一、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
（1）肺炎双球菌转化实验中的相互对照
S
DNA R
型 糖类 + 型 相互对照 ○
1DNA 是遗传物质 细 蛋白质
脂质 细 ○
2其他物质不是遗传物质 菌 DNA 分解物 菌
肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 噬菌体侵染细菌实验结论:证明DNA 是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。
二、有关碱基数量计算的归类与应用 1. DNA 分子自我复制的碱基配对 A-T,G-C,T-A,C-G 。 （2）“转录”中的碱基互补配对：A-U,G-C,C-G,T-A 。 (3)“翻译”时的碱基互补配对：A-U,G-C,U-A,C-G 。 (4) “逆转录”时的碱基互补配对:A-T,U-A,G-C,C-G 。
3． DNA 复制过程中的碱基数量计算
某DNA分子中含某碱基a个，
（1）复制n次需要含该碱基的脱氧核糖核苷酸数为a(2n-1);
(2) 第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n-1
4.碱基比例的运用
由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类。
（1）若有U无T，则该核酸为RNA。
（2）若有T无U，且A=T,G=C，则该核酸一般为双链DNA。
（3）若有T无U，且A≠T,G≠C，则该核酸一般为单链DNA。
三、与中心法则相关的几个问题
1．中心法则中遗传信息的流动过程为：
RNA
蛋白质（性状）
（1）在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为
（基因）
mRNA
蛋白质
(2)在细胞内蛋白质合成过程中传递信息的传递方向（如胰岛细胞中胰岛素合
DNA
mRNA 蛋白质
（含胰岛素基因）
(3)含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向的
为
RNA DNA mRNA蛋白质
（4）DNA病毒(如噬菌体)在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为（基因）mRNA蛋白质
（5）RNA病毒（如烟草花叶病毒）在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为
RNA蛋白质
2．中心法则体现了DNA的两大基本功能
（1）图中○1体现了对遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于
亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
逆转录
3.中心法则中几个生理过程能准确进行的原因
（1）前者为后者的产生提供了一个标准化的模板。
（2）严格的碱基互补配对原则决定了后者是以前者提供的模板为依据形成的。准确的模板和严格有序的碱基互补配对关系，保证了遗传信息的正常传递和表达，从而保证了物种的相对稳定性。
一、应用分离定律解决自由组合问题
1.思路：将自由组合问题转化为若干个分离定律问题
在独立遗传的情况下，有几对碱基就可分解为几个分离定律问题，如AaBb×Aabb可分解为如下两个分离定律问题：Aa×Aa；Bb×bb。
2.题型
（1）配子类型的问题
如AaBbCc产生的配子种类数
Aa Bb Cc
2 × 2 × 2 =8种
如AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式？
○1先求AaBbC c×A aBbCC各自产生多少种配子。
AaBbC c 8种配子，A aBbCC4种配子
②两亲本配子间的结合方式。由于两性配子间的结合是随机的，因而AaBbCc与AaBbCC配子间有8×4=32种结合方式。
（2）基因型类型的问题
如AaBbCc与AaBBCc杂交，求其后代的基因型数可分解为三个分离定律：
Aa×Aa 后代有3种基因型 (1AA:2Aa:1aa)；
Bb×BB 后代有2种基因型(1BB:1Bb)；
Cc×Cc 后代有3种基因型（1CC:2Cc:1cc)。
因而AaBbCc×AaBBCc，后代中由3×2×3=18种基因型。
（3）表现型类型的问题
如AaBbCc×AabbCc, 其杂交后代可能的表现型数可分解为三个分离定律：
Aa×Aa 后代有2种表现型；
Bb×bb 后代有2种表现型；
Cc×Cc 后代有2种表现型。
所以AaBbCc×AabbCc，后代中有2×2×2=8种表现型。
二、伴性遗传与分离定律的关系
1.伴性遗传也是一对等位基因控制一对相对性状的遗传，因此也符合分离定律。
2.伴性遗传有其特殊性
（1）雌雄个体的性染色体组成不同，有同型和异型两种形式。
（2）有些基因只存在于X或Z染色体上，Y或W染色体上无相应的等位基因，
从而存在于杂合子（X b Y或Z d W）内单个隐性基因控制的性状也能得到表现。
（3）Y或W染色体上携带的基因，在X或Z染色体上无相应的等位基因，只限
