　　例肺炎双球菌有光滑型（S型）和粗糙型（R型）两种类型。其中S型细菌外面有多糖类的荚膜，有致病性，其菌落是光滑的；R型细菌外面没有荚膜，无致病性，其菌落是粗糙的。请分析下列实验并回答问题。 　　（1）S型肺炎双球菌有不同的亚型，其主要区别在于构成荚膜的多糖存在差异。格里菲思将S-Ⅲ型菌在特殊条件下进行体外培养，从中分离出R-Ⅱ型菌。由此判断，R-Ⅱ型菌的出现是______________的结果。 　　（2）格里菲思又利用S型菌和R型菌做了如下实验： 　　对上述现象的正确解释是R-Ⅱ型菌从_______中获得了_________，导致细菌转化，从而恢复了形成荚膜的能力。 　　（3）在格里菲思所做实验基础上，艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验（如下图所示）。在艾弗里设计的实验中，最关键的思路是，首先从________然后____________，观察______________________。 　　 （4）艾弗里所做的实验中，设置1~5组实验的目的是_____________，实验结果说明________。5、6组实验结果说明_______________。 　　（5）在格里菲思所做的实验中，灭活S-Ⅲ型菌的加热温度是60～65℃之间。在此温度条件下，DNA失活是因为DNA分子发生________________；但当温度恢复至适宜温度后，DNA分子又会___________________，保持其遗传特性。 　　解题关键清楚肺炎双球菌转化实验的设计思路，对比体内转化实验和体外转化实验，落实设计思路的区别。 　　答案 　　（1）基因突变 　　（2）S-Ⅲ型菌某种物质（转化因子） 　　（3）S-Ⅲ型菌中提取，分离（和鉴定）出各种成分分别与R-Ⅱ型菌混合培养其后代是否有S-Ⅲ型菌（菌落）出现 　　（4）相互对照S-Ⅲ型菌的DNA是使R型菌发生转化的物质DNA结构必须保持完整才能行使遗传功能（或DNA结构被破坏失去遗传功能） 　　（5）解旋（或变性）复性（恢复双螺旋结构） 　　巩固练习 　　1. “肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是() 　　A．用S型活细菌和加热杀死后的R型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照 　　B．用杀死的S型细菌与无毒的R型细菌混合后注射到小白鼠体内，测定小白鼠体液中抗体的含量 　　C．将S型细菌的各种物质分离并分别加入到各培养基中，培养R型细菌，观察是否发生变化 　　D．从死亡小白鼠体内分离获得了S型细菌 　　2. 某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验： 　　①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠 　　②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠 　　③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌→的DNA注射入小鼠 　　④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌→的DNA注射入小鼠 　　以上4个实验中小鼠存活的情况依次是() 　　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 　　3. S型细菌具有多糖类荚膜，R型细菌则不具有。下列叙述错误的是() 　　A.培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具荚膜的细菌 　　B.培养R型活细菌时加S型细菌的DNA的完全水解产物，不能产生具荚膜的细菌 　　C.培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能产生具荚膜的细菌 　　D.培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具荚膜的细菌 　　4. 如下图为肺炎双球菌转化实验的一部分图解，请据图回答： 　　（1）该实验是____________所做的肺炎双球菌转化的实验图解。 　　（2）该实验是在________实验的基础上进行的，其目的是证明___________的化学成分。 　　（3）在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是_______________ 。 　　（4）依据上面图解的实验，可以作出_________________的假设。 　　（5）为验证上面的假设，他们设计了下面的实验： 　　在该实验中加入DNA酶，他们观察到的实验现象是___________________。 　　（6）通过上面两步实验，仍然不能说明______________，为此他们设计了下面的实验： 　　他们观察到的实验现象是____________，该实验能够说明___________________。 　　答案 　　1. C 2. D 3. A 　　4. (1)艾弗里及其同事(2)格里菲思肺炎双球菌转化“转化因子”(3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质(4)DNA是遗传物质(5)培养基中只长R型细菌(6)蛋白质、多糖等不是遗传物质培养基中只长R型细菌蛋白质、多糖不是遗传物质