肺炎球菌有时也叫肺炎双球菌,它是早在年发现的致病细菌。根据菌落的特征分为两种类型:光滑型(S)和粗糙型(R),S和R分别是英语单词smooth(光滑)和rough(粗糙)的第一个字母。S型细菌的菌体有荚膜,R型细菌的菌体无荚膜。
S型细菌能侵染和寄生在人体内,引起肺炎,也能侵染其他哺乳类动物如兔、马,还能侵染家鼠,能引起败血症。荚膜是某些细菌细胞壁外的一层较松厚而且较固定的粘液性物质,主要由水、多糖或多肽组成。
S型细菌的菌体有荚膜,进入吞噬细胞后,受荚膜的保护,能抵抗吞噬和消化作用,从而迅速繁殖、扩散,能引起肌体发生疾病,严重时引起死亡。这就是肺炎双球菌转化实验中将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡的原因。
R型细菌无荚膜,能被吞噬细胞吞噬、消化,所以不能使肌体患病。这也就是肺炎双球菌转化实验中将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡的原因。致病与否，关键是看有无荚膜。
2了解败血症败血症是一种严重的急性全身性感染,由于致病菌侵入并存留于血液循环中不断繁殖,产生大量毒素而引起全身寒战、高热、恶心呕吐、大汗及头痛头晕等症状,甚至出现昏迷。重者发生中毒性休克。化验血液可见白细胞计数增高,血液培养中可见细菌生长。此症多继发于全身或局部感染性疾病,如呼吸道、胆道、泌尿系统感染,还有严重创伤,如大面积烧伤、开放性骨折等,以及蜂窝组织炎等外科软组织化脓性感染等。
引起人败血症的常见致病菌主要是金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等。此症危险性较大,积极认真治疗各种感染性疾患及防止外伤感染,是预防败血症发生的关键。
3人体典型性肺炎双球菌肺炎的病理表现典型的肺炎双球菌肺炎的病理表现是起病急骤,先有寒战,继而高热,体温可达39℃～41℃;早期有干咳,不久有少量粘液痰。脓性粘痰或典型的铁锈色痰,咯血少见、一般病程7～14天左右,体温下降后情况很快改善,早期治疗病程可缩短,症状也较轻。
年老体弱、营养不良等抵抗力减退者,由于抵抗力差而细菌毒力较强,可并发败血症,也可并发细菌性脑膜炎、心包炎、脓胸、中毒性肺炎(休克型肺炎)。
4 加热杀死后的S型细菌中的DNA是否具有遗传效应?我们都知道高温会破坏蛋白质的空间结构个，使其变形失活，而且这种活性的丧失是不可逆的。加热引起蛋白质变性是S型菌死亡的原因，DNA是由两条链形成的双螺旋结构，两条链间碱基通过氢键链接，高温时氢键断裂，DNA双螺旋结构解开形成单链称为变性。
加热到60℃时,S型细菌解体,此时S型细菌中的DNA链断裂为个左右有活性的游离片段,每个片段至少有20个基因,在某一片段上含有控制荚膜形成的基因。因此加热杀死后的S型细菌尽管细菌已经死亡,但加热杀死后的S型细菌中的DNA却具有能使R型细菌转化成S型细菌的基因,该基因具有控制荚膜形成的遗传效应。
这也就是肺炎双球菌转化实验中,将无毒性的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,小鼠患败血症死亡的原因，但是当温度慢慢降低时，DNA又可以恢复双螺旋结构，称为DNA复性。
5在转化过程中,加热杀死后的S型细菌中的DNA是否进入了R型活细菌的细胞中?年,英国科学家格里菲思将加热杀死后的S型细菌和R型活细菌混合后注射到小鼠体内,结果不仅有许多小鼠死于败血症,而且从死鼠血液中还发现了活的S型细菌。
年,美国科学家艾弗里发现,只有S型细菌的DNA组分能够把R型细菌转化成S型细菌,而且DNA的纯度越高转化的效率也越高。这说明,一种基因型细胞的DNA进入了另一种基因型的细胞后,可引起稳定的遗传变异,DNA赋有特定的遗传特性。
也就是说,加热杀死后的S型细菌中的DNA进入了R型活细菌的细胞中,引起R型细菌发生了稳定的遗传变异。
6 艾弗里的实验中,为什么从S型活细菌提取的DNA用DNA酶处理后,就不能使R型细菌发生转化呢？如果用DNA酶处理从S型细菌中提取的DNA,使DNA分解为游离的脱氧核苷酸,则不存在控制荚膜形成的基因,当然就不能使R型细菌发生转化了。
7加热杀死后的S型细菌能使小鼠的体细胞发生转化吗?转化是细菌中较为普遍的现象。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,反之则不能转化。肺炎双球菌的转化实验,是指同种细菌的不同品系(S型细菌、R型细菌)能够交换遗传物质,导致遗传物质从一个品系(S型细菌)转移到另一个品系(R型细菌),从而使品系的类型发生了转变。
但S型肺炎球菌和小鼠不是同种,所以自然条件下彼此的细胞间遗传物质是不会转移的。这就是肺炎双球菌转化实验中将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡的原因。
8S型细菌中的DNA是怎样在R型活细菌中实现表达的呢?年美国科学家艾弗里的实验进一步证明,加热杀死后的S型细菌中含有的能使R型活细菌发生转化的“转化因子”是S型细菌中的DNA。
现代遗传学认为:转化是游离DNA片段的转移和重组。游离的DNA片段称为转化因子。提供游离DNA片段的细菌称为供体菌,如S型细菌;接受DNA片段的细菌称为受体菌,如R型细菌。当S型细菌中的含有控制荚膜形成基因的DNA片段进入R型细菌后,与R型细菌的DNA在同源区进行交换,这样被转化的S型细菌中控制荚膜形成的基因才能稳定的存在于R型细菌中。S型细菌中控制荚膜形成的基因才能在R型细菌体内转录和翻译,从而控制了荚膜的形成或出现,使R型细菌转化成S型细菌。
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。
转化作用的实质是外源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。通过转化最初形成的S型细菌数量极少,但它在动物和人体细胞中大量繁殖、扩散,使之患病,甚至死亡。
9肺炎双球菌转化实验证明了什么?肺炎双球菌转化实验是一个直接证据,证明性状本身是不遗传的。
在肺炎双球菌转化实验中,多糖类是不遗传的,而遗传物质才是遗传的。在当时的实验室技术条件下,做了肺炎双球菌转化实验的格里菲思无法知道“转化因子”是什么!后来才有了艾弗里的分离实验,证实“转化因子”就是DNA。
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