第10讲 肺炎双球菌的转化实验
格里菲思肺炎双球菌转化实验护理课件
2023
PART 05
护理应用
REPORTING
肺炎双球菌感染的护理措施
01
02
03
04
监测病情
密切观察患者的体温、咳嗽、 呼吸困难等症状，评估病情严
重程度。
呼吸道护理
保持呼吸道通畅，协助患者排 痰，必要时进行吸痰处理。
药物治疗
遵医嘱使用抗生素、解热镇痛 药等药物治疗，观察药物疗效
及不良反应。
营养支持
实验的局限性分析
1 2 3
实验材料单一 格里菲思的实验只使用了肺炎双球菌一种细菌， 无法全面反映生物界中遗传信息的传递和表达情 况。
转化机制未完全揭示 虽然格里菲思发现了转化现象，但具体的转化机 制和遗传信息的传递方式仍未完全揭示。
实验结论的推广受限 由于实验材料的单一性和局限性，格里菲思的实 验结论在推广到其他生物时存在一定的限制。
对后续研究的影响与启示
促进遗传学发展
01
格里菲思的实验为遗传学的发展奠定了基础，为后续研究者提
供了新的思路和方法。
启示
02
格里菲思的实验启示我们，科学研究需要选用合适的实验材料，
严谨设计，严格操作，才能获得可靠的结论。
转化机制的深入研究
03
后续研究可以进一步深入探讨细菌转化机制，揭示遗传信息传
递和表达的奥秘。
2023
PART 03
实验结 果
REPORTING
转化现象的发现
01
格里菲思通过实验观察到，加热 杀死的S型肺炎双球菌与R型细菌 混合培养时，R型细菌转化为S型 细菌的现象。
02
这一发现揭示了遗传物质在生物 遗传和变异中的重要作用。
转化因子的确定
肺炎双球菌的转化实验ppt课件
实验结果：
• 只有S型菌DNA和R 型活菌混合培养才 出现了S型活细菌 ，这是一部分 R型 菌转化产生有毒的 、有荚膜的S型活 细菌。
2019/12/29
实验表明：
• 由此说明RNA、脂类、蛋白质、荚膜多糖 和用DNA酶处理的DNA均不引起转化，而 DNA却能引起转化。如果用DNA酶处理 DNA后，则转化作用丧失。
生命科学学院 食品科学与工程专业一班 杨杰 200801300902
2019/12/29
2019/12/29
相关介绍： 肺炎双球菌的转化实验是生物学科学史
上的经典实验，蕴含了科学家宝贵的科 学精神，是提高学生的探究能力，训练 学生科学的思维方法的极好案例。
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什么是转化呢？
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• 转化是指受体细胞直接摄取供 体细胞的遗传物质（DNA片段） ，将其同源部分进行碱基配对 ，组合到自己的基因中，从而 获得供体细胞的某些遗传性状 ，这种变异现象，称为转化。
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目录
肺炎双球菌的转化现象最早是由英 国的细菌学家格里菲斯(Griffith) 1928年发现的。
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实验材料：
• R型和S型菌株
R型菌
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S型菌
• 其中光滑型的菌株产生荚膜，有毒，在人 体内它导致肺炎，在小鼠体中它导致败血 症，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的 ；
• 粗糙型的菌株不产生荚膜，无毒，在人或 动物体内不会导致病害，其菌落是粗糙的 。
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肺炎双球菌转化的实验过程
子）是什么?
