噬菌体侵染细菌实验的教学设计

噬菌体侵染细菌实验应该是一个探究性实验,但有不少教师将它处理了验证性实验.指出了该实验教学中存在的误区,并提出相关建议和教学设计.     

细菌群体感应系统与噬菌体的相互作用机制研究进展

细菌在与噬菌体的长期共进化过程中形成多种抵抗噬菌体侵染的机制,其中群体感应参与的细菌抵御噬菌体侵染机制成为近年来的研究热点。群体感应与噬菌体之间的相互作用是复杂和多样的,本文将重点综述群体感应在噬菌体侵染中的作用、调控在噬菌体裂解-溶源转变的作用,以及群体感应与噬菌体的其他相互影响等内容,为噬菌体在细菌性疾病的治疗提供理论依据。     

“噬菌体侵染细菌的实验”的分析与教学建议

从研究背景、实验的难题、科学方法、教育价值等方面,对“噬菌体侵染细菌的实验”进行了较为深入的分析．并给出了相应的教学建议。     

考证"DNA是主要的遗传物质"的实验逻辑

为了清晰地认识科学家们证明DNA是遗传物质的整个过程和实验思路,以肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验为主线,阐明了一个较为详实的求证逻辑.     

疑难问题解答一例

问:在噬菌体侵染细菌的实验中,怎样知道进入细菌细胞的是噬菌体的DNA而不是蛋白质呢?答:噬菌体是有蛋白质的外壳包裹着DNA的简单结构.它侵染细菌时,进入细胞的是DNA还是蛋白质呢?美国科学家赫尔希(Hersher)和蔡斯(Chase)在1952年做了如下的实验回答了这个问题.他首先将噬菌体培养在含有用~(32)P同位素标记的磷酸盐培养基上,结果DNA被~(32)P标记.而蛋白质一般只是由C、H、O、N、S元素组成,而不含P,故蛋白质不会被标记.他又将噬菌体放在含有~(35)S同位素标记的硫酸盐培养基里培养,结果噬菌体的蛋白质被~(35)S标记上.而DNA没有被标记.     

Wolbachia和WO噬菌体的侵染关系及稳定性

WO噬菌体是侵染节肢动物体内Wolbachia的细菌病毒。人们猜测WO噬菌体可能参与控制寄主遗传改变的活动。对WO噬菌体与Wolbachia的侵染关系以及WO噬菌体在米蛾Corcyra cephalonica、黑腹果蝇Drosophila melanogaster不同地理种群和世代间存在的稳定性进行初步研究。结果表明,WO噬菌体是侵染胞内菌Wolbachia的专性病毒,WO噬菌体稳定的存在于米蛾和黑腹果蝇的种群和世代中。据此推测,WO噬菌体与Wolbachia很可能经历长期的协同进化过程。     

用细菌噬菌体抑制葡萄酒中的细菌生长和苹果酸、乳酸发酵

存在于葡萄酒中的细菌噬菌体能侵染细菌起子培养物(starter culture)并抑制苹果酸、乳酸发酵。起子培养物的裂解是由于噬菌体侵染的结果,这一可能性通过向市售干红葡萄酒(pH3.23)中接种已增殖的起子培养物菌株得     

细菌与噬菌体相互抵抗机制研究进展

噬菌体作为一种侵染细菌的病毒,能够特异性识别宿主细菌。近年来,抗生素的过度使用导致耐药细菌的出现,噬菌体有望成为对抗耐药细菌的新武器。在细菌与噬菌体长期共进化过程中,二者都演化出一系列抵御策略。本文从抑制噬菌体吸附、阻止噬菌体DNA进入、切割噬菌体基因组、流产感染以及群体感应对噬菌体的调控等方面,对细菌抵抗噬菌体的机制以及噬菌体应对细菌的策略进行了综述,同时还列举了细菌和噬菌体相互抵抗机制的检测方法,以期为噬菌体在细菌控制中的应用以及探究细菌抵抗噬菌体的机制提供理论依据。     

宿主菌抗噬菌体机制的研究进展

噬菌体又称细菌病毒,是公认最丰富的微生物,也是最多样性的,这种多样性是适应所面对选择性压力例如普遍存在宿主菌的噬菌体抗性机制。噬菌体通过6步(吸附、注入、复制、转录翻译、组装和释放)侵入细菌并使之裂解,但是当噬菌体感染细菌,就会面临细菌抗噬菌体的机制,宿主菌能够进化出多种抗噬菌体的机制来避免噬菌体的侵染和裂解。本文就对宿主菌抗噬菌体各种机制作一综述。     

"噬菌体侵染细菌"实验的问题式探究学习

探究学习是新课程倡导的学习方式。如何有效地进行探究教学呢?选择合适的探究方式是重要的环节。“噬菌体侵染细菌”实验不仅充分证明了DNA是遗传物质,而且蕴含着科学家独特的科学思维方法和事实求是的科学精神,是进行探究学习的极好案例。限于实验条件及学生知识水平,教师通过问题引导探究是较为有效的探究方式。     

