最新肺炎双球菌转化实验

肺炎双球菌转化实验《肺炎双球菌的转化实验》教案【情境创设】前面我们已经学习了孟德尔遗传规律、细胞有丝分裂、减数分裂和受精作用，在学习过程中，我们知道生物的遗传和变异与细胞中的染色体有关，也逐渐认识到染色体在生物的遗传中具有重要作用。同时也知道了染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。那么，这两种物质究竟哪一种是遗传物质呢？授课：目前，DNA是遗传物质早就众所周知，比如DNA指纹法、亲子鉴定利用的都是DNA是主要的遗传物质。可是在早期，是不是一开始人们都认为DNA是主要的遗传物质？如果不是那之前人们认为的遗传物质是什么呢？问；20世纪二三十年代，人们当时认为哪种物质是遗传物质？为何会有这样的观点？答：人们当时对的DNA了解很少，而且构成DNA脱氧核昔酸只有4种，把它和生物多样性很难联系在一起，反而是构成蛋白质的氨基酸种类众多，和生物多样性联系在一起看似容易理解。所以人们就认为遗传物质是蛋白质。那人们什么时候开始认识到DNA才是遗传物质？当然，这还要从肺炎双球菌转化实验说起。肺炎双球菌转化实验（1）1928体内转化实验（格里菲思）看着这个题目，我们先来看一下什么肺炎双球菌？肺炎双球菌是一种什么样的生物？答：肺炎双球菌称肺炎链球菌，属于原核微生物。根据菌落的特征分为两种类型：光滑型（S型）和粗糙型（R型）,S和R分别是英语单词smooth（光滑）和rough（粗糙）的第一个字母。S型细菌的菌体有多糖构成的荚膜，菌落光滑，当侵染人和动物时能使其患病死亡;R型细菌的菌体无多糖构成的荚膜，菌落粗糙，不会使人和动物机体产生病变。通过以上讲解，我们知道肺炎双球菌分为S型和R型，那为何S型细菌会致病，而R型细菌不能致病？答：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。了解了肺炎双球菌，让我们来看一下格里菲思是怎样用小鼠来进行实验的？过程：无毒性R型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠存活有毒性S型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠死亡

杀死的有毒性S型肺炎双球菌感染小鼠，小鼠存活杀死的有毒性S型肺炎双球菌+活的无毒性R型肺炎双球菌感染小鼠,小鼠死亡■♦神一■♦神一请一学生叙述各组实验的做法及现象：无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，鼠死亡；加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内，鼠死亡好，接下来让我们分析一下这个实验。问：第一组和第二组对照说明了什么？答：活的R型细菌不具有致死性和活的S型细菌具有致死性。问：第二组和第三组对照说明了什么？答：死亡的S型细菌不具有致死性。问：第三组和第四组对照说明了什么？是死的S型细菌复活还是活的R型变成了S型？支持死的S型细菌复活，讲一下理由？支持活的R型变成了S型的，讲一下理由？答：蛋白质具有一定的空间结构才具有生理活性，加热会破坏蛋白质的空间结构（变性），且该过程不可逆。所以加热后蛋白质变性失活，不可能再恢复其功能（可以高温下酶失活为例）。而蛋白质是生命活动的承担者，蛋白质失活了，生命活动就不可能再恢复，也就是说热杀死的S型是不可能复活的。那就说明了已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质一“转化因子”，这种转化因子可以将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。那么这种转化因子是什么呢？格里菲思并没有弄清楚，后来的科学家不断的探究，因此，直至1944年，美国的科学家艾弗里和他的同事才进行了确定转化因子的实验，并获得了成功。（2）1944年体外转化实验（艾弗里）他们的做法是从S型活细菌中提取出7dna,蛋白质和多糖等物质，分别将它们加入培养R型细菌的培养基中。（44页）有毒性S型肺炎双球菌成分分离将分离出的三种成分，分A、B、C三组试验A.蛋白质+活的无毒性R型感染小鼠，小鼠存活B.DNA+活的无毒性R型感染小鼠，小鼠死亡请一学生叙述各组实验的做法及现象:S型活细菌多糖蛋白质DNADnADNA水解物分别与R型活细菌混合培养RRr\sr提问：艾弗里实验的结论是什么？（板书：结论）（引导：DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即DNA是遗传物质）结论：DNA是遗传物质讲述：因为艾弗里的实验提取的DNA夹杂有少量蛋白质，所以有人对实验结论仍有怀疑，让我们下节课看看DNA是遗传物质的另一个证明实验：噬菌体侵染细菌的实验（44-45页），课下先预习一下。【典型例题】肺炎双球菌转化实验中，在培养有R型细菌的A、B、C、D四个试管，依次分别放入从S型活细菌中提取的DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现有R型细菌转化的是（）课堂小结肺炎双球菌的转化实验一一证明DNA是遗传物质。肺炎双球菌转化实验1.肺炎双球菌转化实验⑴曾努转化实验过程和外转化实验过程和结论十一、课后作业（2012•福州质检）格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡；将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。根据上述实验，下列说法正确的是（）。A.整个实验证明了DNA是转化因子B.