如果请你设计一个实验来确定转化因子是什 么，你觉得关键的设计思路是什么？
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肺炎双球菌转化实验
肺炎双球菌转化实验
无毒的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合注入小鼠体内，出现了S型活细菌，这是为什么？
当煮沸杀死S型肺炎双球菌时，细胞中的DNA分子可断裂为100多个片段，每个片段上至少有20个左右的基因将这些呈游离状态的DNA分子片段注射到小鼠体内，有关基因不能进行复制和表达，因而不能产生活的S型肺炎双球菌，小鼠没有生命危险。
将R型活菌与S 型DNA分子片段混合后，当R型菌群数量增长达到高峰时，细菌会出现失去局部细胞壁的现象，此时的细菌的细胞膜表面约有30-80个能结合S型DNA分子片段的结合点，使具有转化功能的DNA分子片段（转化因子）结合在R型菌体细胞表面。
然后DNA分子片段的一条链被R型菌体细胞膜上的核酸酶分解，另一条链进入R型菌体细胞，并通过整合作用与R型菌体细胞的DNA重组。
这样，使接受S型DNA 分子片段的R型菌体，转化为S型肺炎双球菌。
肺炎双球菌的转化实验(课堂PPT)
菌落
表面光滑
无多糖 类的荚 膜
表面粗 糙
能够使人患肺炎或 毒性 使小鼠患败血病。
有毒性
无毒性
2
3
1.将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。
2.将有毒性S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。 3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。
4.将无毒性R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合 后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
加热杀死的S型细菌
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA
但究竟哪一个才是转化因子呢？
7
在证明DNA还是蛋白质或其他物 质是遗传物质的实验中最关键的设计 思路是什么？
必须将蛋白质、其他物质与 DNA分开，单独、直接地观察它们 的作用，才能确定究竟谁是遗传物 质。
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二、 艾弗里确定转化因子的实验
实验过程： S型菌的DNA人人网仅提供信息存储空间仅对用户上传内容的表现方式做保护处理对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑并不能对任何下载内容负责
蛋白质
ＤＮＡ
遗传物质究竟是蛋白质，还是DNA ？
1
肺炎双球菌的转化实验
一.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验
实验材料： 小鼠
两种肺炎双ห้องสมุดไป่ตู้菌
S型菌
R型菌
菌体 有多糖类的荚膜
思考？
1.对比分析第一、二组说明什么？第二、三组 说明什么？第三、四组又说明什么？ 2.该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的 结论是什么？
5
格里菲思实实验验的结结论论：是什么?
已经被加热杀死的S型细菌中， 必然含有某种促成这一转化的活性
物质——转化因子
“转化因子”是什么？
肺炎双球菌的体外转化实验(说课)
实验材料
01
02
03
肺炎双球菌菌株
用于实验的不同类型菌株， 如光滑型（S型）和粗糙 型（R型）。
培养基
用于培养肺炎双球菌的培 养基，如肉汤培养基或琼 脂培养基。
实验动物
如小白鼠，用于测试不同 菌株的致病性。
实验方法概述
Байду номын сангаас
肺炎双球菌的体外培养
在适宜的培养基中培养不同类型的肺炎双球菌菌株。
转化实验
将S型菌株与R型菌株混合，观察是否发生转化。
实验结论
肺炎双球菌的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。
该实验通过将不同来源的DNA片段与无活性的R型细菌混合，成功转化 为了有毒性的S型细菌，进一步证实了DNA的遗传作用。
该实验还揭示了DNA的转化机制，为后续的遗传学和分子生物学研究奠 定了基础。
实验的意义和应用
肺炎双球菌的体外转化实验对遗传学和分子生物学的发展产生了深远的影响，为现 代遗传学和分子生物学的理论体系奠定了基础。
该实验为后来的基因克隆和基因工程技术提供了理论支持和实践指导，推动了生物 技术的快速发展。
此外，该实验还为医学领域提供了重要的启示，有助于深入了解细菌性疾病的传播 和防治。
对未来研究的建议和展望
进一步深入研究肺炎双球菌的 转化机制，探索其他参与转化 的因子和作用机制。
将该实验的方法和技术应用于 其他微生物和细胞类型的转化 研究，以拓展我们对遗传和转 化的认识。
护。
在实验过程中，应保持实验室的 通风良好，以防气体中毒等意外
事件的发生。
在实验过程中，如发生意外事件， 应立即停止实验，采取适当的急 救措施，并及时向实验室负责人
报告。
THANKS FOR WATCHING
肺炎双球菌的转化实验ppt培训课件
C 理由不包括( )
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B．蛋白质与生物的性状密切相关 C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复 制 D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信 息
加入
R型菌
结论S型：菌的DNDNAA 才是遗传物质
R型菌
S型菌
R型菌的培养基
加入
只长R型菌
S型菌的DNA+DNA酶 R型菌
R型菌的培养基
想一想
艾弗里实验提取的DNA里面还有部分的蛋白质残留， 因此部分科学家对艾弗里得出的结论“DNA才是主要 的遗传物质”提出质疑，那要怎么改进实验，有力 地证明DNA是遗传物质呢？
肺炎双球菌的转化实 验
对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗 传物质。 20世纪30年代初，人们认识到DNA的基本结构，即
由于对DNA分子的结构没有清晰的了解，所以主导的观点 仍然是蛋白质是遗传物质。
资料： 20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和 DNA组成的。
练习题
2.格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下： ①将无毒的R型 活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； ②将有毒的S型活细 菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡； ③将加热杀死的S 型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； ④将R型活细菌与加 热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症 死亡。
B 根据上述实验，下列说法正确的是( )。
遗传物质：蛋白质？还是DNA?