于在相应性别的个体之间传递。
（4）性状的遗传与性别相联系。在写基因型、表现型和统计后代的比例时一定
要与性别相联系，如X b Y或X B X b。
3.在分析两对或两对以上的相对性状遗传时：由性染色体上的基因控制的性状按
伴性遗传处理；由常染色体上的基因控制的性状按分离定律处理。整体上按自由
组合定律处理。
三、正反交结果不相同的几种情况分析
1.细胞质遗传：细胞质遗传表现为母系遗传，正交和反交中母本的性状不同，因
而产生的后代性状不同。
2.植物果皮种皮颜色等性状遗传：以果皮颜色遗传为例，红色（A）对黄色(a)
为显性。
正交反交
P：(♀)AA×aa(♂) P：(♀) aa×AA (♂)
亲代母本所结果实亲代母本所结果实
（含F1的种子）（含F1的种子）
果皮红色F1的胚F1的乳胚果皮黄色F1的胚F1的乳胚
（AA）(Aa) （AAa）(aa) (Aa) (Aaa)
○×○×
F1 所结果实（含F2的种子）F1 所结果实（含F2的种子）
果皮红色F2的胚果皮红色F2的胚
（Aa）(1/4AA、2/4 Aa、1/4aa) （Aa）(1/4AA、2/4 Aa、1/4aa)
○×○×○×○×○×○×
F2所结果实F2所结果实
果皮果皮
1/4AA 2/4Aa 1/4aa 1/4AA 2/4Aa 1/4aa
3红：1黄3红：1黄
从以上分析看出，番茄的果皮颜色遗传中正反交结果不同，子代均表现出母本的性状，但这种遗传方式本质上仍属于细胞核遗传，遵循孟德尔遗传规律，只是子代的性状分离比延迟表现而已。另外，正反交结果中胚乳的基因型也不相同。
3.伴性遗传中的某些性状遗传（以人类红绿色盲为例）
正常母亲色盲父亲色盲母亲正常父亲
X B X B ×X b Y X b X b ×X B Y
X B X b X B Y X B X b X b Y
女儿正常儿子正常女儿正常儿子色盲
（携带者）（携带者）
四、人类遗传病判断及概率计算
1.人类遗传图谱分析及遗传方式的判断
在遗传方式未知的情况下，无论是判断致病基因的显隐性关系，还是确定致病基因的位置，都要在全面分析图谱信息的基础上，找准特殊个体或几个特殊个体间的关系，以以下几个方面为突破口进行分析：
（1）首先确定图谱中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传。
○1若双亲正常，其子代中有患者，此单基因遗传病一定为隐性遗传病（即“无中生有”）。
○2若患病的双亲有正常后代，此单基因遗传病一定为显性遗传病（即“有中生无”）。
（2）其次确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上。
○1在确定是隐性遗传病的情况下，要特别关注以下特殊情况：
a.父亲正常，女儿患病，或儿子正常，母亲患病，则一定是常染色体隐性遗传病。
或
b.母亲患病，儿子一定有病，则为伴X染色体隐性遗传病。
c.如为伴X染色体隐性遗传病，则女性患者的父亲与儿子一定为患者，否则是常染色体隐性遗传病。
○2在确定是显性遗传病的情况下，要特别关注以下特殊情况：
a.父亲患病，女儿正常，或儿子患病，母亲正常，则为常染色体显性遗传病。
或
b.父亲患病，女儿一定有病，则为伴X染色体显性遗传病。
c.如为伴X 染色体显性遗传病，则男性患者的母亲和女儿一定为患者，否则是常染色体显性遗传病。
2.有关概率（可能性）计算 （1）原理
○1乘法定律：当两个互不影响的独立事件同时或相继出现时其概率是它们各自概率的乘积。
○
2加法定律：当一个事件出现时，另一个事件就被排除，这样的两个事件为互斥事件，这种互斥事件出现的概率是它们各自概率之和。 (2)计算方法
例如:有甲、乙两种遗传病按自由组合定律遗传，据亲代的基因型已判断出后代患甲病的可能性为m ，患乙病的可能性为n ，则后代的表现型的种类和可能性为：
甲病患m ○
3 乙病患n
○
1 ○2
不患（1-m ） 不患（1-n ）
○4
○1只患甲病的概率m ·（1-n ）；
○2只患乙病的概率n ·（1-m ）;
○
3甲、乙两病同患的概率是m ·n ； ○4甲、乙两病均不患的概率是（1-m ）·(1-n)。 一、基因突变与性状的遗传变异 1.基因突变与生物性状的关系
（1）当控制某种性状的基因发生突变时，其性状未必改变，原因如下：
○
1若发生突变后，引起mRNA 上密码子改变，但改变了的密码子与原密码子仍对应同一种氨基酸，此时突变基因控制的性状也不改变。
○
2若基因突变为隐性突变如AA 中的一个
A a ，此时性状也不改变。 (2)基因突变引起性状的改变，这种具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代要看这种突变性状是否有很强的适应能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有害突变，被淘汰掉。 2.基因突变对后代的影响
（1）基因突变可以发生在体细胞有丝分裂过程中，这种突变可以通过无性繁殖传给后代，但不会通过有性生殖传给后代。
（2）基因突变可以发生在形成精子或卵细胞的减数分裂过程中，这种突变有可能通过有性生殖传给后代。
三、染色体组及其数目的确认
1. 染色体组概念及确认条件
