噬菌体侵染大肠杆菌的实验
噬菌体侵染大肠杆菌实验-3课件高一下学期生物人教版必修2
问题二：1）能否用含32P、35S的培养基之际培养标记噬菌体？如果不能，
该如何标记噬菌体？2）被32P 或35S 标记的噬菌体再侵染什么样的大肠杆菌？
问题三：1）搅拌的目的是什么？2）如果搅拌不充分会造成什么结果？
问题四：1）离心的目的是什么？2）请在下图上写出上清液与沉淀物的放
射性分布情况是怎样的？
问题五：分析：1）被35S标记的噬菌体侵染实验中，为什么沉淀 物也有较低的放射性？2）被32P标记的噬菌体中为什么上清液中 也有较低的放射性？
实验设计
问题1：（1）该实验采用的研究方法是什么？
同位素标记法
（2）分别选用什么放射性元素标记噬菌 体的蛋白质和DNA？为什么？ 35S—标记蛋白质，仅蛋白质分子含有硫 32P—标记DNA，磷几乎都存在于DNA中
第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质（2）
——二中 生物学
1、说明DNA是主要的遗传物质的原因； 2、分析噬菌体侵染大肠杆菌实验的原理和过程； 3、通过本节课的学习，运用相关知识保护自己及家人 的健康。
回顾：
格里 菲思 实验
艾弗 里的 实验
质疑：
DNA是遗 传物质。
有没有比细菌更为简单的实验材料，只有蛋白质和 DNA。并能够把蛋白质和DNA彻底分开？
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和 RNAB．TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中C．侵入烟 草细胞的RNA含有A、T、G、C四种碱基D．RNA是TMV 的主要遗传物质
DNA是主要的遗传物质
3.科学研究讲究证据。
故事未完待续……
随堂检测
1.下列关于“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述正确的是( C )
A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是 RNAB．肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明了 DNA是主要的遗传物质
噬菌体侵染大肠杆菌实验
将噬菌体与大肠杆菌混合 ，一定时间后观察噬菌体 的侵染情况。
通过离心去除未侵染的大 肠杆菌，洗涤以去除多余 的噬菌体。
在适宜条件下培养，观察 噬菌体的繁殖情况。
通过显微镜观察、计数等 方法检测实验结果。
实验操作注意事项
无菌操作
确保整个实验过程在无 菌条件下进行，以避免
污染。
精确测量
确保所有试剂的准确测 量，以保证实验结果的
04
结论与展望
实验结论
噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了噬菌 体的存在和侵染机制。
实验结果证明了噬菌体的专一性，即 一种噬菌体只能侵染对应种类的细菌 。
通过实验观察到了噬菌体对大肠杆菌 的吸附、侵入、复制和释放过程。
实验的优缺点分析
优点
实验操作简单，结果直观，能够 很好地展示噬菌体的侵染过程。
缺点
实验过程中无法控制噬菌体的数 量和侵染时间，可能会影响实验 结果的准确性。
作为宿主细胞，用 于噬菌体的侵染。
缓冲液
用于维持实验过程 中的pH值稳定。
噬菌体
用于侵染大肠杆菌 的病毒。
培养基
用于培养大肠杆菌 。
其他试剂
如抗生素、染色剂 等。
实验方法与步骤
01
02
03
04
05
1. ห้องสมุดไป่ตู้备噬菌体和 2. 感染实验 宿主…
3. 离心与洗涤
4. 培养与观察
5. 结果检测
将噬菌体稀释至适当浓度 ，同时培养大肠杆菌至对 数生长期。
噬菌体的生命周期包括吸附、 注入核酸、复制和组装新噬菌 体等步骤。
噬菌体侵染大肠杆菌的过程
噬菌体通过识别大肠杆菌表面的受体 ，吸附到细菌表面。
噬菌体的核酸利用大肠杆菌的代谢系 统和基因表达机制进行复制。
噬菌体侵染大肠杆菌收获和体会
噬菌体侵染大肠杆菌收获和体会
在肺炎双球菌的转化实验中，艾弗里对S型活细菌中的物质进行了提纯、分离和鉴定，分别加人到培养了R型细菌的培养基中，通过实验得出了S型细菌中的转化因子是DNA.这个实验中最关键的设计思路必须将蛋白质与DNA分开,单独、直接观察它们的作用。
因此在噬菌体侵染细菌实验中也应用了此思路。
如果我们把S型细菌中的蛋白质、DNA、多糖等成分进行分离和提取看成是直接分离的方法，那么在噬菌体侵染细菌的实验中，也应用了分离的方法，就是用同位素标记法，用35S标记噬菌体的蛋白质而DNA不标记,用32P 标记噬菌体的DNA而蛋白质不标记，通过放射性同位素的标记闻接地把DNA和蛋白质分开，单独地观察它们在前后代说之间的传递作用。
DNA是主要的遗传物质中包含了三个重要的实验,特别是在此提到的噬菌体侵染细菌的实验，它让学生通过科学家对遗传物质的研究过程的介绍，使学生感悟到科学探究的一般规律和方法。
但由于这些实验是在非常特定的实验条件下进行的，缺乏直观性，学生无法亲自动手体验，缺少感性认识，所以在教学过程中定要贯彻新课改观念，在教学中创设自主、合作、探究的学习情景。
使学生由被动地接受知识转变成主动体验科学家的探索过程,在观察、设问、思考、认识中愉快地接受了知识,成为学习的主体。
《噬菌体侵染细菌的实验》的实验设计思路
《噬菌体侵染细菌的实验》的实验设计思路