艾弗里
通过确凿的实验证据向遗传物质 是蛋白质的观点提出挑战的，首 先是艾弗里，而艾弗里的实验又 是在格里菲思的实验基础上进行 的。
肺炎双球菌转化实验
这些转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌，可见这种性状的转化是可以遗传的。
多糖 脂类 蛋白质 RNA 型 2、D组小鼠为什么会死亡？
观察菌落
DNA DNA水解物
转化因子是DNA， DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。
由于体内有S型活细菌活细菌
以上转化实验表明：
多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物
肺炎双球菌转化实验
DNA是主要的遗传物质的证据
格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 艾弗里肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌的实验
无毒性的S型细菌使小鼠死亡
1.实验目的： A、将R型活菌注入小鼠体内
1、如何设置实验组与对照组？
研究DNA和蛋白质谁是遗传物质？ 转化因子是DNA， DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。
1、对比A、B组的实验现象，这说明了什么？
RS
实验 二 ——艾弗里及 同事的肺炎双球 菌体外转化实验
• 1、如何设置实验组与对照组？ • 各组互为对照 • 2、如何避免无关因素的影响？ • 等量原则。各组放里实验结论：
转化因子是DNA， DNA是使R型细 菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是 遗传物质。
R型活菌 加热杀死S型菌
一段时间后
S型活菌
细菌发生转化，性状的转化可以遗传。
过程探究一：格里菲斯实验
1、对比A、B组的实验现象，这说明了什么？
无毒性的S型细菌使小鼠死亡
型 2、D组小鼠为什么会死亡？
由于体内有S型活细菌活细菌
3、S型活细菌是怎样出现的？
活的R型菌转化成了S型活细菌与被加
4、什么使R型菌转化成活的S型细菌的？
肺炎双球菌转化实验
肺炎双球菌的特性
肺炎双球菌有多种形 态，包括荚膜、无荚 膜和粗糙型等。
无荚膜型肺炎双球菌 的抵抗力较弱，容易 在环境中消亡。
荚膜型肺炎双球菌的 抵抗力较强，可在环 境中存活较长时间。
实验前的理论背景
在实验之前，科学家们已经知 道细菌可以通过某种方式将遗 传物质传递给其他细菌。
伦理审查的重要性
该实验引发的伦理问题突显了对涉及动物和人体的实验进行伦理审 查的重要性，以减少不必要的伤害并遵循伦理原则。
跨学科研究的价值
该实验展示了生物学与化学等学科交叉研究的价值，为后续跨学科 研究提供了借鉴和启示。
感谢您的观看
THANKS
对医学和农业的影响
这一发现对医学和农业领域产生了深远的影响，为疾病诊断、预防和 治疗以及农作物育种等方面提供了重要的理论和实践支持。
04 实验的影响与意义
对生物学的贡献
1 2 3
证实了DNA是遗传物质
肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，这 一发现奠定了现代遗传学的基础。
揭示了基因和遗传病的本质
05 实验的争议与后续研究
实验的争议
实验伦理问题
肺炎双球菌转化实验涉及到活体动物实验，引发了关于实 验伦理的争议。批评者认为该实验对动物造成了不必要的 痛苦和伤害。
实验方法的质疑
有学者对肺炎双球菌转化实验的方法提出质疑，认为实验 结果可能受到污染或操作误差的影响，导致实验结论不可 靠。
转化机制的争议
尽管肺炎双球菌转化实验证明了遗传物质转移，但关于转 化机制的细节存在争议。例如，关于转化因子的性质和作 用方式仍需进一步研究。
后续研究的发展
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第10讲肺炎双球菌的转化实验
本讲的考纲要求：
1.人类对遗传物质的探索历程（Ⅱ）
肺炎球菌是一种可以引起人类肺炎和小鼠败血症的病原微生物。
1928年，格里菲思以小鼠为实验材料，研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎
的，同时想研制出抗肺炎双球菌的疫苗。
他选用了两种肺炎双球菌进行实验。
这两种肺炎双球菌的菌落不同。
菌落是在固体培养基上（内）以微生物母细胞为中心的一团肉眼可见的、
有一定形态、构造等特征的子细胞的集团。
菌落特征与微生物的菌体形态结构
特征密切相关。
可用于微生物的鉴别分类和计数。
一种细菌的菌落的表面smooth(光滑)，用显微镜观察菌体有多糖类的荚膜，
荚膜是一种胶状的物质，称为S型细菌。
另一种没有荚膜，菌落表面rough(粗
糙)，称为R型。
格里菲思就用这两种细菌做了四组实验：
请分析这四组实验结果，得出实验结论，并加以分析。
