肺炎双球菌的体内转化实验VIP专享VIP免费

转化•转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质（DNA片段），将其同源部分进行碱基配对，组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状，这种变异现象，称为转化。细菌和病毒作为实验材料的优点•个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。•细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。•繁殖快。细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。肺炎双球菌•肺炎双球菌是一种病原菌，存在着光滑型(Smooth简称S型)和粗糙型(Rough简称R型)两种不同类型。•光滑型的菌株产生荚膜，有毒，在人体内它导致肺炎，在小鼠体中它导致败血症，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的•粗糙型的菌株不产生荚膜，无毒，在人或动物体内不会导致病害，其菌落是粗糙的。•时间：1928•实验者：英国科学家艾弗里•实验材料：小鼠、R型和S型菌株•研究目的：肺炎双球菌是如何是人患肺炎的S型菌R型菌实验步骤现象结论分析将无毒性的R型活细菌注射到小白鼠体内将有毒性的S型活细菌注射到小白鼠体内将加热杀死后的S型注射到小白鼠体内将无毒性的R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合，注封到小白鼠体内前三组实验互为对照实验肺炎双球菌转化的实验过程•实验步骤1：将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内•实验结果1：小鼠不死亡。•二、实验步骤2：将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内•实验结果2：小鼠患败血症死亡。•三、实验步骤3：将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内实验结果3：小鼠不死亡。•四、实验步骤4：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，•实验结果4:小鼠患败血症死亡。过程回顾•无毒性的R型活细菌在与被加热杀死的S型细菌混合后，转化成了有毒性的S型活细菌。•这些转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌，可见这种性状的转化是可以遗传的。实验结论实验表明，S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌，这种转化的物质（转化因子）是什么?如果请你设计一个实验来确定转化因子是什么，你觉得关键的设计思路是什么？•实验表明，SⅢ型死菌体内有一种物质能引起RⅡ型活菌转化产生SⅢ型菌，这种转化的物质（转化因子）是什么?格里菲斯对此并未做出回答。格里菲思实验结论：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（smoothgene）。•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。•拓展题•2.提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控...