实验设计是科学实践的重要组成部分，建立合理的实验设计思路，是实验室成功的关键。
本文以《噬菌体侵染细菌的实验》为标题，对该实验设计思路进行介绍。
首先，确定研究对象，以细菌为研究对象，比如大肠杆菌、乳杆菌、铜锈菌等常见细菌，然后选择噬菌体抑制剂，若要研究抑制剂对常见细菌的影响，可采用常见的抑制剂，如贴枝菌素、B杆菌素、嗜酸乳杆菌素等抑制剂，这些抑制剂可以抑制噬菌体的侵染，而不会影响原有的数量和种类。
其次，实验设计要有良好的控制组，在观察和评价研究小组和研究对照小组之间的差异时，实验控制组作为比较标准，用以发现和评价前后变化，搭建实验模型体系，将研究对象和实验控制组分别加入不同剂量的噬菌体抑制剂，就可以观察噬菌体的侵染情况及剂量的影响，从而推断研究对象与噬菌体的相互作用。
随后，选择细菌的生长培养基，如添加牛血清液、营养液的定培养基或快速、特异的培养基，只有细菌能在其中生长发育，也可以增加细菌的侵染性，提高噬菌体的侵染率，并进行持续观察和定性检测，以得到科学的结论。
最后，分析解析研究结果，进行定量分析，观察不同抑制剂对细菌
的影响，从而得出结论。
综上所述，《噬菌体侵染细菌的实验》的实验设计思路主要包括：确定研究对象，选择抑制剂，设置实验控制组，选择细菌生长培养基，加入抑制剂，进行持续观察和定性检测，分析解析实验结果，进行实验推断，得出结论。
本文综述了实验设计思路，以期能为实验室成功提供借鉴和帮助，备成功发表研究学术论文打下基础。
噬菌体侵染大肠杆菌实验
三、实验方法
同位素标记法：
P32标记的噬菌体
S35记的噬菌体
先用放射性标记的培养基培养大肠杆菌，再 用大肠杆菌培养噬菌体
四、实验步骤
1.标记大肠杆菌：
35S的大肠杆菌 32P的大肠杆菌
2.标记噬菌体：
35S的噬菌体 32P的噬菌体
3.标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌：
大肠杆菌(子代噬菌体) 大肠杆菌(子代噬菌体)
牛刀小试
1、（06江苏）赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质， 实验包括4个步骤：①培养噬菌体，②35S和3p标记噬菌体，③放射性检测， ④离心分离。实验步骤的先后顺序为
A．①②④③ B．④②①③ C．②①④③ D．②①③④
2、噬菌体在繁殖的过程中所利用的原料是 A、自身的核苷酸和氨基酸 C、细菌的核苷酸和氨基酸 B、自身的核苷酸和细菌的氨基酸 D、自身的氨基酸和细菌的核苷酸
一、实验设计思路 二、实验材料的选择 三、实验方法 四、实验步骤 五、实验结果及分析
一、实验设计思路
在证明DNA还是蛋白质是遗传物质的 实验中最关键的设计思路是什么？
把DNA和蛋白质完全分开，单独 观察DNA和蛋白质的作用…
二、实验材料的选择
T2噬菌体、大肠杆菌
为什么选噬菌体做实验才料？ห้องสมุดไป่ตู้
噬菌体的成分与染色体相似 在繁殖时，噬菌体的DNA和蛋白 质能够彻底分开 生活史短，繁殖力强
温故知新
生物的性状是由 要由 染色体 和 决定的； 基因 组成。 DNA 位于 基因 上；染色体 主 蛋白质
DNA是主要的遗传物质的证据：
肺炎双球菌转化试验： 格里菲思：S型细菌中有一种“转化因子”能使R型 细菌转化为S型细菌 艾弗里：DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是
知识点-噬菌体侵染细菌的实验
DNA的组成元素： C、H、O、N 、P （标记32P）
①标记噬菌体方法： 在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养 基中培养细菌,细菌被分别标记上32P 和35S 分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P 的噬菌体和含35S的噬菌体
噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验 科学探究 提出问题 做出假设
放射性在 上清液 中 出现
DNA和蛋白质 放射性在 都注的实验 噬菌体侵染细菌的实验 进行实验、得出结论
蛋白质外壳 留在外面
DNA进入到细菌细 胞中
噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌的实验表明:
在噬菌体中,亲代和子代之间具有 连续性的物质是DNA,而不是蛋白质, 也就是说,子代噬菌体的各种性状是通 过亲代的DNA遗传给后代的,
实 验 设 计
得出结论 进行实验
噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验
提出问题
噬菌体侵染细菌时，注入细菌细胞内的物质究 竟是DNA还是蛋白质？
细菌
做出假设
①只注入DNA 不注入蛋白质
②只注入蛋白质 不注入DNA
③同时注入DNA和蛋白质
噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验
32P
实验设计
搅拌、离心
知识点——噬菌体侵染 细菌的实验
噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验
（1）噬菌体的结构模式图
T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA..
