有关肺炎双球菌转化实验的高考题

发布网友发布时间：2022-05-30 01:26

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热心网友时间：2023-09-13 16:41

．从微生物学角度
（1）肺炎双球菌的结构肺炎双球菌是一种细菌，属原核生物。由于核区中的DNA分子不与蛋白质结合，因此，用它作实验材料易于单独观察DNA在遗传中的作用。
（2）何为荚膜？其作用怎样？
荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质。其化学成分随细菌种类不同而有差异，多数细菌的荚膜成分为多糖，如肺炎双球菌。荚膜的形成受遗传物质（基因）控制。
荚膜与细菌的致病性有关，同时荚膜还能储留水分能抗干燥，对保护细菌有作用。荚膜本身无毒性，但在机体内保护细菌抵抗吞噬细胞的吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物质（如溶菌酶）的杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。
（3）何为菌落？菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一种肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群。每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。
2．从分类学角度
肺炎双球菌有两种类型：一种是R型细菌，无多糖类的荚膜，是无毒性的；另一种是S型细菌，具有多糖类的荚膜，是有毒性的。R型实际上是S型肺炎双球菌的突变类型，二者属于同一个物种。
3．从免疫学角度
（1）为何S型细菌会致病，而R型细菌不能致病？
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。
（2）同是一种S型的肺炎双球菌，为何使人患肺炎，而小鼠患白血病？
肺炎双球菌都会使人或小鼠患肺炎，由于小鼠抵抗力差而细菌毒力较强，可并发败血症。
（3）何谓加热杀“死”？
这里加热的温度一般为60℃左右，目的使蛋白质变性，细菌的感染力和致病性降低，但抗原的特性仍然存在。
（4）加热杀“死”后的S型细菌，其细胞中的DNA是否变性？
由于DNA具有相对稳定性，当DNA溶液加热到沸点时，其氢键断裂，双螺旋解体，但若将其缓慢冷却，分离的单链就可部分得以重聚，恢复双螺旋结构。

4．从遗传学角度
（1）何为转化？其实质是什么？影响转化的因素有哪些？
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，使受体细胞获得了新的遗传信息。因此，转化作用可以看成广义上的基因重组。
影响转化的因素有：①供体细胞DNA的纯度。DNA越纯，转化率就越高。②两种细菌的亲缘关系。亲缘关系越近，转化越容易。③受体菌状态。只有处于感受态的受体菌才能被转化。
（2）R型肺炎双球菌如何转化为S型肺炎双球菌？
加热灭活的S型细菌遗留下各个DN*段，其中包括控制荚膜形成的基因，这些片段从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，进入R型细菌的细胞中，以同源重组的置换方式，整合进入R型细菌的基因组中，使R型细菌转化成S型细菌。可见，转化后形成的S型细菌内含有两种DNA（R型和S型）。
5．从实验学角度
（1）实验构思该实验设计中最关键的思路是什么？
从活的S型细菌中提取、分离和鉴定出各种成分，分别与R型细菌混合培养，并观察其后代是否有S型细菌出现。

（2）实验过程
（3）实验对照分析
在体内转化实验中，①②③之间形成相互对照，每一组既是实验组，又是其他组别的对照组。
在体外转化实验中，该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的①组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（DNA）无关，故①②③组之间形成条件对照，其中①组为实验组，②③组为对照组；而①组和④组之间形成空白对照，其中①组为实验组，④为对照组。
（4）实验结论利用该实验能否证明蛋白质不是遗传物质？
该实验能证明蛋白质不是遗传物质，因为在体外转化实验中，用S型的蛋白质与R型细菌混合后，培养基中未出现S型菌落，说明蛋白质不是转化因子。
例1．（原创）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。下列有关叙述中错误是的（）

A．在死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种细菌
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型细菌突变的结果
解析：本题以经典实验为素材，综合考查R型和S型细菌的特点及细菌发生转化的原因，引导学生对教材实验作进一步思考。R型细菌的数量与小鼠免疫力有关，S型细菌的产生是由于R型细菌转化的结果，而非基因突变所致。答案为D。

例2（原创）证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验中，设置了以下几组：

下列有关叙述中，错误的是
A．该实验设计的关键是将细菌的各组分分离开来分别进行实验
B．①②③组之间形成条件对照，其中①②组为对照组，③组为实验组
C．③和④组之间形成空白对照，其中③组为实验组，④为对照组
D．实验成功证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质和多糖不是
解析：该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的③组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（DNA）无关，故①②③组之间形成条件对照，①、②组均为③组的对照组；而③组（实验组）和④组（对照组）之间形成空白对照。该实验也为蛋白质或多糖创造了参与转化的机会，但由于它们未能实现转化，故能证明蛋白质和多糖不是遗传物质。答案为D