T2 噬菌体的特点
3.2 噬菌体简介
噬菌体简介？1915 Twort ；陶尔特－第赫兰尔现象：具有通过细菌过滤器，依赖于细菌进行生长和复制，又能杀死细菌的特性。
寄生在细菌上的病毒称为噬菌体或者叫细菌病毒，其所含核酸多数为DNA ，少数为RNA 。
1917 d Herella陶尔特－第赫兰尔现象：痢疾患者的分泌物 无细菌滤液分离自痢疾患者的痢疾杆菌混合培养 噬菌斑（Plaque ）噬菌体展示技术（Phage display）：将外源蛋白或多肽与噬菌体的衣壳蛋白融合，使外源蛋白被展示在噬菌体表面的技术。
1985年 Smith首次将外源多肽通过与丝状噬菌体的衣壳蛋白融合，建立了噬菌体展示技术。
应用：在蛋白质相互作用、药物筛选、疫苗研制、疾病诊断与治疗等领域得到了广泛的应用。
噬菌体展示技术（Phage display）：原理：通过分子生物学技术，将外源蛋白的编码基因插入到一个噬菌体衣壳蛋白的编码基因中。
外源蛋白与衣壳蛋白以融合蛋白的形式展示在噬菌体表面。
由于展示的外源蛋白仍具有良好的生物学活性，因此可以利用外源蛋白与目标分子的特异性结合进行“生物淘选”。
同时，重组噬菌体可以再次侵染寄主进行增殖，使得目标蛋白被大量“扩增”。
噬菌体治疗（Phage therapy）：利用噬菌体裂解细菌来治疗细菌性感染。
三、噬菌体的形态：蝌蚪状、球状、和丝状形 态 Fd ，M 13，f 1，Vb 线状，无头尾之分，单链DNA6 R 17,f 2,MS 2,Qβ 球形，无尾，具二十面体的头部，顶点壳粒小, 单链RNA 5 φX174，S 13球形，无尾，具二十面体的头部，顶点壳粒大 ,单链DNA 4 T 3，T 7，P 22 蝌蚪形，具二十面体的头部及不伸缩短尾, 双链DNA 3λ T 1，T 5 蝌蚪形，具二十面体的头部及不伸缩的长尾 ,双链DNA 2T 2，T 4，T 6 蝌蚪形，具二十面体的头部及伸缩性长尾, 双链DNA 1噬菌体举例 特征描述 类 型噬菌体的形态类型四、噬菌体的结构：。
核酸是遗传物质的证据精典试验梳理与分析
《核酸是遗传物质的证据》精典实验梳理与分析证据一：噬菌体侵染细菌的实验——DNA是遗传物质1．噬菌体的结构和增殖噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。
T2噬菌体是一类专门寄生在细菌体内的病毒，具有蝌蚪状外形，头部呈正二十面体，外壳由蛋白质构成，头部包裹DNA作为遗传物质。
其侵染寄主时，尾鞘收缩，头部的DNA通过尾部注入细胞内。
进而通过寄主体内的物质合成子代噬菌体。
2．实验过程与实验分析（1）用同位素标记细菌：分别用含有放射性同位素35S和32P的培养基培养细菌。
分别得到被35S和32P标记的两种细菌。
（2）用同位素标记噬菌体：分别用上述两种细菌培养T2噬菌体。
分别得到DNA中含有32P和蛋白质中含有35S的两种噬菌体。
（3）用被标记的噬菌体侵染细菌：用被32P和35S标记的两种T2噬菌体分别侵染未被标记的细菌，并保温一段时间。
（4）侵染过程和结果实验过程说明，噬菌体的蛋白质外壳并没有进入细菌内部，噬菌体的DNA进入了细菌内部。
实验结论是DAN是遗传物质。
例1、科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用32P、35S做了如下表示的标记：此实验所得结果是：子代噬菌体与亲代噬菌体的形态和特点均相同。
请分析：（1）子代噬菌体的DNA分子中含有上述元素是，原因是。
（2）子代噬菌体中的蛋白质分子含有的上述元素是，原因是。
（3）此实验结果证明了遗传物质是。
解析：噬菌体的蛋白质外壳含S，而DNA含P。
当噬菌体侵染细菌时，噬菌体的DNA 全部注入细菌体内，而噬菌体的蛋白质外壳则留在细菌外面，不起作用。
