3.1活動噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分析課件高一下學(xué)期生物浙科版必修2

活動噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分析

年級：高一年級

學(xué)科：生物學(xué)（浙科版）

艾弗里等人的離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗溫故而知新實驗結(jié)論：DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)?？茖W(xué)家的質(zhì)疑：DNA的提取物不純，還混有少量的蛋白質(zhì)，細(xì)菌的轉(zhuǎn)化是DNA還是蛋白質(zhì)發(fā)揮作用呢？左為：蔡斯

（）

右為：赫爾希（A.D.Hershey）

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T2噬菌體是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒。它的頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，在頭部內(nèi)含有一個DNA分子。那么，T2噬菌體的遺傳物質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是DNA呢?

科學(xué)家先用含放射性同位素35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)一部分大腸桿菌，同時，用含放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)另一部分大腸桿菌。接著，將帶標(biāo)記的大腸桿菌分別用T2噬菌體感染。噬菌體侵染細(xì)菌后，利用細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)合成自身的DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行增殖，導(dǎo)致細(xì)菌裂解，釋放出大量子代噬菌體。其結(jié)果是，用放射性同位素35S標(biāo)記了一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，用放射性同位素32P標(biāo)記了另一部分噬菌體的DNA。T2噬菌體的結(jié)構(gòu)和繁殖T2噬菌體是一種專門寄生在

體內(nèi)的

，利用

的物質(zhì)來合成自身的

和

進(jìn)行增殖

，導(dǎo)致細(xì)菌裂解，釋放出大量子代噬菌體。DNA蛋白質(zhì)細(xì)菌病毒細(xì)菌DNA蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：繁殖：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)噬菌體侵染細(xì)菌，進(jìn)入的是什么物質(zhì)？1、DNA進(jìn)入，蛋白質(zhì)不進(jìn)入。3、DNA和蛋白質(zhì)都進(jìn)入。提出問題：2、蛋白質(zhì)進(jìn)入，DNA不進(jìn)入。提出假說：

噬菌體侵染細(xì)菌的電鏡照片資料1：1949年，Anderson在電子顯微鏡下清晰地顯示出被滲透壓沖擊失活的噬菌體釋放DNA的過程，失活后噬菌體成為一個空殼的“幽靈”。資料2：1951年，Herriott研究發(fā)現(xiàn)滲透壓驟變能使噬菌體頭部釋放DNA，而“空殼”仍可以吸附到細(xì)菌上。探究噬菌體的遺傳物質(zhì)噬菌體侵染細(xì)菌，進(jìn)入的是什么物質(zhì)？1、DNA進(jìn)入，蛋白質(zhì)不進(jìn)入。3、DNA和蛋白質(zhì)都進(jìn)入。提出問題：2、蛋白質(zhì)進(jìn)入，DNA不進(jìn)入。提出假說：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)思考：1.DNA和蛋白質(zhì)都是分子，無法用肉眼追蹤，用什么方法去追蹤它們的去向呢？資料1：1949年生化學(xué)家Cohen利用同位素標(biāo)記法發(fā)現(xiàn)T2噬菌體幾乎全部由蛋白質(zhì)和

DNA組成。資料2：科學(xué)家對這兩種物質(zhì)的元素進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：僅蛋白質(zhì)含有硫，磷幾乎都存在

于DNA中。同位素標(biāo)記法熒光標(biāo)記法設(shè)計實驗：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)思考：2.

DNA和蛋白質(zhì)分別選用哪種元素進(jìn)行同位素標(biāo)記？為什么？DNA：P蛋白質(zhì)：S

P和S分別是DNA和蛋白質(zhì)特有的元素，標(biāo)記這兩種元素可以分別對DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行區(qū)別。赫爾希和蔡斯采用的是放射性同位素35S和32P進(jìn)行標(biāo)記。設(shè)計實驗：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)思考：3.

