3.1活动噬菌体侵染细菌的实验分析课件高一下学期生物浙科版必修2

活动噬菌体侵染细菌的实验分析

年级：高一年级

学科：生物学（浙科版）

艾弗里等人的离体细菌转化实验温故而知新实验结论：DNA是肺炎双球菌的遗传物质。科学家的质疑：DNA的提取物不纯，还混有少量的蛋白质，细菌的转化是DNA还是蛋白质发挥作用呢？左为：蔡斯

（）

右为：赫尔希（A.D.Hershey）

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T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在头部内含有一个DNA分子。那么，T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA呢?

科学家先用含放射性同位素35S的培养基培养一部分大肠杆菌，同时，用含放射性同位素32P的培养基培养另一部分大肠杆菌。接着，将带标记的大肠杆菌分别用T2噬菌体感染。噬菌体侵染细菌后，利用细菌细胞内的物质合成自身的DNA和蛋白质进行增殖，导致细菌裂解，释放出大量子代噬菌体。其结果是，用放射性同位素35S标记了一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素32P标记了另一部分噬菌体的DNA。T2噬菌体的结构和繁殖T2噬菌体是一种专门寄生在

体内的

，利用

的物质来合成自身的

和

进行增殖

，导致细菌裂解，释放出大量子代噬菌体。DNA蛋白质细菌病毒细菌DNA蛋白质结构：繁殖：探究噬菌体的遗传物质噬菌体侵染细菌，进入的是什么物质？1、DNA进入，蛋白质不进入。3、DNA和蛋白质都进入。提出问题：2、蛋白质进入，DNA不进入。提出假说：

噬菌体侵染细菌的电镜照片资料1：1949年，Anderson在电子显微镜下清晰地显示出被渗透压冲击失活的噬菌体释放DNA的过程，失活后噬菌体成为一个空壳的“幽灵”。资料2：1951年，Herriott研究发现渗透压骤变能使噬菌体头部释放DNA，而“空壳”仍可以吸附到细菌上。探究噬菌体的遗传物质噬菌体侵染细菌，进入的是什么物质？1、DNA进入，蛋白质不进入。3、DNA和蛋白质都进入。提出问题：2、蛋白质进入，DNA不进入。提出假说：探究噬菌体的遗传物质思考：1.DNA和蛋白质都是分子，无法用肉眼追踪，用什么方法去追踪它们的去向呢？资料1：1949年生化学家Cohen利用同位素标记法发现T2噬菌体几乎全部由蛋白质和

DNA组成。资料2：科学家对这两种物质的元素进行分析发现：仅蛋白质含有硫，磷几乎都存在

于DNA中。同位素标记法荧光标记法设计实验：探究噬菌体的遗传物质思考：2.

DNA和蛋白质分别选用哪种元素进行同位素标记？为什么？DNA：P蛋白质：S

P和S分别是DNA和蛋白质特有的元素，标记这两种元素可以分别对DNA和蛋白质进行区别。赫尔希和蔡斯采用的是放射性同位素35S和32P进行标记。设计实验：探究噬菌体的遗传物质思考：3.

35S和32P是对同一个噬菌体标记还是分

别标记，为什么？资料：放射性元素可以用仪器检测，但是只能检测放射性的强度和位置，不能检测放射性元素的具体类型。分别标记。因为对同一个噬菌体标记无法用仪器区别标记的是蛋白质还是DNA。设计实验：探究噬菌体的遗传物质思考：4.如何获得分别标记的噬菌体呢？（1）能否直接用含35S或32P的培养基标记噬菌体呢？为什么？（3）如何获得35S或32P标记噬菌体的方法？不能。噬菌体营寄生生活，不能直接利用培养基中的物质。（2）噬菌体可以利用哪里的物质来繁殖呢？细菌应先分别标记细菌，再用噬菌体分别去侵染标记的细菌。含35S的培养基＋细菌含32P的培养基＋细菌含35S的细菌含32P的细菌+噬菌体+噬菌体含35S的噬菌体含32P的噬菌体设计实验：思考：被侵染的细菌是标记还是未标记的呢？为什么？探究噬菌体的遗传物质标记噬菌体

设计实验：根据假说，请在任务单上画出侵染未标记细菌后的图示，并预测侵染后放射性的位置。（红笔表示有放射性，黑笔表示没有放射性）探究噬菌体的遗传物质标记噬菌体

侵染未标记的细菌

设计实验：侵染未标记细菌后的图示预测放射性的位置（有/无）细菌外细菌内35S标记的噬菌体

32P标记的噬菌体

探究噬菌体的遗传物质

有

无

有

无假说：DNA进入，蛋白质不进入。设计实验：探究噬菌体的遗传物质标记噬菌体

侵染未标记的细菌

阅读教材资料

然后，将两种被标记的T2噬菌体分别加入液体培养的大肠杆菌中，去侵染未被标记的细菌。经过一定的时间，当T2噬菌体在细菌体内大量繁殖后，通过搅拌把细菌和留在细菌表面的噬菌体残留部分分开。并通过离心使细菌沉到试管底部，噬菌体残留部分位于上层。对标记物质进行检测。设计实验：探究噬菌体的遗传物质标记噬菌体

侵染未标记的细菌

搅拌

搅拌的目的：把细菌和留在细菌表面的噬菌体残留部分分开。设计实验：标记噬菌体

侵染未标记的细菌

搅拌

离心

离心的目的：噬菌体残留部分在上层，细菌沉到试管底部。悬浮液和沉淀物放射性检测

探究噬菌体的遗传物质设计实验：预测悬浮液和沉淀物放射性（有/无）悬浮液沉淀物35S标记的噬菌体

32P标记的噬菌体

有

无

无

有思考：若没有搅拌，可能会出现怎样的预期实验结果？为什么？两组实验均是沉淀物有放射性，因为噬菌体残留吸附在细菌表面。无法区别注入细菌的物质。假说：DNA进入，蛋白质不进入。预期实验结果：探究噬菌体的遗传物质噬菌体侵染时，进入细菌的是DNA，蛋白质未进入。35S组放射性主要在悬浮液，32P组放射性主要在沉淀物。实验结果：实验结论：探究噬菌体的遗传物质检测子代噬菌体放射性

35S组：子代噬菌体没有放射性

32P组：子代噬菌体有放射性

噬菌体侵染时，进入细菌的是DNA并且遗传给子代。由此说明:DNA是噬菌体的遗传物质。进一步实验：实验结果：实验结论：探究噬菌体的遗传物质1.为什么35S组沉淀物有少量放射性？

在保证细菌结构完整性的前提下，搅拌不可能使蛋白质外壳和细菌完全分离，仍有部分蛋白质外壳吸附在细菌表面。2.为什么32P组悬浮液有少量放射性？（2）有细菌裂解，部分有标记的子代噬菌体释放出来。（1）有少量标记的噬菌体未侵染细