噬菌体的DNA进入细菌体内后，是利用自身的DNA做模版，利用细菌的化学成分、酶和ATP来进行DNA的复制和蛋白质的合成。
所以子代噬菌体的DNA中既含有自身标记的32P,又含有细菌的31P.因噬菌体蛋白质没有进入细菌，所以子代噬菌体的蛋白质只含有细菌蛋白质标记的35S 答案：（1）32P、31P噬菌体的DNA全部进入细菌，利用细菌的核苷酸31P合成自身的DNA（2）35S噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳（含32S）没有进入噬菌体（3）DNA证据二：肺炎双球菌的转化实验——DNA是遗传物质（一）格里菲思细菌转化实验剖析1．肺炎双球菌的结构及类型肺炎双球菌是一种细菌，属原核生物。
T2噬菌体侵染细菌实验
T2噬菌体侵染细菌实验1．T2噬菌体是一种专门寄生于细菌体内的病毒，它的主要组成部分是蛋白质壳体和DNA 分子；2．将用于实验的T2噬菌体分为2组，一组用35S标记噬菌体的蛋白质，另一组用32P噬菌体的DNA；3．将2组作了标记的噬菌体分别与细菌进行侵染实验；4．实验发现：35S标记主要出现在宿主细胞外，而32P标记主要出现在宿主细胞内，并且在噬菌体的子代中也检测到32P；5．该实验是DNA作为遗传物质的直接证据。
肺炎双球菌转化实验1．肺炎双球菌是一种导致人类肺炎和小鼠败血症的病原体，在众多的肺炎双球菌株中，光滑型（S型）是唯一一种致病菌，其特点是菌体表面光滑，菌体外长有多糖的有机荚膜，能够破坏宿主的自我防护机制，从而使其致病。
另外一种粗糙型（R型）为无毒菌，其特点是菌体表面粗糙，菌体外长没有荚膜；2．活体实验：a)将活S型菌注入小鼠体内，小鼠致病死亡；b)将活R型菌注入小鼠体内，小鼠没有致病；c)将灭活的S型菌注入小鼠体内，小鼠没有致病；d)将灭活的S型和活R型菌混合，注入小鼠体内，小鼠致病死亡。
在小鼠的血液内发现活S型菌。
实验结论：灭活的S型菌中一定存在某种物质将转化为S型菌。
3．离体实验：从活S型菌体中抽取DNA、蛋白质、和荚膜，分别与活R型菌混合，进行悬浮培养。
只在混有DNA 分组能够把R型菌转化成S型菌。
实验结论：一种细菌的DNA渗入另一种细菌中，能够引起稳定繁荣遗传变异。
因此DNA是遗传物质，DNA赋予了生物的遗传特性。
DNA分子的结构层次DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，DNA分子是脱氧核苷酸的多聚体。
脱氧核苷酸的层次结构为：DNA分子双螺旋结构的基本要点1．DNA是由两条链构成的，这两条链按反方向平行方式盘旋成双螺旋结构。
每条链上的一个核苷酸以脱氧核糖与另一个核苷酸上的磷酸交替连接，构成基本骨架，排列在主链外侧；碱基排列在主链内侧。
（图见P55）2．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基对按照碱基互补配对原则形成：腺嘌呤通过2个氢键与胸腺嘧啶相连（A=T），鸟嘌呤通过3个氢键与胞嘧啶相连（G C）。
噬菌体侵染细菌
一、对遗传物质的早期推测
蛋白质的基本组成单位——氨基酸 氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息 蛋白质是生物体主要的遗传物质
二、肺炎双球菌的转化实验
实验材料： 两种肺炎双球菌 多 糖 类 荚 膜
R型菌 菌落:粗糙(Rough) 无荚膜，无毒
S型菌 菌落:光滑(Smooth) 有荚膜，有毒， 可致死
有没有比细菌更为简单的实验材料 ？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实 验材料，利用放射性同位素标记的新技 术，完成了另一个更具有说服力的实验.
