T2 噬菌体的特点

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。

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。

分类噬菌体的种类很多，但始终没有可以普遍应用的分类标准来确定噬菌体的科、属界限和命名规则。

1976年国际病毒分类委员会发表“病毒的分类与命名”第二次报告，才将噬菌体分为8科,1979年的第三次报告和1982年第四次报告改分为10科，各科名称和特点如下：肌病毒科具有正多面体或长的头和尾以及可收缩尾鞘的复合形态的噬菌体，核酸为线型
双链DNA(dsDNA)。

T2、T4噬菌体(见彩图)为代表种。

长尾病毒科具有正多面体的头和长尾，但无可收缩的尾鞘，核酸为线型dsDNA，λ、T5 噬菌体为代表种。

短尾病毒科具有正多面体的头和长约20纳米的短尾，核酸为线型dsDNA，T7、P22噬菌体为代表种。

被脂病毒科毒粒直径约60纳米的正二十面体，多角顶有刷状刺突，无尾，衣壳分内外两层，两层之间为脂质，核酸为环型dsDNA，PM2噬菌体为代表种。

生物（2019版）必修二知识梳理及训练3.1 DNA是主要的遗传物质1.运用演绎与推理、归纳与概括的科学思维方法,分析肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验,说明DNA是遗传物质。

2.通过对肺炎链球菌的转化实验的学习,说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。

3.举例说出某些生物的遗传物质是RNA。

4.能够运用同位素标记技术、遗传物质探究的科学方法,具备设计实验探究类似的生物学问题的能力。

5.体验科学家对遗传物质本质探究的艰辛历程和严谨态度,认同科学和技术的相互支持相互促进;认同科学是在不断拓展、修正中前进的。

新知探究一肺炎链球菌的转化实验活动1:阅读教材P43格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验,思考下列问题。

问题(1):第一、第二、第三组实验分别说明什么?提示:第一组实验说明R型细菌没有致病性;第二组实验说明S型细菌具有致病性;第三组实验说明加热致死的S型细菌不具有致病性。

问题(2):第四组实验中的S型活菌是怎么产生的?提示:由R型活菌转化而来。

问题(3):已知在80～100 ℃温度范围内,蛋白质将失去活性,DNA的结构也会被破坏,但当温度降低到55 ℃左右时,DNA的结构会恢复,但蛋白质却不能恢复。

由此我们可以推断:在格里菲思的实验中,加热杀死的S型细菌中的“转化因子”可能是哪种物质?提示:DNA。

问题(4):如果将S型细菌的DNA直接注入小鼠体内,会导致小鼠死亡吗?提示:不会。

没有R型活细菌,S型细菌的DNA是不能转化为S型细菌的。

活动2:阅读教材P44艾弗里肺炎链球菌体外转化实验和P46“科学方法”,思考下列问题。

问题(5):艾弗里肺炎链球菌体外转化实验中应用了酶的什么特点?提示:酶的专一性。

问题(6):艾弗里的体外转化实验中的自变量和因变量分别是什么?提示:自变量是细胞提取物的不同处理,因变量是培养基中活细菌的种类。

问题(7):艾弗里实验控制自变量的原理是什么?提示:在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,控制自变量的原理属于“减法原理”。