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的病毒。
噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验
（2）研究方法：
同位素标记法
35 蛋白质的组成元素： C、H、O、N、S （标记 S ）
DNA才是真正的遗传物质
T2 噬菌体侵染细菌的实验教学参考
T2 噬菌体侵染细菌的实验教学参考1. 噬菌体侵染细菌实验概览注：T2 噬菌体中的“2”不是下标。
另外，有些噬菌体的遗传物质是 RNA，授课时不能将 T2 噬菌体等同于所有噬菌体。
噬菌体侵染细菌实验由多个相关的实验构成。
这里给出相对完整的介绍（一些参照用实验略去），目的是我们可以从中看到这些实验之间的连续性。
（1）静止噬菌体颗粒的化学形态利用渗透压突变获得空胞噬菌体。
研究发现S 几乎全在“空胞”中，而DNA 则几乎全在溶液中。
空胞是蛋白质外壳，能够保护DNA 免受DNase 破坏。
（2）噬菌体吸附到细菌上后，其DNA 变得对DNase 敏感了①噬菌体吸附到活细菌上后，放在80℃加热10min（细菌被杀死），其DNA 变得对DNase 敏感；②但该温度下不发生吸附的噬菌体对DNase 是不敏感的。
③噬菌体吸附到活细菌上后，其DNA 对DNase 是有抗性的。
以上事实表明：噬菌体吸附到细菌上之后，会将其DNA 释放（根据②，不发生吸附的噬菌体 DNA 对 DNase 是有抗性的，只有将其 DNA 释放出来才能导致①成立）；释放的 DNA 进入了细菌内部（释放的噬菌体 DNA 如果进入溶液中，这样其 DNA 就会对 DNase 敏感，导致③不成立）；进入细菌内部的 DNA 受到活细菌的保护，可以免遭 DNase 的破坏（从而③成立）。
（3）噬菌体吸附到细菌的碎片上后，其 DNA 从噬菌体颗粒中释放出来这一部分和（2）的区别在于：（2）用完整细菌做实验，这里是用细菌细胞的碎片进行实验。
（2）和（3）的结论具有一致性。
（4）从受侵染的细菌上去掉噬菌体外壳通过搅拌将噬菌体和被侵染的细菌分开（剥离后的噬菌体位于上清液中）。
分析表明可以将 75%-80%的噬菌体 S 从受侵染细菌上剥落下来，但只能剥离 21- 35%的噬菌体 P（这些数据都是上清液中，沉淀中的用 1 去减即可得到）。
这表明噬菌体所含的 S 大部分仍留在了细菌表面，噬菌体大部分的 DNA 在吸附后很快就进入细菌内。
噬菌体侵染大肠杆菌实验
目录
CONTENTS
• 实验背景 • 实验材料与方法 • 实验结果与分析 • 结论与讨论 • 参考文献 • 附录
01 实验背景
噬菌体的概述
01
02
03
噬菌体的定义
噬菌体是一类感染细菌的 病毒，具有高度的宿主特 异性，只感染特定的细菌 种类。
噬菌体的形态
噬菌体通常呈蝌蚪形、棒 状或微球形，其核心部分 为核酸（DNA或RNA）， 外面由蛋白质外壳包裹。
对照实验
设置对照组，即未加噬菌体的培养基，以排除培养基变化对实验 结果的影响。
数据处理
采用统计软件对实验数据进行处理和分析，以确保结果的准确性 和可靠性。
04 结论与讨论
结论总结
1
噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质。
2
该实验表明，噬菌体通过将其DNA注入大肠杆菌， 利用大肠杆菌的合成机制复制自身，并最终释放 出大量的噬菌体粒子。
参考文献
噬菌体是一种侵染细菌的病毒， 能够利用细菌的物质来合成自 身的组成成分，最终繁殖出许 多噬菌体后代。
噬菌体侵染大肠杆菌的过程可 以分为吸附、注入、合成、组 装和释放五个阶段。
噬菌体侵染大肠杆菌实验是生 物学领域中经典的实验之一， 具有重要的理论和实践意义。
06 附录
实验材料
噬菌体
用于侵染大肠杆菌的病毒。
大肠杆菌
作为宿主细胞，用杆菌。
显微镜和载玻片
用于观察噬菌体侵染大肠杆菌的 过程。
离心管和离心机
用于分离和纯化噬菌体和大肠杆 菌。
缓冲液
用于调节pH值和保持实验过程中 溶液的稳定性。
实验步骤
1. 准备噬菌体和大肠杆菌
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• (3)噬菌体侵染大肠杆菌
项目 搅拌、 离心后 上清液 沉淀物 含35S的T2噬菌体 含32P的T2噬菌体
侵染大肠杆菌 放射性 . ⑱高
.
