格里菲思肺炎双球菌体内转化实验结论的有关解释
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格里菲斯实验的结论
【原创实用版】
目录
1.格里菲斯实验的背景和目的
2.实验的步骤和过程
3.实验的结论及其对生物学的影响
4.结论的启示和未来发展方向
正文
1.格里菲斯实验的背景和目的
格里菲斯实验,又称为格里菲斯体内转化实验,是由英国生物学家罗纳德·罗斯·格里菲斯(Ronald Ross Griffith)在 1928 年进行的一系列实验。
其主要目的是通过肺炎双球菌的转化现象,探讨基因在生物体内的传递和变化规律。
2.实验的步骤和过程
格里菲斯实验分为两个阶段。
第一阶段,他将 S 型肺炎双球菌(具有荚膜,导致小鼠死亡)与 R 型肺炎双球菌(无荚膜,不导致小鼠死亡)混合注射到小鼠体内。
实验结果显示,部分 R 型菌发生了转化,变成了具有荚膜的 S 型菌,导致小鼠死亡。
第二阶段,格里菲斯将加热杀死的 S 型菌与 R 型菌混合注射到小鼠体内,发现也能使部分 R 型菌转化为 S 型菌,从而导致小鼠死亡。
3.实验的结论及其对生物学的影响
格里菲斯实验的结论是:在生物体内,存在一种转化因子,可以将 R 型肺炎双球菌转化为 S 型肺炎双球菌。
这种转化因子可能是一种物质,负责基因的传递和变化。
这个结论为遗传学领域打开了新篇章,让人们认识到基因不仅可以通过遗传传递,还可以在生物体内发生改变。
4.结论的启示和未来发展方向
格里菲斯实验的结论启示了生物学家,在研究生物遗传的过程中,要关注基因在生物体内的传递和变化规律。
这一发现也为后来的遗传学研究,特别是分子遗传学的发展奠定了基础。
★★首先 ,DNA 分子有变性和复性的特点 .变性通俗点说就是性质改变 ,跟蛋白质 的变性意思差不多 .但是 DNA 不同 ,它又可以复性 ,就是恢复原本性质 . 而变性复性主要通过加热 ,使双链解开 ,再温度恢复 ,使原本解开的双链又重新聚 合.所以,你看书上说 ," 加热杀死的 S 型细菌".当然细菌的其他成分比如蛋白质就不 可逆地变性了 .但是 DNA 也通过将双链解开变性 .再将其和R 型细菌混合,那么,在细菌进行裂殖时,R 型细菌的DNA 也会解开, 那么,再降温的时候 ,就有可能 R 型细菌和 S 型细菌的 DNA 聚合,这样的话,形成 的新的子代细菌就会表示出双链 DNA 就会有一条链是 S 型的,另一条链是 R 型 的. 因此新的子代细菌就会表达出致病基因 .是的,可以发生。
如 S 型菌是获得了 R 型菌的 D N A ,并且整合到了自己的 DNA 上,这就是一个重组的过程啊。
不要以为重组就只是减数分裂时发生的。
无荚膜的 R 型细菌有非常重要的 “感受态因子 ”位点,保证了 S 型细菌的DNA 可以进入。
S 型细菌有荚膜,无 “感受态因子 ”位点,不能作为受体菌直接培养而 发生转化。
那么 S 型细菌有可能变成 R 型细菌吗 ?当然有!转化之所以会发生:一、因为R 型与S 型的DNA 可以同源区段配对, 形成 R 型和 S 型两种后代,不象许多人认为的( 二、无荚膜的 R 型有非常重要的感受态, 保证了 S 型的 DNA 可以进入。
反之则 不会发生:S 型有荚膜,无感受态,不能作为受体菌,若人为除去荚膜,培养出 无荚膜的后代,它就同时丧失了毒性,变成 R 型,当然就会有了感受态。
三、真核生物的细胞膜表面结构与原核生物的大不相同, 不会发生转化 (转化本 身只发生在同种菌株间或近缘菌株间) 。
我们可以放心去吃想吃的东西, 包括被 加热杀死的 S 型肺炎双球菌。
格里菲斯实验的结论
【实用版】
目录
1.格里菲斯实验的背景和目的
2.实验的步骤和过程
3.实验的结论及其意义
4.实验的局限性和后续研究
正文
格里菲斯实验是一项著名的遗传学实验,由英国生物学家罗纳德·格里菲斯在 1928 年进行。
实验的目的是验证基因是否是遗传信息的基本单位,以及它们如何在生物体内传递和表现。
实验的过程如下:首先,格里菲斯选取了肺炎双球菌作为实验对象,这种细菌有两种不同的表型,即光滑型和粗糙型。
光滑型菌株的菌体外表光滑,而粗糙型菌株的菌体外表粗糙。
这两种表型是由细菌的遗传信息决定的。
然后,格里菲斯将光滑型菌株注入小鼠体内,观察小鼠的生存情况。
结果发现,小鼠在注射光滑型菌株后很快就死亡了。
而当注射粗糙型菌株后,小鼠却能够生存下来。
通过对实验结果的分析,格里菲斯得出了以下结论:第一,细菌的表型是由遗传信息决定的,而且这些信息可以通过遗传方式传递给后代。
第二,遗传信息是以基因为单位进行传递和表现的。
这个结论为遗传学的发展奠定了基础,也为后来的分子遗传学研究提供了重要的理论依据。
然而,格里菲斯实验也存在一些局限性。
