噬菌体侵染细菌

噬菌体侵染细菌

1.实验材料

T2噬菌体和大肠杆菌。

（1）噬菌体的结构及生活方式

（2）噬菌体的复制式增殖

增殖需要的条件内容

模板噬菌体的DNA

合成噬菌体DNA的原料大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸

合成噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体

2.实验方法

同位素标记法。该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。

3.实验过程

（1）标记噬菌体

（2）侵染细菌

4.实验结果分析

（1）噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。

5.结论

DNA是遗传物质。

■助学巧记

“二看法”判断子代噬菌体标记情况

1.真题重组判断正误

（1）证明光合作用所释放的O2来自于水与用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA 是遗传物质所用核心技术相同（2016·课标Ⅲ，2B）（√）

（2）赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质（2015·江苏卷）（√）

（3）T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖（2013·海南，13D）（√）（4）T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质（2013·新课标Ⅱ，5改编）（√）

（5）噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等（2012·山东，5B）（×）“遗传物质的探索过程”的高考命题主要聚焦两大经典实验设计的思路、实施的过程、结果及相应结论等；关注实验方法的考查，如细菌的培养、噬

菌体的同位素标记等；重视实验结论的提炼。考查主要以选择题为主，涉及细菌、病毒的结构和生活方式等相应的知识储备。

2.教材P46“思考与讨论”改编

（1）以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点？

提示细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。

（2）尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出？

提示最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。

噬菌体侵染细菌实验分析

1.（2012·经典高考）赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体（）

A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞

B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中

C.DNA可用15N放射性同位素标记

D.蛋白质可用32P放射性同位素标记

解析组成噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，故C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P，故D错误。噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确，故B项正确。

答案 B

2.（2017·江淮十校联考）下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，有关叙述正确的是（）

A.被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的

B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量

C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量

D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量

解析病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养，A错误；培养时间的长短会影响32P标记的实验结果，不影响35S标记的实验结果，因此B、C错误；搅拌不充分会使噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，使沉淀物中有少量放射性，D正确。

答案 D

关注噬菌体侵染细菌实验的2个关键环节

——“保温”与“搅拌”

（1）侵染时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。

（2）“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。

综合考查两大经典实验及其比较

1.（2013·新课标Ⅱ，5）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（）

①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验

④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验

⑤DNA的X光衍射实验

A.①②

B.②③

C.③④

D.④⑤

解析孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和基因的自由组合定律；摩尔根通过果蝇的杂交实验证明了基因位于染色体上；DNA的X光衍射实验说

明了DNA分子呈螺旋结构。证明DNA是遗传物质的实验有肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验。

答案 C

2.（2016·齐鲁名校协作体联考）下列有关遗传物质是核酸而不是蛋白质的实验证据的叙述，正确的是（）

A.1928年格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明将R型细菌转化为S型细菌的物质是DNA

B.1944年艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验运用了物质提纯鉴定技术、同位素示踪技术和细菌培养技术等

C.1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是：标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性

D.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了蛋白质不是遗传物质

解析格里菲思的转化实验只是证明了转化因子的存在但不确定是DNA，A错误；艾弗里的体外转化实验没有用到同位素标记法，B错误；噬菌体侵染实验需要先标记噬菌体，然后将标记的噬菌体与未被标记的细菌混合培养，进行搅拌、离心后检测放射性，C正确；艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验证明了蛋白质不是遗传物质，但赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验没有证明蛋白质不是遗传物质，D错误。

答案 C

艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较

实验名称艾弗里肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验

实验思路设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用

设计原则对照原则和单一变量原则

处理方式的区别直接分离法：分离S型细菌的

DNA、多糖、蛋白质等，分别与R

型活细菌混合培养

同位素标记法：分别标记DNA和

蛋白质的特征元素（32P和35S）