侵染大肠杆菌
放射性 放射性 检测到 的DNA ⑲低 . .高
3பைடு நூலகம்P
放射性 ⑳低
35S
细菌裂解后放出的 检测不到 T2噬菌体
标
标记
记的蛋白
蛋白质外壳留 在细胞外,不起 作用
• 想一想 • 噬菌体的结构和侵染细菌过程包括哪些阶段？ • 提示：噬菌体的结构包括核酸分子和蛋白质外 壳。侵染细菌的过程包括：吸附、注入、生物 合成、组装、释放。 • 看一看 • 噬菌体侵染细菌的实验从哪些方面说明了DNA 是真正的遗传物质？ • 提示：①DNA是亲代与子代之间保持连续的物 质；②DNA能指导蛋白质的合成。
上清液中几乎无 32P－DNA进入了 32P，32P主要分布 宿主细胞内 在宿主细胞内 宿主细胞内无35S， 35S－蛋白质外壳 35S主要分布在上 未进入宿主细胞留 清液中 在外面
2．某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P 和35S作出标记，如下表： 噬菌体成分 核苷酸 氨基酸 标记32P 32S 细菌成分
• 4.实验表明 • (1)T2噬菌体侵染细菌时， DNA 进入到细菌的细胞 中，而 蛋白质外壳 留在外面。 亲代的DNA
• (2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 遗传的。
• 5．结论： 传作用。 DNA
是遗传物质，蛋白质未起到遗
• 2：为什么用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P 标记噬菌体的DNA? • 提示：通过对噬菌体中蛋白质和DNA的研究表明， 仅在蛋白质中含有S，而P几乎都存在于DNA分子 中。
31P
标记35S
此实验所得的结果是：子代噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同， 请分析： 31P和32P （1）子代噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是 ， 原因是 。 子代噬菌体的DNA是以侵入细菌的亲代噬菌 DNA(含32P ) 为膜板 。 31 利用细菌的化学成分(含 P的脱氧核苷酸)合成出来的
• (2)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成 →组装→释放五个过程。噬菌体增殖场所是大肠 杆菌细胞内，除噬菌体的DNA做模板起指导作用 外，脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核 糖体、ATP和相关酶等全由大肠杆菌提供。 • 3．结果及分析
分组 含32P噬菌 体＋细菌 结果 结果分析
含35S噬菌 体＋细菌
三 噬菌体侵染大肠杆菌的实验
1．T2噬菌体(病毒)
• (2)代谢特点：专门寄生在大肠杆菌体内， 不能独立地进行新陈代谢。 • (3)增殖特点：在 自身遗传物质 的作用下， 利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成 成分。 放射性同位素标记法 • 2．实验方法： 。
• 3．过程及现象 • (1)标记大肠杆菌 • 大肠杆菌＋含35S的培养基―→蛋白质含 35S 的大 肠杆菌 • 大肠杆菌＋含32P的培养基―→DNA含 32P 的大肠 杆菌 • (2)标记T2噬菌体 35S 35 • T2噬菌体＋含 S的大肠杆菌―→含 的T 2 噬 菌体 • T2噬菌体＋含32P的大肠杆菌―→含 32P 的T2噬 菌体
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 35S ， 原因是 。 32 噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳(含 S的氨基酸 )未进入，在细菌体 。 内，是利用细菌的化学成分(含35S的氨基酸)合成新的蛋白质外壳
离心
细菌内没有放 射性的T2噬菌 体
DNA进入到细菌 细胞内,指导T2噬 菌的增殖
离心
细菌内有放射 性的T2噬菌体
(3)赫尔希和蔡斯发现：细菌体裂解释放出 噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但 不能检测到32S标记的蛋白质。这结果说明 什么？
在亲代与子代之间有连续性的物质，是ＤＮＡ 而不是蛋白质