（1）概念：细胞中在形态和功能上各不相同，携带者控制生物生长发育的全部遗传信息的一组非同源染色体上。
（2）确认条件
○1一个染色体组中无同源染色体。
○2一个染色体组含的染色体在形态、大小和功能上各不相同。
○3一个染色体组含有控制生物性状的一整套遗传信息，不能重复，不能缺少。
2.染色体组数目的确认方法
（1）根据细胞中染色体形态判断。○1细胞内同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组。○2细胞内有几种形态的染色体，一个染色体组内就有几条染色体。
（2）根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组，可简记为“同一英文字母无论大写还是小写出现几次，就含有几个染色体组”。
（3）根据染色体的数目和形态来推算。
染色体组的数目=染色体数/染色体形态数。例如，果蝇体细胞中有8条染色体，分为4种形态，则染色体组的数目为2个。
3.染色体组的数目与二倍体、多倍体、单倍体关系
（1）由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫几倍体。
（2）由配子发育而成的个体不论含几个染色体组，都称为单倍体。
（3）二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。
五、基因频率和基因型频率的相关计算
设有N个个体的种群，AA、Aa、aa的个体分别是n1、n2、n3,A、a的基因频率分别用P A、P a表示，AA、Aa、aa的基因型频率分别用P AA、P Aa、P aa 表示，则：
P A=（2n1+n2 )/2N=( n1/N+1/2×n2/N)= P AA+1/2P Aa
P a=（2n3+n2 )/2N=( n3/N+1/2×n2/N)= P aa+1/2P Aa
由以上公式可得出下列结论：
1.在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。
2.一个等位基因的频率=该等位基因的纯合子的频率+1/2杂合子的频率。
3.在种群中某基因的频率计算方法有两种
（1）通过基因型计算基因频率
例如：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。
100个个体的基因型为30个AA、60个Aa、10个aa，就这对等位基因来说，每个个体可以看作含2个等位基因，那么100个个体共有200个基因，其中A基因有2×30+60=120，a基因有2×10+60=80个。于是这个种群中，A基因的基因频率为120÷200=60%，a基因的基因频率为80÷200=40%。
（2）通过基因型频率计算基因频率
例如：已知P AA=30%, P Aa=60%, P aa=10%,则有
P A= P AA+1/2 P Aa =30%+1/2×60%=60%
P a= P aa+1/2 P Aa =10%+1/2×60%=40%(或P a= 1- P A =1-60%=40%)
4.上述计算方法在理想条件下才能成立，理想条件是：
（1）种群非常大;
（2）所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代;
（3）没有迁出和迁入；
（4）自然选择对A、a没有作用；
（5）基因A和a都不产生突变。
5.在自然条件下，同时满足上述条件的种群是不存在的，这也从反面说明了自然界中种群的基因频率迟早要发生变化，即种群的变化是必然的。
专题噬菌体侵染细菌的实验 T2噬菌体侵染细菌的部分实验如下图所示。下列叙述正确的是 A．①中噬菌体为子代DNA复制提供了模板和逆转录酶 B．适当时间保温后进行②操作，使细菌外的噬菌体外壳与细菌分离C．由该图分析可知，实验结果可说明DNA是主要的遗传物质 D．该实验得到的子代噬菌体中，大多数含有放射性32P 【参考答案】B “二看法”判断子代噬菌体标记情况 1．下列关于T2噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是
A．T2噬菌体的蛋白质外壳中只含有S元素 B．T2噬菌体侵染细菌时利用细菌的DNA作为模板进行DNA复制 C．35S标记的T2噬菌体侵染细菌后，沉淀物中含有少量放射性可能是因为35S进入了宿主细胞 D．32P标记的T2噬菌体侵染细菌后，释放的大量子代T2噬菌体中含32P的个体所占的比例很小 2．1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体时，做法是 A．分别用含35S和32P的人工培养基培养T2噬菌体 B．分别用含35S和32P的培养基培养细菌，再分别用上述细菌培养T2噬菌体 C．分别将35S和32P注入鸡胚，再用T2噬菌体感染鸡胚 D．分别用含35S和32P的动物血清培养T2噬菌体 3．有a、b两类噬菌体，它们均己被32P或35S中的一种标记过。将a、b噬菌体分别侵染甲、乙两管大肠杆菌，经保温、搅拌和离心后，检测离心管内放射性物质的位置，结果如下图。下列叙述正确的是 A．实验结果表明a的蛋白质外壳和b的DNA均有放射性 B．可以确定甲管的放射性来自32P，乙管的放射性来自35S C．检测结果表明噬菌体的DNA和蛋白质可侵入大肠杆菌内 D．伴随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性将逐渐增强 4．在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述不正确的是 A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌 B．在t0~t1时间内，噬菌体还未侵入到细菌体内 C．在t1~t2时间内，噬菌体侵入细菌体内导致细菌大量死亡 D．在t2~t3时间内，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
