高中生物 格里菲斯实验释疑：细菌如何转化.docxVIP

PAGE PAGE 1 格里菲斯实验释疑：细菌如何转化 1 细菌转化需处于感受态 ? ??R型活肺炎双球菌（受体菌）在对数期后期（生长后期）约40分钟内处于“感受态”，吸收外源DNA的能力比其他时期大1000倍。此时，R型活肺炎双球菌（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）。 2 转化因子的吸收 ? ? ?被加热杀死的S型肺炎双球菌（供体菌）自溶，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4-5×106的DNA片段，然后双链拆开，其中一条降解，另一条单链逐步进入细胞，与受体菌染色体组（可理解为DNA，后同）上的同源区段配对，并使受体染色体组的相应单链片段被切除，从而将其替换，于是形成一个杂种DNA区段（它们间不一定互补，故可呈杂合状态），由此可见，细菌转化的实质是基因重组。 3 转化纯合子通过复制和分裂产生 ? ? ?随着受体菌染色体组进行复制，杂合区段（如MN，N为转化因子）复制后的基因型为MM和NN分离成两个，其中之一类似供体菌NN，另一类似受体菌MM。当细胞分裂后，此染色体发生分离，于是就由R型肺炎双球菌产生出S型肺炎双球菌的后代。 4 细菌转化的机理 4.1通过分裂实现“真”转化 ? ??因为R型与S型的DNA可以同源区段配对，形成杂合细菌，通过分裂生殖形成R型和S型两种纯种后代，并不是多数人认为转化是R型细菌吸收转化因子直接变成S型。 4.2 依赖感受态 ? ??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。 4.3 转化仅限同种菌株之间 ? ??转化高度依赖细胞膜表面结构，具有相当高的特异性，因此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，是不会被转化的！ 5 S型可以变成R型 ? ?产荚膜细菌由于有黏液物质，菌落表面湿润、有光泽、黏液状，称光滑型—S型（smooth）；无荚膜细菌由于无黏液物质，菌落表面干燥、粗糙，称粗糙型—R型（rough）。前面说过S型细菌有荚膜，无感受态，也就无法被自然转化，自然状态下只有通过基因突变可能变为R型，毕竟变过来的还是可能再变回去。