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在肺炎双球菌的转化实验中肺炎双球菌转化实验中,将加热杀死的S型细菌与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.为什么R会上升?不是都转化成了S了吗?
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R型本身有自己的DNA,尽管一部分会整合S型的DNA,但是不会是全部.因为注入小鼠之后,R型和S型都有较适宜的生存环境,不会发生竞争.（如果S型的DNA量足够,仅仅在培养皿里混合后,等待一段时间会出现全部转化的结果,因为荚膜会让菌种更适于生存）解释这个图很简单,R型菌数与小鼠免疫力有关,刚注入时免疫活性较高,呈下降趋势,但是小鼠自身的免疫系统并无法消灭这个菌种,导致开始升高,R型菌数量下降的主要原因不是转化.S型细菌的产生是由于R型细菌转化,之后的增长主要由于复制,主要原因也不是转化
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生物教学论文肺炎双球菌转化实验的若干疑问和思考
发布时间： 17:53所属分类：浏览：1次
生物是高中学习中不可缺少的一门课程，虽然不是主科，但是在高考中也是占一定分值的。要想考试取得好成绩，每一科都不能落下。本文是一篇 生物教学论文 范文，主要论述了肺炎双球菌转化实验的若干疑问和思考。 摘 要： 限于高中教材的编版，人教版的教科书对
　　生物是高中学习中不可缺少的一门课程，虽然不是主科，但是在高考中也是占一定分值的。要想考试取得好成绩，每一科都不能落下。本文是一篇生物教学论文范文，主要论述了肺炎双球菌转化实验的若干疑问和思考。
　　摘 要： 限于高中教材的编版，人教版的教科书对于肺炎双球菌的转化实验只是做了一些基础介绍，学生在学习时提出各种各样的疑问。作者发现学生提出的一些疑问很有意义和代表性，并就高中教材中的肺炎双球菌的转化实验的一些背景知识、常见疑问进行介绍，旨在帮助学生为该版块的学习构建较完整的知识体系。
　　关键词： 肺炎双球菌,转化实验,常见疑问
　　一、R型菌无荚膜无毒性，而S型菌有荚膜有毒性，荚膜和其毒性有什么联系?
　　肺炎双球菌有具多糖荚膜的致病菌S型菌(Smooth，因菌落外观光滑)和非致病菌R型菌(Rough，因菌落外观粗糙)。荚膜由多糖构成，荚膜具有保护作用，除了具有抗干燥等功能外，还能使细菌抵抗吞噬作用和体液中的杀菌物质，从而使人或小家鼠致病(对人，它能导致肺炎;对小家鼠，则导致败血症)。但在加热到致死程度后，该类型的细菌便失去致病能力。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，但R型肺炎双球菌因为不具备荚膜，在小鼠体内很容易被吞噬细胞吞噬或者被杀菌物质杀死，所以在小鼠体内不能存活。因此，不能认为荚膜是毒性物质才导致S型细菌有毒的，荚膜只是起保护作用。
　　二、R型菌和S型菌是不同类型肺炎双球菌，但都是寄身生活的，但是R型菌无毒性，容易被吞噬细胞吞噬或者被杀菌物质杀死，那么在平时它们是怎样生活的呢?
　　R型菌和S型菌虽然在荚膜上有差异，但是二者属于同一个物种，R型菌不能合成荚膜的原因在于一个控制UDPG一脱氢酶的基因发生了突变，S型菌经过突变可以产生R型突变体，反之亦然。R型菌往往出现在人为培养的老龄化的菌群内，也就是说S型菌是野生型，而R型菌是突变型。
　　三、为什么可以确定是R型菌可以转化为S型菌，而不是R型菌又突变为S型菌或者原来的S型菌复活了呢?
