梁筱雨 黃 璐 谷 峻 黃勝琴

華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院(510631)

肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗位于新版人教高中生物學(xué)必修2“遺傳與進(jìn)化”第3章第1節(jié),是研究生物遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗。人教版教材以精美、簡潔的插圖呈現(xiàn)肺炎鏈球菌體內(nèi)、體外兩個轉(zhuǎn)化實驗的過程與結(jié)果,有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,減少認(rèn)知負(fù)擔(dān)。但是插圖中肺炎鏈球菌的細(xì)胞形態(tài)、轉(zhuǎn)化方式、菌落特征以及培養(yǎng)基顏色存在值得商榷的地方。

一是加快雨洪資源利用，著力提升現(xiàn)代水網(wǎng)保障能力。加快南水北調(diào)配套工程建設(shè)，開工建設(shè)引黃濟青改擴建工程。積極推進(jìn)雨洪資源利用，先期規(guī)劃實施一期工程18座大中型水庫增容，新建8座山丘區(qū)水庫、6座地下水庫和32座平原水庫，以及沂沭河洪水調(diào)配東線工程和東平湖增容工程，努力提高水資源供給能力。

1 肺炎鏈球菌簡介

1881年,美國軍醫(yī)Sternberg和法國科學(xué)家Pasteur分別將患者唾液注射到兔子體內(nèi),從兔子血液中分離出肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae)[1],其致病性主要由細(xì)胞壁外包裹的莢膜多糖決定。格里菲斯根據(jù)菌落表型進(jìn)行分類,致病菌株菌落表面光滑(Smooth),稱為S型細(xì)菌,不致病菌株菌落表面粗糙(Rough),稱為R型細(xì)菌。

電網(wǎng)電壓驟降恢復(fù)對雙饋風(fēng)電機組連鎖脫網(wǎng)的影響//周步祥,董申,林楠,劉舒暢,張冰,趙磊//(17):34

教材插圖[2]將無莢膜的R型細(xì)菌繪制為“成對的紫色球形”,將有莢膜的S型細(xì)菌繪制為“橙色橢圓形包裹著的成對的黃色球形”,將加熱致死的S型細(xì)菌繪制為“不規(guī)則多邊形包裹著的成對的黃色球形,球形邊緣為虛線”。球形代表肺炎鏈球菌,橢圓形和不規(guī)則多邊形代表莢膜。此外,培養(yǎng)基顏色透明,R型細(xì)菌菌落顏色為綠色,S型細(xì)菌菌落顏色為黃色,前者菌落普遍大于后者菌落。

在格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中,R型細(xì)菌在自然情況下處于感受態(tài)。教材插圖使用“虛線包裹的圓圈”和“不規(guī)則形狀”表示被高溫殺死的S型細(xì)菌,容易誤導(dǎo)學(xué)生認(rèn)為S型細(xì)菌高溫后處于感受態(tài),與事實不符。建議用“散亂分布的不規(guī)則碎片”代表在高溫下被破壞成碎片的無活性S型細(xì)菌更佳。

2 肺炎鏈球菌細(xì)胞形態(tài)討論

參考伯杰細(xì)菌鑒定手冊,肺炎鏈球菌細(xì)胞形態(tài)通常為卵圓形或圓形,近球形的細(xì)胞直徑范圍為0.5～1.25 μm,細(xì)胞典型成對,有時呈單個細(xì)胞或多個細(xì)胞連接成的短鏈狀,每對細(xì)胞的外端較尖或呈矛狀(見圖1、圖2)[3]。細(xì)胞典型成對是因為單個肺炎鏈球菌對半分裂后,兩個子細(xì)胞通過細(xì)胞壁的分泌物肽聚糖橋連接。隨著細(xì)胞分裂,肺炎鏈球菌從頂端到頂端的直徑范圍為1.2～1.8 μm,“腰圍”范圍為0.5～1.0 μm[4]。肺炎鏈球菌細(xì)胞壁外包裹的莢膜實質(zhì)為細(xì)胞壁分泌的一種酸性多糖壁磷壁酸,其厚度與形狀隨著菌體在人體內(nèi)分布位置的不同而變化[5]。

圖1 電子顯微鏡下肺炎鏈球菌細(xì)胞圖(× 9 000)[4]

圖2 透射電子顯微鏡下肺炎鏈球菌菌株ST556細(xì)胞圖(×50 000倍)[5]

R型細(xì)菌變?yōu)镾型細(xì)菌的過程屬于細(xì)菌轉(zhuǎn)化。細(xì)菌轉(zhuǎn)化是指環(huán)境中的DNA被處于感受態(tài)的細(xì)菌攝取,并在細(xì)菌內(nèi)表達(dá),使細(xì)菌的基因型和表型發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。感受態(tài)細(xì)胞指處于能夠吸收外來DNA的生理狀態(tài)的細(xì)胞。感受態(tài)因子(competence factor,CF)是一種小分子蛋白,能夠使細(xì)菌表面的DNA結(jié)合蛋白及核酸酶裸露出來,使細(xì)菌具有與DNA結(jié)合的活性,進(jìn)入感受態(tài)[6]。一般情況下,細(xì)菌自然轉(zhuǎn)化的效率較低,常借助化學(xué)處理(如Ca2+處理)和物理處理(短暫高溫處理或高壓電場處理)使細(xì)菌細(xì)胞膜滲透性增大或出現(xiàn)一些孔洞,提高細(xì)菌轉(zhuǎn)化效率。自然狀態(tài)下,肺炎鏈球菌能夠在對數(shù)生長期進(jìn)入感受態(tài),此時肺炎鏈球菌的自然轉(zhuǎn)化效率較高。在科研繪圖時,一般使用虛線來模擬出現(xiàn)孔洞的細(xì)胞膜,以表示該細(xì)胞處于感受態(tài)(尤其指經(jīng)人工處理后處于感受態(tài)的細(xì)胞)(見圖3)。