三.噬菌体侵染细菌的实验
1、实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体的结构模式图
T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA..
( C H O N
P )
同位素标记法：用放射性同位素去标 记某种物质，从而跟踪这种物质的方 法. ( C H O N P )
( C H O N P S)
高中生物同位素标记： H3和H1、 O18和O16、N14和N15、 P31和P32 、S32和S35
标记
侵染
搅拌
离心， 检测
4、噬菌体侵染细菌实验的检测结果 噬菌体比大肠杆菌轻 ： 上清液： 噬菌体 (外壳)/释放的/未侵染的) 沉淀物： 细菌(被注入的DNA)
7、某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P和 35S做了标记(见下表)： 噬菌体成分 32P
32S标记
细菌成分 31P
35S
Hale Waihona Puke 此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性 均相同。请分析： (1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是 ； (2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是 ； (3)此实验说明了 。
噬菌体遗传分析
噬菌体的遗传分析一、噬菌体的结构：1.结构简单：蛋白质外壳、核酸、某些碳水化合物、脂肪等。
2.多样性的原因：外壳的蛋白质种类、染色体类型和结构。
3.两大类：①烈性噬菌体：T噬菌体系列(T1-T7)；②温和性噬菌体: P1和λ噬菌体。
㈠、烈性噬菌体：1.结构大同小异，外貌一般呈蝌蚪状：T偶列噬菌体头部：双链DNA分子的染色体；颈部：中空的针状结构及外鞘；尾部：由基板、尾针和尾丝组成。
2.T偶列噬菌体的侵染过程（如T4噬菌体）：尾丝固定于大肠杆菌，遗传物质注入破坏寄主细胞原有的遗传物质合成大量的噬菌体遗传物质和蛋白质组装许多新的子噬菌体溶菌酶裂解细菌释放出大量噬菌体。
右图为T4噬菌体侵染大肠杆菌的生活周期㈡、温和性噬菌体：例如λ和P1噬菌体，λ和P1各代表一种略有不同的溶源性类型。
1.溶源性噬菌体的生活周期：①.λ噬菌体：噬菌体侵入后，细菌不裂解附在E.coli染色体上的gal和bio位点间的attλ座位上通过交换整合到细菌染色体，并能阻止其它λ噬菌体的超数感染。
λ噬菌体特定位点的整合②P1噬菌体：不整合到细菌的染色体上，而是独立存在于细胞质内（见左下图）。
原噬菌体：整合到宿主基因组中的噬菌体。
仅少数基因活动，表达出阻碍物关闭其它基因。
原噬菌体经诱导可转变为烈性噬菌体裂解途径（见右下图）。
2.P1和λ噬菌体的特性：①P1和λ各代表不同的溶源性类型：P1噬菌体：侵入后并不整合到细菌的染色体上，独立存在于细胞质内；λ噬菌体：通过交换整合到细菌染色体上。
②溶源性细菌分裂两个子细胞：P1噬菌体复制则使每个子细胞中至少含有一个拷贝；λ噬菌体随细胞染色体复制而复制，细胞中有一个拷贝。
③共同特点：核酸既不大量复制，也不大量转录和翻译。
P1和λ噬菌体的生活周期特性二、T2噬菌体的基因重组与作图：1.噬菌体遗传性状分为两类：形成的噬菌斑形状：指噬菌斑大小、边缘清晰度、透明程度。
寄主范围：指噬菌体感染和裂解的菌株范围。
教师资格考试《高中生物专业面试》真题汇编
教师资格考试《高中生物专业面试》真题汇编1 [简答题]噬菌体侵:染大肠杆菌实验1.题目:《噬菌体侵染大肠杆菌实验》2.内容:3.基本要求:试讲时间十分钟内,要有师生间的互动,要有实验演示过程,要有适当板书。
参考解析：【教学过程】(一)复习导入教师引导学生回顾肺炎双球菌转化实验的结论，并引出科学家因为提取的DNA的纯度不高，表示对实验结果的怀疑。
那么赫尔希和蔡斯究竟是如何做的呢?从而引出新课。
(二)新课展开1.教师引导学生得出实验的前提条件提问学生：T2噬菌体的结构特点，侵染过程分别是什么?(噬菌体由DNA和蛋白质外壳组成，侵染过程：吸附—注入—合成—组装—释放。
)2.介绍实验的过程利用挂图呈现实验的整个过程，并讲解其中的关键步骤，辅助学生理解。
(1)首先在分别含有放射性同位素32P和放射性同位素35S的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记和蛋白质含有35S标记的噬菌体。
然后，用32P和35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心。
提问学生：为什么不直接标记噬菌体?学生进行独立思考。
(噬菌体的繁殖依靠大肠杆菌，后代中的原料都来自于寄主大肠杆菌所以要想标记噬菌体我们必须要标记大肠杆菌，不能直接标记噬菌体。
)(2)离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现：用35S标记的一组感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中;用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。
提问学生：想一想，这是为什么呢?学生进行小组讨论。