　　由于荚膜多糖的血清学特性不同、结构各异，S型又可分成许多不同的小类型，如SⅠ、SⅡ、SⅢ等，相对应的突变型为RⅠ、RⅡ、RⅢ。1928年，格里菲斯对肺炎球菌的致病情况做了研究。当他把热处理的S细菌(S-Ⅲ型)与活的R细菌(R-Ⅱ型)的混合物注射到小鼠中时，尽管这两种细菌本身都不是致死的，但是小鼠死亡了。更重要的是，从注射了这类混合物而死亡的小鼠身上分离得到S型菌，而且是与加热杀死的S细菌相同的S型(S-Ⅲ)，而不是S-Ⅱ。虽然S型菌和R型菌可以相互突变，但是突变总是涉及丢失或获得产生一个特定类型荚膜的能力，如S-Ⅱ ? R- Ⅱ;而不是S-Ⅲ ? R-Ⅱ，即突变发生在同型的双球菌中。因此，这些S细菌不可能是通过这些特定的R细菌突变而来的。
　　1933年，阿洛维(Lionel J. Alloway)将R-Ⅱ型菌和S-Ⅲ型菌的无细胞提取液(所有完整细胞、细胞碎片、荚膜分子都通过离心和过滤从提取物中去掉)混合，培养皿上仍长出了S-Ⅲ型菌DD这否认了R型菌以某种方式使加热杀死的S型菌&复活&。
　　四、高温加热后可以杀死细菌，为什么却杀不死DNA?
　　实验加热温度是60度，对生物体而言，高温加热后，其蛋白质的空间结构遭到破坏而丧失生物活性，这种生物活性的丧失是不可逆的。加热引起蛋白质变性是导致S型细菌死亡的原因。DNA是由两条链形成的双螺旋结构，两条链间碱基通过氢键连接，加热会使氢键断裂，使DNA双螺旋解开成单链，称为DNA变性。但和蛋白质变性不同的是，当温度缓慢降低时单链又由于碱基互补配对作用可以重新形成双链，称为DNA复性。所以，加热杀死的S菌的DNA还是有作用的。
　　五、R型细菌是如何转化为S型细菌的?
　　转化作用是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质(DNA或RNA)，而表现出后者的某些遗传性状或发生遗传性状改变的现象。转化的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得新的遗传信息。因此，转化作用可以看做是广义上的基因重组。
　　转化在细菌中较普遍。两个菌种能否转化，与两种细菌的亲缘关系有关，转化一般只发生在同一物种或近缘物种之间，亲缘关系越近，转化就越容易。R型细菌在生长高峰期会出现局部细胞壁缺失现象，称为感受态。感受态的细菌能产生一些酶，催化转化的进行，只有处于感受态的细菌才能发生转化。发生转化时，S型细菌的DNA先以双链形式吸附于R型细菌表面的特定结合位点上，R型细菌会释放核酸内切酶将吸附的DNA降解为一些DNA片段(其中一些片段含有控制荚膜形成的基因)，再依靠另一种核酸酶降解其中的一条单链。进入R型细菌体内的DNA单链片段与R型细菌的DNA上同源区段进行配对(因为无荚膜菌是有荚膜菌的突变体，所以很容易找到同源区段)，切除并替换相应的单链片段，形成一个杂合DNA区段(它们间不一定互补，而是呈杂合状态)。可见转化后形成的S型细菌内含有两种DNA(R型和S型)。随着这种细菌的分裂增殖，会形成两种细菌：与亲代一致的R型细菌和含有S型细菌DNA的重组类型细菌。如果该S型DNA片段上含有控制荚膜形成的基因，则转化后的细菌就会产生荚膜而成为S型细菌。
　　六、R型细菌可以转化为S型细菌，那么R型细菌的DNA能否使S型细菌发生转化?
　　R型细菌之所以能够转化为S型细菌，一是取决于R型细菌能否出现感受态，二是取决于R型细菌的DNA与S型细菌DNA的相似程度。因为在自然状况下，S型细菌很难出现感受态，所以虽然S型细菌的DNA与R型细菌DNA的相似程度很高，转化也不能发生。同时由于S型细菌具有荚膜，导致在自然条件下很难接受外源DNA分子，也不能使S型细菌发生转化，但是如果S型细菌发生基因突变，则有可能转变为R型细菌。
　　七、R型细菌发生转化后，R型细菌和S型细菌的数量比例哪个多?