第42 卷第 6 期 2013 年 浙江大学学报（医学版） JOUＲNAL OF ZHEJIANG UNIVEＲSITY （MEDICAL SCIENCES） Vol 42 No 6 2013 http：∥www．journals．zju．edu．cn / med DOI：10．3785 / j．issn．1008-9292．2013．06．019 噬菌体治疗细菌感染的研究进展 裴景亮1，付玉荣2综述 （1．潍坊医学院医学检验学系、附属医院检验科、 山东省临床检验诊断学高校重点实验室，山东潍坊261031； 2．潍坊医学院基础医学院病原生物学教研室，山东潍坊261053） ［摘要］噬菌体是一种细菌依赖性病毒，在治疗细菌特别是耐药性细菌感染方面，与传统的抗 生素比较具有独特的优势，其代谢动力学及给药途径是目前的研究热点。噬菌体裂解酶作为一种 新的治疗手段，具有比活性噬菌体制剂更多的优点。文中就噬菌体在细菌感染治疗方面的作用机 理、给药途径和基因工程的应用，及噬菌体裂解素的研究进展进行综述，对噬菌体治疗细菌感染提 出展望。 ［关键词］细菌噬菌体；裂解酶；给药途径；细菌感染/治疗 ［中图分类号］Ｒ378 ［文献标志码］ A ［文章编号］1008-9292（2013）06-0700-05 Ｒesearch advance on bacteriophage therapy in bacterial infection PEI Jingliang1，FU Yurong2（1．Affiliated Hospital of Weifang Medical University，Key Laboratory of Clinical Diagnosis in Universities of Shandong，Weifang 261031；2．Department of Microbiology，Weifang Medical University，Weifang 261053） ［Abstract］Bacteriophage is a bacterium dependent virus．It has unique advantages in the treatment of bacterial infection，especially infection caused by drug-resistant bacteria．Its metabolic kinetics and route of administration are the current research focus．Bacteriophage lytic enzyme，as a new therapeutic method， has more advantages than active bacteriophage．This review is focused on the recent progress in bacteriophage research，including the mechanism of bacteria lysis，the route of administration，the application of genetic engineering，etc． ［Key words］Bacteriophages；Lytic enzymes；Ｒoute of administration；B acterial infection / therapy ［J Zhejiang Univ （Medical Sci），2013，42 （6）：700-704．］ 耐药菌特别是多重耐药菌的出现对人类健 收稿日期：2012-09-03 修回日期：2013-01-30 康构成了极大威胁，这类细菌感染的疾病面临无药可用的境地。寻找新的有效的抗菌制剂已 经成为刻不容缓的问题。噬菌体制剂作为新型 的治疗方法，受到越来越广泛的关注。 噬菌体（ bacteriophage，phage）是一类特异性感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒，广基金项目：国家自然科学基金资助项目（81100006 ）； 山东省自然科学基金资助项目（ZＲ2010HM073）． 作者简介：裴景亮（1979 －），男，硕士，主管技师，从事临床微生物学研究工作． 通讯作者：付玉荣（1973 －），女，博士，副教授，硕导，从事病原微生物学研究；E-mail：yifuyurong@ 163．com