例如,实验并没有直接证明基因的存在,只是间接地证实了遗传信息的传递。
此外,实验也没有揭示基因是如何控制细菌表型的。
因此,在格里菲斯实验的基础上,后续的研究不断深入,逐渐揭示了遗传信息的更多奥秘。
格里菲思肺炎双球菌体内转化实验出现S型活细菌的可能性及排除
Yong037整理
实验目的:研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎的
实验材料:小鼠、肺炎双球菌(S型和R型)
实验过程:
实验结论:第一组说明R型肺炎双球菌无毒性,不会使小鼠患败血症死亡;
第二组说明S型肺炎双球菌有毒性,使小鼠患败血症死亡;
第三组说明加热杀死的S型肺炎双球菌无毒性,不会使小鼠患败血症死亡;
第四组说明已经被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成将R型细菌转化形成有毒性的s型活细菌的活性物质——转化因子,这种转化因子将无毒性的R型活细菌转
化为有毒性的S型活细菌。
第四组出现S型活细菌的可能性及排除:
1、基因突变:R型活细菌和S型活细菌均有三种亚型:I-R型、Ⅱ-R型、Ⅲ-R型和I-S型、Ⅱ-S 型、Ⅲ-S型(构成各亚型S细菌荚膜的多糖存在差异);格里菲斯通过实验发现,某亚型的S型菌通过连续的多代培养,其中极少数可能突变成相应亚型的非致病的R型肺炎双球菌,即I-S型—I-S型、Ⅱ-S型一Ⅱ-R型、Ⅲ-S型一Ⅲ-R型;他还发现,向小鼠皮下注射大量R型活细菌,有时可获得相应亚型的S型菌;即R型肺炎双球菌与S型肺炎双球菌只能发生同型突变。
格里菲斯在进行实验时,采用的是Ⅱ-R型菌与加热后杀死的Ⅲ-S型菌,将它们混合后注入小鼠体内培养,最终在小鼠体内只分离得到了Ⅲ-S型的活细菌。
如果S型菌是R型菌通过基因突变产生的,则分离得到的应该是Ⅱ-S型细菌,而实际得到却是Ⅲ-S型的活细菌,故第四组出现的有毒性的S型菌不是R型菌通过基因突变而来的。
2、S型细菌“复活”:加热会破坏蛋白质的空间结构,且该过程不可逆;也会使DNA变性:加热会使氢键断裂,DNA双螺旋解开成单链,当温度缓慢降低时单链又可以重新形成双链,称为DNA复性,但蛋白质变性失活后,降温也不可能再恢复其功能,所以,加热杀死的S菌的蛋白质失活了,生命活动就不可能再恢复,而其DNA还是有作用的;再者,1933年,阿洛维将Ⅱ-R型细菌和Ⅲ-S型细菌的无细胞提取液(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Ⅲ-S型细菌。
这否认了R型细菌以某种方式使加热杀死的S型细菌“复活”。
3、转化(基因重组):R型活肺炎双球菌(受体菌)在对数期后期(生长后期)约40min内处于“感受态”,吸收外源DNA的能力比其他时期大1000倍。
此时,R型菌(受体菌)细胞膜表面有30-80个“感受态因子”位点。
感受态因子是一种胞外蛋白,它可以催化外来DNA片段的吸收或降解细胞表面某种成分,从而使细胞表面的DNA受体显露出来(也可能是一种自溶酶,可特异性地结合双链DNA)。
被加热杀死的S型肺炎双球菌(供体菌)通过自溶过程,释放出自身的DNA片段(已经失活,但双链结构尚存在,分子量小于1×107,约含15个基因),称之为“转化因子”。
当“转化因子”遇到“感受态”的R型活肺炎双球菌(受体菌)时,就有10个左右这样的双链片段与R型活肺炎双球菌(受体菌)细胞膜表面的“感受态因子”位点相结合,在位点上进一步发生酶促分解,形成平均分子量为4×106~5×106的DNA片段,然后双链拆开,随后其中一条链被细胞膜上的核酸酶降解,降解产生的能量协助把另一条单链推进受体细胞(该过程称为DNA的结合和摄取),与受体菌DNA上的同源区段配对,并使受体菌DNA的相应单链片段被切除,从而将其替换,形成一个杂种DNA区段(它们间不一定互补,可能呈
杂合状态)。
随着受体菌DNA进行复制,杂合区段分离成2个模板,其中之一类似供体菌,另一类似受体菌。
当细胞分裂后,已复制的DNA发生分离,于是就由R型肺炎双球菌产生出S型肺炎双球菌的后代。
这个过程称为原核生物的转化,其实质是基因重组。
因为R型细菌与S型细菌的DNA可以在同源区段配对,形成杂合细菌,所以通过分裂生殖形成R型和S型两种后代细菌,不像许多人认为的R型细菌直接变成S型细菌。
而S型肺炎双球菌有荚膜,无感受态,不能作为受体菌,所以在S菌的培养基中加入R 菌的DNA,S菌不能被转化为R型。
当然S型菌在自然状态下或人工的诱变下发生基因突变,S型菌可能突变为R型,但不是转化。
故格里菲思从第四组实验的小鼠尸体上分离出的有毒性的S型活细菌是由于加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子将R型细菌转化形成有毒性的s型活细菌。