　　这个疑惑来源于以下两个试题：
　　试题1：在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图哪个选项( ) [答案]B。
　　试题2：英国科学家格里菲思将无毒性R型菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。请问在小鼠体内可找到下列哪些类型的细菌( ) [答案]C。
　　A.有毒R型 B.无毒R型 C.有毒S型 D.无毒S型
　　把两个试题一比较，就会发现两者的答案有冲突。那么，到底谁对谁错呢?此题情境是肺炎双球菌的体内转化实验，根据河北师大、新乡师院、北京师院、山东师院合编的《遗传学》教材，该书P161上面介绍的Griffith实验结果：把少量的R型细菌和大量已经加热杀死的S型细菌混合起来，一起注射到小家鼠体内，结果发现小家鼠得败血症死亡，从死鼠体内分离出来的肺炎双球菌全部都是S型的。也就是说在体内转化实验中，因为小鼠的免疫作用，最终只有S型细菌存活，所以笔者支持第二题的答案，同时要注意课本中介绍肺炎双球菌的转化实验分为体内转化和体外转化实验。在艾弗里的体外转化实验中，原来培养基里全为R型细菌，R型细菌吸收外缘DNA发生转化并非100%，并且转化后的S型细菌繁殖的后代又有一半是R型细菌，所以在体外转化实验中是R型细菌多而S型细菌少。
　　学生的这些质疑，有的虽然看似简单，但是要真正解释清楚，需要深入教材，吃透教材。仅凭高中教材和教参中的知识要解决这些问题，显得非常有限，这就要求教师不断学习提高，提高自己的业务能力。另外，学生的质疑是思维活跃的表现，同时这种敢于质疑、大胆设想的精神也是新课程要求的学生探究活动的具体体现，应该多加鼓励和引导。培养学生的质疑精神与创新意识，才能为社会培养出创新型人才，为国家培养栋梁之才。
　　参考文献：
　　[1]汪朝晖.从不同角度透视肺炎双球菌转化实验.安徽省绩溪县绩溪中学.
　　[2]何小波，张亚萍.对肺炎双球菌转化实验的几点思考.成都棠湖中学外语实验学校.
　　[3]刘北光.对肺炎双球菌转化实验的三个疑点的辨析.
　　[4]龚军辉.肺炎双球菌转化实验的几个疑问[N].学习方法报・生物周刊 高考版，(39).
　　[5]张军昌.关于肺炎双球菌转化实验的几个问题.河北省内邱县内邱中学.
　　[6]蒸水滔滔.R型菌真的能在小鼠体内存活并增殖吗?.
　　生物教学论文发表期刊推荐《生物学教学》杂志是由国家部主管、华东师范大学主办，向国内外正式发行的全国。创刊50多年来，《生物学教学》努力为读者、作者服务，密切读者、作者和编者的关系，已经在中学生物学领域成为我国生物学教育工作者提高学术水平及教学水平、促进我国生物学教育教学改革的一种重要媒体，成为我国中学生物学教师的良师益友。
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在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是
A．3和4B．1、3和4C．2、3和4D．1、2、3和4
题型：单选题难度：偏易来源：河北省模拟题
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据魔方格专家权威分析，试题“在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管..”主要考查你对&&遗传物质&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
现在没空？点击收藏，以后再看。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
遗传物质发现的实验及其内容：1、遗传物质：①概念：能单独传递遗传信息的物质。②遗传物质的主要载体是染色体。③作为遗传物质应具备的特点是：a、分子结构具有相对稳定性；b、能自我复制，保持上下代连续性；c、能指导蛋白质合成；d、能产生可遗传变异。2、实验：包括肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）、T2噬菌体侵染细菌的实验（用分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培养基培养大肠杆菌。）、烟草花叶病毒的感染和重建实验。实验证明DNA是主要的遗传物质，少部分生物的遗传物质是RNA。（1）肺炎双球菌转化实验：①肺炎双球菌
②肺炎双球菌体内转化实验a、研究者：1928年，英国科学家格里菲思。 b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。c、实验原理：S型肺炎双球菌使小鼠患败血病死亡；R型肺炎双球菌是无毒性的。 d、实验过程：e、结论：加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。（2）艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）：a、研究者：1944年，美国科学家艾弗里等人。b、实验材料：S型和R型肺炎双球菌、细菌培养基等。c、实验设计思路：把DNA与其他物质分开，单独直接研究各自的遗传功能。d、实验过程及分析 e、实验分析：①只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。 ②DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。 d、实验结论：①S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。 ②同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物质。 （3）T2噬菌体侵染细菌的实验：a、研究着：1952年，赫尔希和蔡斯。b、实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。c、实验方法：放射性同位素标记法。d、实验思路： S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。 e、实验过程：标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。科学家首先用放射性同位素35S标记了一部分噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素32P标记了另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记的T2噬菌体分别去侵染细菌（上图），当噬菌体在细菌体内大量增殖时，生物学家对被标记物质进行测试。f、测试的结果表明，噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的DNA却进入了细菌体内，可见，噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论：在噬菌体中，亲代和子代间具有连续性的物质是DNA，即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的，DNA才是真正的遗传物质。 体内转化实验与体外转化实验的比较：
肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较：1．实验设计思路比较