《专业外语》课程论文
噬菌体治疗细菌性疾病的研究进展 摘要噬菌体在被发现之初已经被尝试用于治疗细菌性疾病，后来由于抗生素的出现使之渐渐淡化出人们的眼球，但是对于现今很多细菌都对抗生素有很强的耐药性甚至出现了具有多重耐药性的超级细菌，使得重新重视起噬菌体治疗细菌性疾病的作用。本文主要综述了噬菌体对于治疗细菌性疾病的早期研究和最新进展。 关键词噬菌体裂解酶细菌性疾病 细菌性感染是感染性疾病中比较常见的类型，如果缺乏及时有效的治疗，严重的话可以导致很高死亡率[1]。例如每年由弯曲杆菌、沙门氏菌、O157大肠杆菌和单核细胞增多利斯特菌引起的食源性疾病就给人类带来巨大的经济损失和生命威胁。 在19世纪初Herelle发现噬菌体（bacteriophage，phage）[2,3]后，人们就曾经尝试采用噬菌体治疗细菌感染。但自抗生素的出现后人们就渐渐的淡化噬菌体的研究而大量的进行有关抗生素的研究，进而大量使用抗生素作为治疗细菌感染的有效途径，在前期抗生素的确有非常好的治疗效果，然而随着抗生素使用的泛滥，细菌的耐药性问题日益加剧，新抗生素研发的速度远远低于耐药菌产生的速度。由于新型抗生素的发现越来越困难，噬菌体治疗重新得到人们的重视，并且取得了一些不错的研究成果。 1 噬菌体及裂解酶的概况 噬菌体( Bacteriophage，简称phage)又叫细菌病毒，是一种可以侵入细菌细胞内，通过酶的用破坏细胞壁，使细菌裂解从而将其杀灭的病毒。噬菌体分为烈性噬菌体和温和性噬菌体，前者可在敏感宿主菌内增殖并使之裂解，亦称为毒性噬菌体（virulent phage）。 噬菌体裂解酶( Lysin或Endolysin)是双链DNA噬菌体所特有的、在病毒复制晚期合成的一类胞壁质水解酶。多数噬菌体具有编码3种细胞壁水解酶的基因，分别为裂解酶、酰胺酶和内肽酶，其中酰胺酶是国内外研究比较多的一种裂解酶。裂解酶的高亲和性与种属特异性的细胞壁糖基有关，而后者常常是细菌存活的必要成分。因此，细菌很难产生对裂解酶的抗性。 2 噬菌体的研究历史回顾 人们曾尝试用噬菌体治疗痢疾、手术伤口的皮肤感染,采用口服、局部外用、滴眼耳鼻等多种给药途径，治疗效果较好[4]。Bruynoghe和Maisin于1921年率先用噬菌体制剂治疗皮肤葡萄球菌感染[5]。1934年美国科学家就报道了噬菌体疗法抗肠球菌感染的成功率可达80%。近期各国研究者进行的动物试验及临床应用结果表明, 噬菌体治疗的效果是值得肯定的并且其效果受使用剂量和用药时间的限制较小。Smith等[6]用噬菌体治疗感染了大肠埃希氏菌的小鼠模型,结果发现给予1次后，小鼠体内的大肠埃希氏菌数量即下降，小鼠全部存活下来。在随后的研究，Smith发现利用专一性噬菌体可治疗由大肠埃希氏菌引起的猪、牛和羊的腹泻，所有经噬菌体治疗的动物都存活下来。所以噬菌体不失为一种安全性和治疗性都较好的药物。2002年, Bisw as采用耐万古霉素的肠道球菌对老鼠进行感染, 45m in后腹腔内注射一定剂量的噬菌体。保护力达到100%。即使在老鼠处于濒死状态的时候才注射噬菌体, 其保护力仍有50%。而没有进行噬菌体治疗的老鼠48h后几乎全部死亡。Bull等[7] 也证明, 即使是在小鼠感染后8h才使用噬菌体对其治疗仍不影响治愈率, 但使用抗生素治疗的小鼠成活率却大大降低。同时，大量的人体试验也证明了噬菌体治疗的安全性。2005年，
噬菌体侵染细菌的实验教学设计 王莹 一、教材内容分析 《噬菌体侵染细菌的实验》是苏教版普通高中生物必修2《遗传与进化》中第4章第1节的内容。本部分内容之前已经介绍了格里菲斯和艾弗里的“肺炎双球菌的转化实验”。“噬菌体侵染细菌”的实验是更具有说服力的实验，其设计思路科学而缜密，值得学生借鉴和学习。本内容是从分子层面上认识遗传物质的本质，为学习DNA的复制，基因的表达和基因突变打下了基础 二、学习对象分析 高中必修一也在介绍原核生物与真核生物时，也了解了病毒是一种寄生的没有细胞结构的生物。可以简要跟学生介绍大肠杆菌和噬菌体，引发回忆。高中学校没有成熟的实验条件供学生亲自做噬菌体侵染细菌的实验，因此教师应该形象直观地展示科学探索的过程，引导学生的思路再现一遍科学家的实验探究过程，达到发展学生科学思维能力的目的。根据新课程理念，高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学探究，因此，本节课以“自主探究科学发现的过程”为设计理念，切实落实主体性教学，提高学生的探究能力，训练学生科学的思维方法。 三、教学策略 由“格里菲斯和艾弗里肺炎双球菌转化实验”的不足之处引入新内容，让学生思考如何对这一问题进行研究，提高说服力，培养他们分析问题和解决问题的能力，激发他们了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣。通过重温科学家的探究历程，领会实验选材的巧妙、思维的严谨和实验方法的科学；通过实验结果的分析理解DNA是主要的遗传物质根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，以培养学生的科学素质为指导，以侧重科学方法教育为归宿，本节课采用“引导探究”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。 采用“设疑导入→问题引导呈现探究过程→讨论实验结果→归纳总结→反馈运用”的教学程序。 四、教学目标 1、知识与技能： （1）进行“噬菌体侵染细菌”的实验设计； （2）描述“噬菌体侵染细菌”的实验步骤 2、情感态度和价值观： (1) 探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。体验科学探索的艰辛过程； (2) )领悟科学研究的过程和方法，培养学生的实验探究能力。 五、教学重点和难点 1、重点：