35S和32P是對同一個噬菌體標(biāo)記還是分

別標(biāo)記，為什么？資料：放射性元素可以用儀器檢測，但是只能檢測放射性的強(qiáng)度和位置，不能檢測放射性元素的具體類型。分別標(biāo)記。因為對同一個噬菌體標(biāo)記無法用儀器區(qū)別標(biāo)記的是蛋白質(zhì)還是DNA。設(shè)計實驗：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)思考：4.如何獲得分別標(biāo)記的噬菌體呢？（1）能否直接用含35S或32P的培養(yǎng)基標(biāo)記噬菌體呢？為什么？（3）如何獲得35S或32P標(biāo)記噬菌體的方法？不能。噬菌體營寄生生活，不能直接利用培養(yǎng)基中的物質(zhì)。（2）噬菌體可以利用哪里的物質(zhì)來繁殖呢？細(xì)菌應(yīng)先分別標(biāo)記細(xì)菌，再用噬菌體分別去侵染標(biāo)記的細(xì)菌。含35S的培養(yǎng)基＋細(xì)菌含32P的培養(yǎng)基＋細(xì)菌含35S的細(xì)菌含32P的細(xì)菌+噬菌體+噬菌體含35S的噬菌體含32P的噬菌體設(shè)計實驗：思考：被侵染的細(xì)菌是標(biāo)記還是未標(biāo)記的呢？為什么？探究噬菌體的遺傳物質(zhì)標(biāo)記噬菌體

設(shè)計實驗：根據(jù)假說，請在任務(wù)單上畫出侵染未標(biāo)記細(xì)菌后的圖示，并預(yù)測侵染后放射性的位置。（紅筆表示有放射性，黑筆表示沒有放射性）探究噬菌體的遺傳物質(zhì)標(biāo)記噬菌體

侵染未標(biāo)記的細(xì)菌

設(shè)計實驗：侵染未標(biāo)記細(xì)菌后的圖示預(yù)測放射性的位置（有/無）細(xì)菌外細(xì)菌內(nèi)35S標(biāo)記的噬菌體

32P標(biāo)記的噬菌體

探究噬菌體的遺傳物質(zhì)

有

無

有

無假說：DNA進(jìn)入，蛋白質(zhì)不進(jìn)入。設(shè)計實驗：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)標(biāo)記噬菌體

侵染未標(biāo)記的細(xì)菌

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然后，將兩種被標(biāo)記的T2噬菌體分別加入液體培養(yǎng)的大腸桿菌中，去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌。經(jīng)過一定的時間，當(dāng)T2噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)大量繁殖后，通過攪拌把細(xì)菌和留在細(xì)菌表面的噬菌體殘留部分分開。并通過離心使細(xì)菌沉到試管底部，噬菌體殘留部分位于上層。對標(biāo)記物質(zhì)進(jìn)行檢測。設(shè)計實驗：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)標(biāo)記噬菌體

侵染未標(biāo)記的細(xì)菌

攪拌

攪拌的目的：把細(xì)菌和留在細(xì)菌表面的噬菌體殘留部分分開。設(shè)計實驗：標(biāo)記噬菌體

侵染未標(biāo)記的細(xì)菌

攪拌

離心

離心的目的：噬菌體殘留部分在上層，細(xì)菌沉到試管底部。懸浮液和沉淀物放射性檢測

探究噬菌體的遺傳物質(zhì)設(shè)計實驗：預(yù)測懸浮液和沉淀物放射性（有/無）懸浮液沉淀物35S標(biāo)記的噬菌體

32P標(biāo)記的噬菌體

有

無

無

有思考：若沒有攪拌，可能會出現(xiàn)怎樣的預(yù)期實驗結(jié)果？為什么？兩組實驗均是沉淀物有放射性，因為噬菌體殘留吸附在細(xì)菌表面。無法區(qū)別注入細(xì)菌的物質(zhì)。假說：DNA進(jìn)入，蛋白質(zhì)不進(jìn)入。預(yù)期實驗結(jié)果：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)噬菌體侵染時，進(jìn)入細(xì)菌的是DNA，蛋白質(zhì)未進(jìn)入。35S組放射性主要在懸浮液，32P組放射性主要在沉淀物。實驗結(jié)果：實驗結(jié)論：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)檢測子代噬菌體放射性

35S組：子代噬菌體沒有放射性

32P組：子代噬菌體有放射性

噬菌體侵染時，進(jìn)入細(xì)菌的是DNA并且遺傳給子代。由此說明:DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。進(jìn)一步實驗：實驗結(jié)果：實驗結(jié)論：探究噬菌體的遺傳物質(zhì)1.為什么35S組沉淀物有少量放射性？

在保證細(xì)菌結(jié)構(gòu)完整性的前提下，攪拌不可能使蛋白質(zhì)外殼和細(xì)菌完全分離，仍有部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面。2.為什么32P組懸浮液有少量放射性？（2）有細(xì)菌裂解，部分有標(biāo)記的子代噬菌體釋放出來。（1）有少量標(biāo)記的噬菌體未侵染細(xì)