高考生物復習：肺炎雙球菌轉化實(shí)驗

　　肺炎雙球菌轉化實(shí)驗基本信息

　　肺炎雙球菌(Diplococcus pneumoniae)是一種病原菌，存在著(zhù)光滑型(Smooth簡(jiǎn)稱(chēng)S型)和粗糙型(Rough簡(jiǎn)稱(chēng)R型) 兩種不同類(lèi)型。其中光滑型的菌株產(chǎn)生莢膜，有毒，在人體內它導致肺炎，在小鼠體中它導致敗血癥，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(wú)毒，在人或動(dòng)物體內不會(huì )導致病害，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胞外有多糖莢膜起保護作用，不致被宿主破壞。

　　肺炎雙球菌轉化實(shí)驗過(guò)程

　　格里菲斯的實(shí)驗：格里菲斯以R型和S型菌株作為實(shí)驗材料進(jìn)行遺傳物質(zhì)的實(shí)驗，他將活的、無(wú)毒的RⅡ型(無(wú)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，結果小白鼠安然無(wú)恙;將活的、有毒的SⅢ型(有莢膜，菌落光滑型)肺炎雙球菌或將大量經(jīng)加熱殺死的有毒的SⅢ型肺炎雙球菌和少量無(wú)毒、活的RⅡ型肺炎雙球菌混合后分別注射到小白鼠體 內，結果小白鼠患病死亡，并從小白鼠體內分離出活的SⅢ型菌。格里菲斯稱(chēng)這一現象為轉化作用，實(shí)驗表明，SⅢ型死菌體內有一種物質(zhì)能引起RⅡ型活菌轉化產(chǎn)生SⅢ型菌，這種轉化的物質(zhì)(轉化因子)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(shí)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上，對轉化的本質(zhì)進(jìn)行了深入的研究(體外轉化實(shí)驗)。他們從SⅢ型活菌體內提取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，結果只有注射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。

　　肺炎雙球菌轉化實(shí)驗結論

　　證明了S型細菌中含有一種轉化因子，將R型細菌轉化成了S型細菌，實(shí)際轉化因子就是DNA，但是當時(shí)并沒(méi)有提出DNA這個(gè)名詞，另外，關(guān)于肺炎雙球菌轉化實(shí)驗有兩個(gè)，一個(gè)是格里菲斯的體內轉化實(shí)驗，另一個(gè)是體外轉化實(shí)驗(艾弗里的體外轉化實(shí)驗)前者證明了轉化因子(DNA)是遺傳物質(zhì)，沒(méi)有得出蛋白質(zhì)與遺傳物質(zhì)的關(guān)系，后者證實(shí)了蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

　　肺炎雙球菌轉化實(shí)驗影響因素

　　影響R型菌轉化的因素

　　供體細胞DNA濃度。濃度越高，轉化率越高。

　　兩種細菌的親緣關(guān)系。親緣關(guān)系越近，轉化越容易。

　　受體菌狀態(tài)。只有處于感受態(tài)細胞才能被轉化

　　實(shí)驗設計思路：設法將DNA與其他物質(zhì)分開(kāi)，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能。

　　肺炎雙球菌轉化實(shí)驗的結論：加熱殺死的S菌中有一種“轉化因子”，能使R菌轉化為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化實(shí)驗：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。