(因为噬菌体侵染细菌的时候，将遗传物质DNA注射到大肠杆菌内，蛋白质外壳则留在细菌外，在离心后DNA随着细菌沉在下方，蛋白质外壳因为质量轻而在上清液中。
)(3)进一步观察发现细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。
提问学生：想一想，这一结果又说明了什么?(实验结果表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。
第三节噬菌体的遗传分析
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1 λ噬菌体
• 原噬菌体通过诱导（induction）可转变为 烈性噬菌体，进入裂解周期。
• 诱导可以通过不同的方式进行，如UV照射、 温度改变、与非溶原性细菌的接合等。
• 诱导使阻遏物失活，使噬菌体的其他基因 得以表达，促使噬菌体繁殖并进入裂解周 期。
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2 P1 噬菌体
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二、噬菌体的基因重组
• 两个基因型不同的噬菌体同时感染一个宿 主细胞，叫做混合感染（mixed infection） 或双重感染（double infection）。
• 共同生存在同一个宿主细胞中的两个噬菌 体的DNA也可以发生交换，产生基因重组。
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二、噬菌体的基因重组
• 比如，一个噬菌体的基因型是a＋b-，另一个 噬菌体的基因型是a-b＋，同时感染同一个宿 主细胞，宿主细胞裂解以后，可能释放出基 因型为a＋b＋和a-b-的重组体来。 研究最深入的噬菌体突变体是T2 噬菌体的r（rapid lysis速溶性）突变体。一个正常的 T2噬菌体产生的噬菌斑小而边缘模糊，记为r ＋，突变体r-产生的噬菌斑大而边缘清晰。
6.4
0.9
• 根据表7－2的结果可以分别作出3个连锁图。
P155
有四种可能的排列顺序。P155
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• 四种顺序都是可能的，要确定到底是那一 种，还缺条件。若知道rb和 rc之间的距离， 就 为可此以，推需知作rrbb、 +rrc c×和hr的b 排rc列+ 。顺结序果。rb与rc之 间的距离大于rb与h之间的距离，可知h应位 于rb与rc之间，即rbhrc。 至于ra位于h的哪一边，是靠近rc还是靠近 r是b？正因确为的T。2 DNA是环状的，所以两种答案都
高中生物体外转换实验
一、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）1、实验材料：（1）T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
（2）T2噬菌体的结构和化学组成：T2噬菌体的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA，如图所示（3）T2噬菌体增殖的特点T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。
T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程吸附→注入→复制（合成）→组装→释放①吸附→T2噬菌体利用尾部的末端吸附在大肠杆菌表面②注入→T2噬菌体将DNA注入大肠杆菌细胞中，T2噬菌体的蛋白质外壳则留在大肠杆菌细胞的外表面③复制（合成）→在大肠杆菌体内T2噬菌体，以自身DNA为指导，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的DNA 和蛋白质④组装→新合成的DNA和蛋白质外壳，组装出很多个与亲代相同的子代噬菌体2、体内转化实验中细菌数量变化曲线分析在肺炎链球菌体内转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠体内S型活细菌，R型活细菌数量的变化情况：1、R型活细菌数量变化（1）、ab段：小鼠体内还没形成大量的抗R型活细菌的抗体，固该时间段内活细菌数量增多。
（2）、bc段：小鼠体内形成大量的抗R型活细菌的抗体，故使R型活细菌数量减少。
（3）、cd段：c点对应时间点之前，已有少量R型活细菌转化为S型活细菌，S型活细菌能降低小鼠的免疫力，使小鼠对R型活细菌的杀伤力减弱，导致R型活细菌大量繁殖，所以cd段R型活细菌数量增多。
2、S型活细菌数量变化少量R型活细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型活细菌，S型活细菌有多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，而且随着小鼠免疫力的降低，小鼠对S型活细菌的杀伤力减弱，S型活细菌增殖加快，数目增多。
肺炎链球菌转化实质是：S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。