第一组：R型活菌注入到小鼠体内，小鼠没有患败血症而死亡，说明R型菌是无毒的。
第一组：R型活菌注入到小鼠体内，小鼠患败血症而死亡，从死鼠的体内可分离出活的S型菌，说明S 型菌是有毒的，并能在小鼠内繁殖。
为什么S型菌会使小鼠死亡，而R型菌不会呢？
S型菌有荚膜，可使它不被小鼠吞噬细胞吞噬，逃过了免疫系统，使小鼠感染得败血症而亡。
而R型没有荚膜保护，被小鼠的免疫系统消失了。
第三组：加热杀死的S型菌不能使小鼠死亡，说明加热杀死的S型菌是无毒的。
第四组：无毒的活的R型菌与加热杀死的S型菌混合注射，小鼠得败血症而死亡，并从其体内能分离出活的S型菌。
难道S型菌死而复活了？
这不可能。
格里菲思认为S型菌是活的R型菌转化而来的，并给出了这样的推论：加热杀死的S型菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”。
由于转化发生在小鼠体内，所以把这一实验称为肺炎双球菌的体内转化实验。
这种转化因子究竟是S型菌体内的哪种物质呢？
艾弗里及其同事，将S型菌的组成物质进行分离提纯，进行了如下的实验：
这一实验转化发生在培养基中，称为肺炎双球菌的体外转化实验。
转化发生要有两个条件：1.S型菌的DNA，2.感受态的活R型菌。
所以发现转化的R型菌是少数。
根据这个实验可以得出什么结论？
说明转化因子是DNA。
而且通过进一步实验发现DNA纯度越高，转化效果越好。
把转化得到的S型菌培养，其后代还是S型菌，说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA。
这里用到了探究生物的遗传物质的实验方法中的分离提纯法。
（见参考
可见肺炎双球菌的转化实验不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，这可以说是基因工程的先导。
肺炎双球菌转化的实质：
感受态的R型菌，从环境中吸收到S型菌有荚膜基因的DNA片段，并整合到了DNA上，表现出了有荚膜这一性状。
如下图所示：
转化是某一基因型的细胞从周围介质中吸收来自另一基因型的细胞的DNA而使它的基因型和表型发生相应变化的现象。
是原核生物基因重组的一种方式。
请写出转化过程中遗传信息传递的规律：
中心法则图示（略）
这是细胞生物共有的中心法则。
真核生物的基因重组有哪些方式呢？
交叉互换和自由组合。
转化这个概念在选修三有出现。
目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。
可见，基因工程其实是一种人工基因重组。
【例1】（2017·江苏，2）下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是
A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
【例2】（2016·江苏，1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果
B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T
噬菌体的遗传物质
2
【例3】（2017·全国Ⅰ卷，38）[选修3：现代生物科技专题]（15分）
真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。
已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。
回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是
_____________________。
（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________________作为载体，其原因是____________________。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体，因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。
（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A 的抗体”）。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_______。
【本讲答案】1.C
2.D
3.（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A
（2）噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
（3）繁殖快、容易培养
（4）蛋白A的抗体
（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。