肺炎双球菌转化实验(P58)

一、肺炎双球菌转化实验（P58）实验材料分析：它的菌落光滑(Smooth)，菌体有多糖荚膜，是有毒性的球型菌，能够使人患肺炎或使小鼠患败血病。它的菌落粗糙(Rough)，菌体无荚膜，是无毒性的球型菌。R型菌S型菌加热杀死的S型菌R型菌+加热杀死的S型菌实验一：活体转化：1928年格里菲思的肺炎球菌转化实验活的S型菌！分离R型活菌+S型死菌S型活菌转化（1）为什么无毒的R型活菌可以转化成有毒的S型活菌呢？R型活细菌S型活细菌杀死的S型细菌中的“转化因子”（2）转化而来的S型活菌的后代也是有毒性的S型细菌又说明了什么？转化而来的性状可以遗传，转化因子是遗传物质如何解释这一现象？为什么转化因子没有和S型细菌一起被”杀死”?说明遗传物质——转化因子比较稳定，不容易变性失活。（4）转化因子是什么呢？你认为在确定转化因子的实验中，关键的设计思路是什么？你会如何设计这个实验，并预测实验结果？关键思路：把各种化合物分开，单独观察，确定唯一变量。设计方法：把由S型细菌中分离，提取出的各种成分，单独作用于R型细菌。（3）该实验有没有证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是加热杀死的S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。实验设计：寻找转化因子[思路][材料用具]把S型菌中各种化合物分开，单独观察，确定唯一变量。R型菌，S型菌的DNA、蛋白质及多糖等，细菌培养基，培养皿S型细菌蛋白质荚膜多糖DNA分别与R型活细菌混合培养，观察有无S型细菌产生第一组第二组第三组蛋白质多糖无转化无转化1944年艾弗里的离体转化实验实验二：体外转化：脂质RNA……DNA无转化无转化出现转化现象DNA的纯度越高，转化就越有效。DNA+DNA酶无转化2020年1月22日8时8分进一步证明：用反证法证明DNA是使R型细菌发生转化的必要条件，使结论更加可靠。而且证明是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位使细菌发生了转化。结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质但是人们对艾弗里的实验结论还表示怀疑？因为艾弗里提取的DNA中还含有少量的蛋白质（至少含0.02％）。为此，1953年赫尔希、蔡斯又设计了噬菌体侵染细菌的实验来证明艾弗里的结论（P49）二、噬菌体侵染细菌的实验T2噬菌体属于细菌病毒，营专性寄生生活，它的专一宿主为大肠杆菌。（是怎么寄生的呢？）T2噬菌体的成分中，只有DNA和蛋白质两种物质。细菌噬菌体电子显微镜下的大肠杆菌和噬菌体噬菌体侵染大肠杆菌的过程吸附注入合成组装释放只把DNA注入到大肠杆菌中以自身遗传物质DNA为模板，利用大肠杆菌的原料合成新的DNA和蛋白质。DNA：C、H、O、N、P1、实验方法：你会选取哪种元素的同位素来分别标记DNA和蛋白质？放射性同位素标记法蛋白质：C、H、O、N、S35S32P二、噬菌体侵染细菌的实验---赫尔希、蔡斯蛋白质被35S标记如何获得35S或32P标记的噬菌体先用含32PO43-的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染这种大肠杆菌用含35SO42-的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去感染这种大肠杆菌DNA被32P标记能不能直接用含有35S和32P的培养基培养噬菌体来标记？32P标记了DNA35S标记了壳体蛋白2、实验步骤：②用已标记的两种噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌，并且进行适当时间的保温。二、噬菌体侵染细菌实验32P标记了DNA35S标记了壳体蛋白实验步骤：③用搅拌器搅拌，然后离心。•搅拌的作用：为了使细菌外吸附着的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离二、噬菌体侵染细菌实验•实验室用的离心机离心的作用：离心是一种分离混合物的方法，通过离心，被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌)会在下层的沉淀物中，噬菌体的蛋白质外壳质量较小,在上层的上清液中。二、噬菌体侵染细菌实验实验步骤：③用搅拌器搅拌，然后离心。35S标记了壳体蛋白32P标记了DNA32P标记了DNA35S标记了壳体蛋白结果分析：蛋白质不能进入细菌，而DNA可以进入细菌并指导子代噬菌体的产生。实验结论：DNA是遗传物质。•（1）、用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但在沉淀物中也检测到少量放射性，为什么？•由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。问题分析35S标记了壳体蛋白•（2）、用32P标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性。但实验实际结果悬浮液中也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。为什么?问题分析32P标记了DNA（2）、原因有二：•①保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液中。•②从噬菌体和细菌混合培养到搅拌离心，此段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子代，经离心后分布于悬浮液。问题分析【例】如果用15N、32P、35S标记噬菌体，让其侵染细菌，产生的子代噬菌体与亲代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为()A．可在外壳中找到15N和35SB．可在DNA中找到15N、32PC．可在外壳中找到15ND．可在DNA中找到15N、32P、35SB有些病毒不含有DNA，只含有RNA和蛋白质，例如HIV病毒，SARS病毒，烟草花叶病毒科学的发展是无止境的……它们的遗传物质又是什么呢？如何研究呢？烟草花叶病毒TMVRNA蛋白质左：正常烟叶右：病叶三、烟草花叶病毒的感染和重建实验烟草烟草花叶病毒感染实验RNA蛋白质感染烟草感染烟草RNA酶处理RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。TMVATMVB降解降解蛋白A蛋白BRNAARNAB重组病毒重组病毒感染烟草感染烟草A型病毒B型病毒烟草花叶病毒的重建实验结论：新病毒类型取决于所提供的RNA。•对于一种生物来说，遗传物质只有一种•——DNA或者RNA。•1、细胞生物：无论是真核生物还是原核生物，遗传物质均为DNA。•2、DNA病毒：含DNA的病毒，遗传物质是DNA。•3、RNA病毒：只含有RNA的病毒，遗传物质是RNA。四、总结•生物的遗传物质：•①细胞内既有DNA，又有RNA，只有DNA是遗传物质；•②病毒只能含有一种核酸，DNA或RNA；•③对于整个生物界而言，绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质；•④一切有细胞结构的生物，遗传物质都是DNA。四、总结1.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是A．重组DNA片段，研究其表型效应B．诱发DNA突变，研究其表型效应C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递［学习自测］C2.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况①R蛋白质R型②R荚膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA（经DNA酶处理）R型A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C.③和④说明S型菌的DNA是转化因子D.①~④说明DNA是主要的遗传物质C3.关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质C