肺炎链球菌转化效率：主要与DNA纯度有关，纯度越高转化效率就越高。
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T2 噬菌体的特点
①是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
②头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA
③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌
④子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。
课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是什么？
提出问题：烟草花叶病毒不含DNA，只有RNA和蛋白质，其遗传物质是什么？
作出假设：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
设计实验：思路:烟草花叶病毒的RNA和蛋白质区分开，直接地、单独地去观察他们各自的作用，从而判断谁才是遗传物质
预测结果（现象）：①仅RNA能使烟草产生原样病斑
②仅蛋白质能使烟草产生原样病斑
③RNA和蛋白质都能使烟草产生原样病斑
得出结论：若出现①结果则仅RNA是遗传物质；
若出现②结果则仅蛋白质是遗传物质；
若出现③结果则RNA和蛋白质都是遗传物质
1、一切生物的遗传物质是核酸
2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA
3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。
4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。
作为遗传物质所必须具备的特点:
具有相对稳定的结构
能产生可遗传变异
能自我复制,使亲子代具有一定的连续性
能指导蛋白质合成，从而控制生物的性状
能贮存大量的遗传信息
选择题
1、关于病毒的遗传物质的叙述正确的是B
A 核糖核酸
B 脱氧核糖核酸或核糖核酸
C脱氧核糖核酸 D 脱氧核糖核酸和核糖核酸
2、生物的遗传物质是：( )
A.DNA
B.RNA
C.核酸
D. 蛋白质
3．注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（）
A．R型肺炎双球菌
B．加热杀死后的R型肺炎双球菌
C．加热杀死后的S型肺炎双球菌
D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合
4、用噬菌体去侵染内含有32P的细菌，在细菌解体后
，含32P的应是( )
A、子代噬菌体DNA
B、子代噬菌体蛋白质外壳
C、子代噬菌体所有部分
D、子代噬菌体不含32P
5、用噬菌体去感染内含大量3H的细菌，待细菌解体
后，3H应( )
A、随细菌的解体而消失
B、发现于噬菌体外壳和DNA中
C、仅发现于噬菌体的DNA中
D、仅发现于噬菌体的外壳中
6、噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是( )
A.在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B.在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C.在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D.在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
【解析】当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNA，子
代噬菌体的蛋白质外壳和DNA都是在噬菌体DNA的指导下，用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的。
A
做了标记(见下表)：
此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。
请分析：
(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是；
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是；
(3)此实验说明了。
【答案】(1)32P、31P (2)35S (3)DNA是遗传物质
肺炎双球菌实验的评价
1、遵循了严格的对照原则和单因子变量原则
①体内转化实验
②体外转化实验
2、科学的思路：
探究实验的基本步骤
发现问题→提出假设→设计实验验证→得出结论
/------------------------/ /----------------------------/
格里菲思，艾弗里，
体外转化实验体内转化实验
实验原理和方法----------同位素标记法
蛋白质的组成元素：C 、H、O、N、
D N A 的组成元素：C、H、O、N 、P
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。