实验①、实验③可作为实验④的对照C•实验④中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传D.重复做实验①与④，得到同样的结果，说明S型活细菌由R型活细菌突变而来解析格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验说明加热杀死的S型细菌可以使R型细菌发生转化，但不能证明DNA是转化因子，A错误；在体内转化实验中，每一组既是实验组，又是其他组别的对照组，B正确；R型细菌转变成S型细菌是因为其接受了S型细菌的DNA，属可遗传变异，C错误；该实验所涉及的变异为基因重组，D错误。答案B4.（2012-陕西咸阳模考）将训热杀死的S理细菌与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口下列有关叙述中错误的是（：）：在死亡的小鼠体内可分离出因型和R型两种活细菌曲线戍方段下降是因为部分R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭G曲线阮段上升，与S型细菌使小鼠发病后免疫力降低有关D.S型细菌数量从。开始增多是由于R型细菌基因突变的结果解析S型细菌的数量从0开始增多，是因为S型细菌中的转化因子促使R型细菌转化为S型细菌的结果，属于基因重组.答案D12.（15M2010-宝鸡质检）“肺炎双球菌转化实验”是科学家在对生物遗传物质的探究过程中所做的一个实验“（1）某人曾重复了"肺炎双球菌转化实验"步骤如下：将一部分S型细菌加热杀死彳制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上（接种的菌种见图中文字所述）；将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况,发现在第4空培养装置中有S型菌落匚||一'柚mm1E麻w由加热恭件加热蒸死的中闵导幌蛔'川沛丽阙总台本实验得出的结论是:Q）艾玮里等人通过实验证实了在上述细菌转•化过程中,起转化作用的是DNA:请利用DNA酶作试剂，选择适兰的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细函的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论°材上月具：R至用、S至亩、DNAEf.蒸冠水、甘备在•芥基而用的原J实验设计方案|第一步：从S型细菌中提取DNA；第二步:：制备符合要求的培养基，将其均分为三组，标为A、B、C,请将处理方法填写在表格中；编号ArbC处理方法不加任何提取物第三步；将R型细菌分别接种到三蛆培养基上；笑将挨由巨三培养羡置五在适亘•云受F号养一哉时.司，徂察菌荡三长言况一②预测实验结果：o朝出结论：o（3）回答下列问题°①“肺炎双球菌转化实验”以细菌为实验材料主要是由于细菌具有等优点■:（写出两点）艾弗里实验最为关键的设计思路是：.写出艾弗里实验采用的主要技术手段，°（写出两种）答案（1）S型细菌中的某种物质（转化因子）能使R型细菌转化成S型细菌⑵①B军;加入提取的S型细菌DNAC垣;加入提取的S型细菌DNA和DNA酶②A-C两组培养装置中未出现S型菌落,B组培养装置中出现S型菌落®使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA（3）①结构简单、繁殖快②设法把DNA与蛋白质等物质分开单独地、直接地观察它们的作用③细菌的培养技术I物质的提取技术【例1】肺炎双球帽有光滑型(S型)和粗糙型(R塑I)两种类型。其中S型细菌外面有多糖类的英膜，有致病性I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。靖分析下列实验并回答问瓯H)S型肺炎双球菌有不同的亚型十其主要区别在于枸成英膜的多糖存在差异.格里菲思将&01型菌在特味条件下姓行体外培券•从中分离出&[1型菌，由此判断,R-口型前的出现是的结果，格里菲思又利用S型菌和R型菌做了如F实验：对上述现象的正确解释是R-II型菌从中获得了，导致细菌转化十从而恢夏了形成荚膜的能力可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(如图所示L在艾弗里设计的实验中，最关键的思路是,首先从,然后—,观察.分舌提收SffR-IIfiMR11罪菌It"H制肖R—【【型菌A5典艾弗里所做的实验中，设置1~5组实验的甘的是一一———__一，实验结果说明5M蛆实验结果说明。e)Tt精里非思册瑚的泱罪甲，火佑b—111型菌的加热温度是60宅〜喝T之间°在此温度条件下，DNA失活是因为DNA分子发生一—__3但当温度恢复至适宜温度后.DNA分子又会1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・对比体内辖化实验和体外转化实验*落实设计思路的区别』【精侨精析】(ns.ni型菌在特殊条件下进街体外培养后分离出R-U型菌，说明特殊条件引起了遗传物质变化，发生了基因突变，《2）加热杀死的SIH型萌与WII观混合感染小鼠后、出现了能形成英膜的寒m型菌，说明加然杀死的sIH型菌中存在转化因孔（3）艾弗里设计了肺炎双球国的体外转化实验，其最关键的思路是把各种物质分开眠独地起作用，以对照说明遗传物度的戒分*分汗的操作应是分离出各种成分,以保证木相互影响，E）用各种物质单独做尖验，K!的是相与对照，通过实验结果相互对照说明遗传物质的成分。（5）DNA之所以能成为转化因已原因就是高温解旋后•低温下能恢复『仍能保持其遗传特性.I而玺白质高温变性后不能再恢复「答案J1）基困突变<2）&皿