细菌噬菌体应该如何检测 噬菌体是一类专性寄生于细菌和放线菌等微生物的病毒，其个体形态极其微小，用常规微生物计数法无法测得其数量。当烈性噬菌体侵染细菌后会迅速引起敏感细菌裂解，释放出大量子代噬菌体，然后它们再扩散和侵染周围细胞，最终使含有敏感菌的悬液由混浊逐渐变清，或在含有敏感细菌的平板上出现肉眼可见的空斑──噬菌斑。了解噬菌体的特性，快速检查、分离，并进行效价测定，对在生产和科研工作中防止噬菌体的污染具有重要作用。 检样可以是发酵液、空气、污水、土壤等(至于无法采样而需检查的对象，可以用无菌水浸湿的棉花涂拭表面作为检查样品)。为了易于分离可先经增殖培养，使样品中的噬菌体数量增加。 采用微生物测定法进行噬菌体检测，约需12h左右，因而不能及时判断是否有噬菌体污染。通过快速检测可大致确定是否有噬菌体污染，以采取必要的防治措施。根据正常发酵(培养)液离心后菌体沉淀，上清液蛋白含量很少，加热后仍然清亮;而侵染有噬菌体的发酵(培养)液经离心后其上清液中因含有自裂解菌中逸出的活性蛋白，加热后发生蛋白质变性，因而在光线照射下出现丁达尔效应而不清亮。此法简单、快速，对发酵液污染噬菌体的判断亦较准确。但不适于溶源性细菌及温合噬菌体的诊断，对侵染噬菌体较少的一级种子培养液也往往不适用。 噬菌体的效价即1mL样品中所含侵染性噬菌体的粒子数。效价的测定一般采用双层琼脂平板法。由于在含有特异宿主细菌的琼脂平板上，一般一个噬菌体产生一个噬菌斑，故可根据一定体积的噬菌体培养液所出现的噬菌斑数，计算出噬菌体的效价。此法所形成的噬菌斑的形态、大小较一致，且清晰度高，故计数比较准确，因而被广泛应用。 检测材料 1.菌种 敏感指示菌(大肠杆菌)、大肠杆菌噬菌体(从阴沟或粪池污水中分离) 2.培养基 两倍肉膏蛋白胨培养液，上层肉膏蛋白胨半固体琼脂培养基(含琼脂0.7%，试管分装，每管mL)，下层肉膏蛋白胨固体琼脂培养基(含琼脂2%)，1%蛋白胨水培养基。 3.仪器耗材
第四章细菌和噬菌体的遗传分析 例题1：酵母菌的中性小菌落的线粒体DNA有缺陷，但决定线粒体的核基因是正常的。分离性型小菌落的线粒体DNA是正常的，但带有一个决定线粒体有缺陷的隐性核基因。将这样的中性小菌落和分离型小菌落杂交。问：二倍体F1表型是什么？由二倍体细胞产生的子囊孢子发育成的单倍体世代的表型如何？（浙江大学2000年考研试题10分） 知识要点： 1．酵母菌是单细胞子囊菌，它的生活周期中具有形态上相同的 单倍体和二倍体世代交替。成熟的二倍体营养细胞可以进行出芽生 殖。但在某些环境条件下，二倍体细胞会进行减数分裂，形成单倍性 的四个子囊孢子，子囊孢子释放出来后长大形成单倍体成体细胞。 2．酵母菌二倍体细胞的形成是由两个单倍性的子囊孢子相互结 合形成，双方提供等量的核物质和细胞质。正常的核基因、正常的细胞质基因是显性3．酵母菌的小菌落类型分为分离性小菌落、中性小菌落、抑制 性小菌落。分离性小菌落是由于核基因发生了突变，表现为经典的孟德尔式遗传，与野生型大菌落杂交形成的二倍体细胞为正常的，二倍体细胞减数分裂形成的4个子囊孢子1/2发育成大菌落，1/2发育成小菌落；中性小菌落是由于细胞质中的线粒体上的基因发生了突变，大多数中性小菌落都是没有mtDNA，与野生型大菌落杂交形成的二倍体细胞为正常的，但此二倍体细胞减数分裂形成的4个子囊孢子全部发育成为大菌落；抑制性小菌落是许多突变型的表现，是由于核基因的突变或者是由于mtDNA的突变，或者两方面因素都存在。抑制性小菌落可以在二倍体中表现出来，完全抑制性的可以把二倍体细胞全部转变成小菌落的，也可以把由此产生的四个子囊孢子都转变成小菌落的。 解题思路： 1．根据知识要点1知道此二倍体F1是生活周期中的一个时期根据知识要点2知道此杂交产生的二倍体F1细胞质中有正常线粒体也有不正常线粒体，细胞核中有突变基因也有正常基因，因此，此二倍体F1的表现型为正常大菌落。 2．根据知识要点3知道此二倍体F1 减数分裂形成的四个子囊孢子的细胞质中有正常细胞质也有不正常细胞质，但是，有2个子囊孢子的核基因是突变的，有2个子囊孢子的核基因是正常的，因此，产生的4个子囊孢子的表现型为2正常大菌落，2小菌落。 标准答案： 二倍体F1表型是正常大菌落。
一、转化（transformation）： 概念：某些细菌通过其细胞膜摄取周围供体的染色体片段，将此外源DNA片段通过重组整合到自己染色体组的过程。 1928年，格里费斯(Griffith F.)在肺炎双球菌中发现转化现象。 1944年，阿委瑞(Avery O. T.) 进行肺炎双球菌转化试验； 证实遗传物质是DNA； 转化是细菌交换基因的方法之一。 转化的条件：细菌活跃摄取外源DNA分子；具备重组程序所必需的酶。 转化三种细菌：肺炎双球菌；枯草杆菌；流感嗜血杆菌。 转化的两个例子： ①.用两个带有不同抗性的肺炎双球菌群体混合可以发现带有双抗性的细菌。 细菌裂解DNA残留其它细菌摄取转化。 ②.枯草杆菌活细胞表面分泌DNA，可被其它细胞摄取。 ㈠、供体与受体的互作： ①.转化片断的大小： 肺炎双球菌转化：DNA片断至少有800个碱基对； 枯草杆菌的转化：DNA片断至少有16000个碱基对。 ②.供体DNA分子存在的数目：
