高考生物復(fù)習(xí)：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗

　　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗基本信息

　　肺炎雙球菌(Diplococcus pneumoniae)是一種病原菌，存在著光滑型(Smooth簡稱S型)和粗糙型(Rough簡稱R型) 兩種不同類型。其中光滑型的菌株產(chǎn)生莢膜，有毒，在人體內(nèi)它導(dǎo)致肺炎，在小鼠體中它導(dǎo)致敗血癥，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的;粗糙型的菌株不產(chǎn)生莢膜，無毒，在人或動物體內(nèi)不會導(dǎo)致病害，其菌落是粗糙的。

　　致病原理：肺炎雙球菌有多種株系，但只有光滑型菌株可致病，因為在這些菌株的細(xì)胞外有多糖莢膜起保護(hù)作用，不致被宿主破壞。

　　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗過程

　　格里菲斯的實驗：格里菲斯以R型和S型菌株作為實驗材料進(jìn)行遺傳物質(zhì)的實驗，他將活的、無毒的RⅡ型(無莢膜，菌落粗糙型)肺炎雙球菌或加熱殺死的有毒的SⅢ型肺炎雙球菌注入小白鼠體內(nèi)，結(jié)果小白鼠安然無恙;將活的、有毒的SⅢ型(有莢膜，菌落光滑型)肺炎雙球菌或?qū)⒋罅拷?jīng)加熱殺死的有毒的SⅢ型肺炎雙球菌和少量無毒、活的RⅡ型肺炎雙球菌混合后分別注射到小白鼠體 內(nèi)，結(jié)果小白鼠患病死亡，并從小白鼠體內(nèi)分離出活的SⅢ型菌。格里菲斯稱這一現(xiàn)象為轉(zhuǎn)化作用，實驗表明，SⅢ型死菌體內(nèi)有一種物質(zhì)能引起RⅡ型活菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)生SⅢ型菌，這種轉(zhuǎn)化的物質(zhì)(轉(zhuǎn)化因子)是什么?格里菲斯對此并未做出回答。

　　埃弗雷等人的進(jìn)一步實驗：1944年美國的埃弗雷(O.Avery)、麥克利奧特(C. Macleod)及麥克卡蒂(M.Mccarty)等人在格里菲斯工作的基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)化的本質(zhì)進(jìn)行了深入的研究(體外轉(zhuǎn)化實驗)。他們從SⅢ型活菌體內(nèi)提取DNA、RNA、蛋白質(zhì)和莢膜多糖，將它們分別和 RⅡ型活菌混合均勻后注射人小白鼠體內(nèi)，結(jié)果只有注射SⅢ型菌DNA和RⅡ型活菌的混合液的小白鼠才死亡，這是一部分 RⅡ型菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)生有毒的、有莢膜的SⅢ型菌所致，并且它們的后代都是有毒、有莢膜的。

　　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論

　　證明了S型細(xì)菌中含有一種轉(zhuǎn)化因子，將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌，實際轉(zhuǎn)化因子就是DNA，但是當(dāng)時并沒有提出DNA這個名詞，另外，關(guān)于肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗有兩個，一個是格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗，另一個是體外轉(zhuǎn)化實驗(艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗)前者證明了轉(zhuǎn)化因子(DNA)是遺傳物質(zhì)，沒有得出蛋白質(zhì)與遺傳物質(zhì)的關(guān)系，后者證實了蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

　　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗影響因素

　　影響R型菌轉(zhuǎn)化的因素

　　供體細(xì)胞DNA濃度。濃度越高，轉(zhuǎn)化率越高。

　　兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系。親緣關(guān)系越近，轉(zhuǎn)化越容易。

　　受體菌狀態(tài)。只有處于感受態(tài)細(xì)胞才能被轉(zhuǎn)化

　　實驗設(shè)計思路：設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能。

　　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論：加熱殺死的S菌中有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R菌轉(zhuǎn)化為S菌，使小鼠死亡。

　　埃弗雷、麥克利奧特及麥克卡蒂等人的體外轉(zhuǎn)化實驗：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。