&2．两个实验遵循相同的实验设计原则——对照原则3．实验结论比较(1)肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。(2)噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。知识点拨：1、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析：①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因： a．保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射陡。 b．保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性含量升高。 ②用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。2、关于噬菌体侵染细菌实验中放射性元素的去向问题 ①若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32p标记。②若用32p和35S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。③若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。④若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。 3、标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，只能在宿主细胞中繁殖后代，所以在培养基中它是不能繁殖后代的。4、噬菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。除此之外，还能证明DNA能进行自我复制，DNA控制蛋白质的合成。5、两个实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。 6、细胞生物（包括原核和真核生物）含有两种核酸（DNA和RNA），遗传物质是DNA；病毒没有细胞结构，只有一种核酸（DNA病毒、RNA病毒）。7、DNA有四种碱基（AGCT），四种脱氧核苷酸。RNA有四种碱基（AGCU），四种核糖核苷酸。知识拓展：1、实验设计的基本思路是设法把 DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。2、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。3、转化因子的实质是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。4、T2噬菌体（1）结构：（2）T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。&5、侵染特点及过程①进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在外面不起作用。 ②噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成 →组装→释放五个过程。 6、增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。
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8．肺炎双球菌转化实验中.将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后.注射到小鼠体内.在小鼠体内S型.R型细菌含量变化情况如下图所示.下列有关叙述错误的( ) A．在死亡的小鼠体内存在着S型.R型两种类型的细菌 B．曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭 C．曲线bc段上升.与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关 D．S型细菌数量从0开始是由于R型细菌基因突变的结果 【】
题目列表(包括答案和解析)
肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如右图所示。下列有关叙述错误的是 （&&& ） A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌 B．小鼠体内出现活S型细菌是由于R型细菌基因突变的 结果 C．曲线ab段下降的原因是R型细菌不断被小鼠的免疫 系统清除所致 D．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠 免疫力降低有关
肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S 型、R型活细菌含量变化情况如右图所示。下列有关叙述错误的是 A、在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌 B、小鼠体内出现活S型细菌是由于R型细菌基因突变的 结果 C、曲线ab段下降的原因是R型细菌不断被小鼠的免疫 系统清除所致 D、曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠 免疫力降低有关
肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如右图所示．下列有关叙述错误的是(&&& ) A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌 B．小鼠体内出现活S型细菌是由于R型细菌基因突变的结果 C．曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统作用所致 D．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关
10．肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌 B．曲线ab下降的原因是部分R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭 C．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关 D．S型细菌数量从0开始增加到一定值是由于R型细菌基因突变的结果
肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型活细菌和R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述中，错误的是（&&&&）A．在死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种细菌B．被杀死的S型细菌在R型活细菌的转化下激活并在小鼠体内繁殖C．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关D．该小鼠体内的S型活细菌含有R型细菌的遗传物质
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