供体DNA分子数目与特定基因的成功转化有关。 链霉素抗性基因转化：每个细胞含有10个DNA分子之前，抗性转化体数目一直与DNA分子存在数目成正比。 原因：细菌的细胞壁或细胞膜上有固定数量的DNA接受座位，故一般细菌摄取的DNA分子数<10个。 ③．受体的生理状态： 感受态是处于刚停止DNA合成、而蛋白质合成继续活跃进行时的状态。 活跃合成的蛋白质可使细菌细胞壁易于接受转化DNA。 只有感受态受体细胞才能摄取并转化外源DNA，而这种感受态也只能发生在细菌生长周期的某一时间范围内。 ㈡、转化DNA的摄取和整合过程： ①.结合与穿入： DNA分子结合在接受座位上(可逆)，可被DNA酶降解；接受座位饱和性。 DNA摄取(不可逆)，不受DNA酶破坏。 穿入后，由外切酶或DNA移位酶降解其中一条链。 ②.联会： 按各个位点与其相应的受体DNA片段联会。亲缘关系越远，联会越小、转化的可能性越小。 ③．整合(重组)： 是指单链的转化DNA与受体DNA对应位点的置换稳定地进入到受体DNA。 对同源DNA具有特异性。
第八章细菌和噬菌体的重组和连锁 1、为什么说细菌和病毒是遗传学研究的好材料？ 答：因为它们具有以下几个特点： 1）繁殖快，世代短，容易操作和分析； 2）遗传物质简单，只含裸露DNA或RNA，适于作基因结构和功能研究； 3）便于筛选突变基因和研究基因的功能； 4）可用作研究高等生物的简单模型。 2、大肠杆菌的遗传物质传递方式与典型减数分裂过程的生物有什么不同？答：大肠杆菌的繁殖方式是一种简单的无性繁殖，亲代细胞遗传物质复制后传递给子代细胞；典型减数分裂过程的生物是有性繁殖，需要经过减数分裂形成生殖细胞，在这个过程中发生遗传物质的重组、染色体数目减半，通过精卵结合传递给子代细胞。 3、解释下列名词 （1）F－菌株，F+菌株，Hfr菌株 答：携带F因子（游离于宿主基因组DNA）大肠杆菌株称为F+菌株；携带有整合于宿主基因组DNA中的F因子的菌株称为Hfr菌株；不携带F因子菌株称为F－菌株。 （2）F因子，F’因子，质粒，附加体 答：F因子是存在于大肠杆菌细胞内的一种共价闭合环状双链DNA分子，F 因子赋予宿主细胞具备能与F－细胞接合的特征；F’因子是携带部分宿主基因的F因子；质粒是细胞中染色体外能进行自主复制的遗传单位，非细胞必须组分；附加体是一种既可以游离于宿主基因组外独立存在、又可以整合（插入）宿主基因组中的质粒。 （3）溶原性细菌，非溶原性细菌 答：溶源性细菌是指细胞内携带有温和性噬菌体基因组而又不产生噬菌体粒子的细菌。非溶原性细菌是细胞既无温和性噬菌体基因组、又没有噬菌体粒子的细菌。 （4）烈性噬菌体，温和噬菌体，原噬菌体 答：噬菌体侵入宿主细胞后，进入裂解途径，大量合成自身的遗传物质和蛋白
噬菌体侵染细菌实验 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（）
第五章细菌和噬菌体的遗传 1 细菌和病毒遗传研究的意义 生物的简单分类 自然界所有的生物都可以归入真核生物 (eukaryote)和原核生物(prokaryote)两大类。 细菌和蓝绿藻属于原核生物。构成原核生物的细胞是原核细胞。原核细胞最基本的特征是没有明确的核膜和核结构，也没有线粒体等细胞器，不能进行典型的有丝分裂和减数分裂，只通过简单的裂殖方式增殖。因此，它们的遗传物质传递和重组的方式与真核生物不同。 病毒是最原始的生物，没有细胞结构，甚至自己不能进行自主分裂，只能在宿主细胞内以集团形式增殖。 遗传学研究从经典水平发展到细胞水平，一个重要的条件是Morgan利用了果蝇这个模式试验材料。从细胞水平发展到分子水平，有两个必不可少的条件：（1）对基因的物理结构和化学结构的了解；（2）以微生物为研究材料。 §1 细菌和病毒遗传研究的意义 一、细菌（ Bacteria） 细菌是单细胞生物，是地球上最多的一类生物，它占据了地球上大部分的生物干重。 细菌的繁殖非常快，在适宜的条件下，每20分钟就能繁殖一代，从一个细胞裂殖变成两个细胞。假如以一个细胞为基数，繁殖一代成为2个，繁殖2代成为4个。繁殖n代，就有2n-1+1个。一昼夜以24小时计，可以繁殖72代，总个数为271+1＝2.36×1021。 细菌的基因组很小，只有一条染色体，研究起来非常方便。细菌群体大，即使突变率很低，也很易得到各种不同的生化突变型。 细菌遗传研究的方法： 用液体培养基培养细菌，待其繁殖到一定程度，用吸管吸取几滴培养液，滴到固体的琼脂糖培养基上，用一根灭菌的玻璃棒涂布均匀。若涂布的细菌浓度很低，单个细胞可以分散开来（图7－2）。由于每个细胞不移动的裂殖增生，经过大约一夜，每个细胞的后代可达107个，且集合成群，成为肉眼可见的菌落（colony），或称为克隆（clone）。 单个细菌繁殖而成的菌落中，每个细胞的遗传组成都应该是一样的，但可以发生突变，突变后所形成的菌落也会发生相应的变化。 突变有几类：形态性状突变、生理特性突变、抗性突变。 菌落形状的突变包括菌落的大小、形状和颜色。如引起小鼠肺炎的野生型肺炎双球菌本来形成大而光滑的菌落，而有一种突变形的菌落小而粗糙。 生理特性的突变主要是丧失合成某种营养物质的能力，称为营养缺陷型。如野生型细菌可以自己合成色氨酸，可能突变以后就不能合成了，若不在培养基中添加色氨酸，该菌就会死亡。营养缺陷型可以用不同的选择培养基来检测。 抗性突变主要是指抗药性的突变。在野生型细菌培养基中加入青霉素（penicillin），