3 肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化方式討論

教材插圖中的肺炎鏈球菌細(xì)胞為近球形,通過成對的球形代表典型成對的狀態(tài),但是兩端略鈍?？紤]到成對的肺炎鏈球菌外端通常較尖或呈矛狀,參考真實圖片,建議基于插圖基礎(chǔ)上突出菌體外端較尖或矛狀的特點,菌體形態(tài)為卵圓形。

圖3 感受態(tài)細(xì)胞圖示

（2）具備相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)法律知識和能力的企業(yè)，當(dāng)前能做到的只是盡最大努力減少被侵權(quán)帶來的損失，而不具備主動出擊并進(jìn)行有效自我保護(hù)的能力?？傊陨蠄D像安全問題嚴(yán)重阻礙了唐卡數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程、影響了唐卡線上銷售的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、影響了西藏文化傳播途徑的健康良性發(fā)展。

4 肺炎鏈球菌菌落特征討論

教材中描述R型細(xì)菌菌落表面粗糙,S型細(xì)菌菌落表面光滑,與實際一致。但是插圖中的兩種菌落表面平整、啞光,未準(zhǔn)確體現(xiàn)兩者特點,代表R型細(xì)菌的綠色菌落普遍大于代表S型細(xì)菌的黃色菌落。建議教材插圖突出R型細(xì)菌菌落表面粗糙有褶皺的特點,突出S型細(xì)菌菌落表面光滑、閃亮呈圓頂狀的特點。修改插圖中的菌落大小,使得S型細(xì)菌菌落遠(yuǎn)大于R型細(xì)菌菌落。

圖4 R型與S型細(xì)菌菌落形態(tài)(×3.5倍)[7]

圖5 R型細(xì)菌菌落與S型細(xì)菌菌落

根據(jù)伯杰細(xì)菌鑒定手冊,S型細(xì)菌有莢膜,其菌落表面光滑、閃亮呈圓頂狀,菌落的透明程度反映出莢膜厚度,R型細(xì)菌菌落是一種罕見粗糙菌落,表面有褶皺,菌絲狀。除了菌落表面特征不同以外,R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的菌落大小差異明顯。從R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌后,所觀察到的菌落明顯變大,這也是S型細(xì)菌菌落的典型特征之一(見圖4、圖5)。這是因為S型細(xì)菌細(xì)胞壁外的莢膜使得其菌體體積普遍大于R型細(xì)菌。

第三，全面貫徹落實《條例》的配套制度。加強與有關(guān)地方人民政府及有關(guān)部門的溝通協(xié)調(diào)，建立與地方政府及有關(guān)部門的聯(lián)系機制，組織制定重要河湖總量控制、水功能區(qū)、信息共享平臺、監(jiān)督檢查等《條例》配套制度，并促進(jìn)地方修訂與《條例》不相符的地方性法規(guī)，在依法調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，保障飲用水供水安全及應(yīng)急事故預(yù)防處置、執(zhí)行防洪和水資源調(diào)度指令、開展水污染物總量控制和削減等具體制度的執(zhí)行方面切實履行保障飲水安全、供水安全、生態(tài)安全的各項職責(zé)。

5 肺炎鏈球菌培養(yǎng)基特點的討論

根據(jù)艾弗里的研究[7],實驗培養(yǎng)基為血培養(yǎng)基(blood broth),因富含血細(xì)胞呈紅色,主要成分為牛心浸液肉湯、源自人胸膜或腹水的血清。由于肺炎鏈球菌具有α-溶血性,血細(xì)胞的鐵離子會被肺炎鏈球菌產(chǎn)生的H2O2氧化,在菌落附近1～2 mm處出現(xiàn)綠褐色的溶血環(huán)。血培養(yǎng)基常用來鑒別肺炎鏈球菌。

建議將教材插圖中的培養(yǎng)基顏色畫為紅色以更貼合科學(xué)史。為了體現(xiàn)肺炎鏈球菌的α-溶血性,可以在S型細(xì)菌和R型細(xì)菌的菌落周圍畫出1～2 mm的綠褐色溶血環(huán)。

6 總結(jié)與建議

綜合上述內(nèi)容,人教版教材“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗”相關(guān)插圖內(nèi)容需要進(jìn)行調(diào)整,修改示意圖如圖6所示,具體分為4點建議:①使用“卵圓形”作為肺炎鏈球菌的菌體形狀,在原有插圖基礎(chǔ)上突出成對菌體外端較尖或矛狀的特征;②用“散亂分布的不規(guī)則碎片”代替“虛線包裹的圓圈”,表示在高溫下被破壞成碎片的S型細(xì)菌;③突出展示R型細(xì)菌菌落表面粗糙的特征,以及S型細(xì)菌菌落表面光滑、閃亮呈圓頂狀的特征,且S型細(xì)菌菌落應(yīng)明顯大于R型細(xì)菌菌落;④將培養(yǎng)肺炎鏈球菌的培養(yǎng)基繪制成紅色,在菌落周圍畫出綠褐色的溶血環(huán)。

圖6 插圖修改示意圖