噬菌体侵染细菌实验专项训练 1．回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题： Ⅰ. （共8分）1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤： (1)写出以下实验的部分操作步骤： 第二步： ____________________________________________________。 (2)以上实验结果说明： _______________________________________________。 (3)若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用35S的培养基培养 ______________，再用噬菌体去感 染。 Ⅱ.（共7分）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
（1）在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，采用的实验方法___________。 （2）与格里菲斯肺炎双球菌转化实验相比，本实验更具有说服力，原因是。 （3）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析： a．在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液出现放射性，其原因是 ___________________________________________________。 b．在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，将__________ (填“是”或“不是”)误差的来源，理由是 ______________________________________________。 （4）噬菌体侵染细菌实验证明了 __________________________________________。 （5）上述实验中，__________ (填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA？理由是 _________________________________________。 （6）若产生的200个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。 噬菌体细菌 DNA或核苷酸32P标记31P标记
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（）
噬菌体侵染细菌的实验教学设计 一、教材内容分析 《噬菌体侵染细菌的实验》是人教版普通高中新课程生物必修2《遗传与进化》中第3章第1节的内容。本部分内容之前已经介绍了格里菲斯和艾弗里的“肺炎双球菌的转化实验”。而“噬菌体侵染细菌的实验”是比之前的实验更具说服力的一个实验,教师应引导学生重温科学家的探究历程，领悟科学的过程和方法，最终得出科学的结论。本内容是从分子层面上认识遗传物质的本质，为学习DNA的复制，基因的表达和基因突变打下了基础。 二、学习对象分析 初中的生物课本对细菌、病毒已经有所介绍，高中必修一也在介绍原核生物与真核生物时，也了解了病毒是一种寄生的没有细胞结构的生物。可以简要跟学生介绍大肠杆菌和噬菌体，引发回忆。高中学校没有成熟的实验条件供学生亲自做噬菌体侵染细菌的实验，因此教师应该形象直观地展示科学探索的过程，引导学生的思路再现一遍科学家的实验探究过程，达到发展学生科学思维能力的目的。 三、教学策略 由“格里菲斯和艾弗里肺炎双球菌转化实验”的不足之处引入新内容，让学生思考如何对这一问题进行研究，提高说服力，培养他们分析问题和解决问题的能力，激发他们了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣。通过重温科学家的探究历程，领会实验选材的巧妙、思维的严谨和实验方法的科学；通过实验结果的分析理解DNA是主要的遗传物质。 四、、教学目标 1、知识与技能： (1)理解“噬菌体侵染细菌”的实验过程； (2)分析RNA是遗传物质的实验设计思路； (3)理解DNA是主要的遗传物质。 2、情感态度和价值观： (1) 探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。体验科学探索的艰辛过程； (2) )领悟科学研究的过程和方法，培养学生的实验探究能力。 五、教学重点和难点