"DNA是主要的遗传物质"一课的教学设计

在高中生物第 6章“遗传和变异”的第 1节“遗传的物质基础”中 ,第 1课时“DNA是主要的遗传物质”的内容主要是通过“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌”两个实验来证明 DNA是遗传物质 ,看似其内容简单 :几个前人已经做成功的实验得出一个大家从媒体上早已熟知的结论 ,可实际上 ,细细推敲 ,这几个实验的设计思路是什么 ?设计的科学性在哪里 ?实验结论是如何被一步一步证实出来的 ,学生并不易掌握 ,尤其对“肺炎双球菌转化实验”的第 4步 ,加热杀死的 S型细菌与无毒的 R型细菌混合后 ,为什么就使小鼠致死这个实验过程 ,如果只是…     

噬菌体吸附及受体结合蛋白(RBP)的研究进展与应用

噬菌体通过受体结合蛋白(Receptor binding protein,RBP)结合到细菌表面,其过程需要复杂的原子结构的参与和构象改变。针对噬菌体侵染,细菌发展了多种抗性机制,同时,噬菌体也进化出多种逃逸宿主抗性的机制。对噬菌体与细菌间"吸附-抗吸附-逃逸过程"的探索有助于我们理解噬菌体与细菌共进化的过程,对科学发展噬菌体治疗技术以及噬菌体的生物应用技术具有重要意义。本文概述了噬菌体吸附相关蛋白及吸附发生过程、基于RBP改变的噬菌体逃逸机制和RBP相关的生物技术研究进展。     

关于遗传物质基础的2个问题的辨析

在教学中接触了各版本的教材和各种教辅材料。发现其中对于噬菌体侵染实验的结论和磷酸二酯键的表述存在问题,下面就这2个问题谈谈自己的看法。     

麦氏安瘿蜂体内侵染Wolbachia的WO噬菌体的检测及其orf7基因序列分析

Wolbachia为节肢动物等的细胞质共生细菌,能对宿主的繁殖模式进行调控,包括诱导胞质不亲和、孤雌生殖、雌性化及雄性致死。WO噬菌体是一类侵染节肢动物体内Wolbachia的细菌病毒。为检测麦氏安瘿蜂Wolbachia是否被WO噬菌体侵染,本研究使用WO噬菌体的orf 7基因引物,对信阳、六安及长沙3种群的WO噬菌体进行了PCR检测。结果显示,3种群的雌、雄虫体内的Wolbachia均有WO噬菌体的侵染,感染率为100%。获得的3种群麦氏安瘿蜂Wolbachia的WO噬菌体orf 7基因序列均为371 bp,序列完全一致。其序列与粉斑螟Ephestia cautella的wECau B3-1和wCauA5-1株系、反颚茧蜂Asobara tabida的wAtabA3-3株系的一致性最高,在NJ和ML系统树中,均聚合在同一分支,属于WO噬菌体的第Ⅲ大群。     

噬菌体

噬菌体是一类专门以细菌为寄生对象的生命体,它是特沃特(Twort)于1915年首先发现的,后来由D′Herelle命名。噬菌体的生活周期因种类不同而异,有些噬菌体生活周期较短,约20-30分钟;有些噬菌体生活周期较长,往往几小时甚至更长的时间;另有噬菌体(如丝状噬菌体)可连续地从寄主细胞内释出,并不随寄主细胞的死亡而消失。对于它生活周期主要阶段的发现是通过观察其寄主细胞而实现的。据研究,噬菌体生存的决定因素有两点:其一,赖以偶然吸附在寄主细胞上;其二,噬菌体的相对浓度。当其具备了以上条件而侵染细菌时,首先在细菌表面的特异部位上吸附,后由溶菌酶溶开一个孔洞,随之将噬菌     

DNA的两条链是否都有转录能力?

答在DNA双链中只有一条链有转录能力。有人用SP8噬菌体侵染枯草杆菌做DNA-RNA杂交实验,已证明这一观点。SP8噬菌体DNA的两条链比重不同,一条富含嘌呤称重链;另一条富含嘧啶称轻链,用热变性和密度梯度离心的方法可以将两条不同比重的链分开。实验者在SP8噬菌体侵染后,从枯草杆菌中分离出RNA,分别与噬菌体DNA的重链或轻链混合并缓慢冷却。他们发现SP8侵染后形成的RNA只能与DNA的重链形成DNA-RNA     

细菌毒素-抗毒素系统在噬菌体流产感染中的作用北大核心CSCD

细菌常受到数量众多的噬菌体感染,宿主细菌在和噬菌体竞赛中进化出多样化的分子策略,流产感染(abortive infection,Abi)是其中之一。毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system,TA)会在细菌受到压力胁迫时表达并介导细菌的低代谢甚至休眠,还能直接减少子代噬菌体形成。此外,部分毒素序列和结构与Cas蛋白高度同源,噬菌体甚至会编码抗毒素类似物来阻遏对应毒素的活性。这表明流产感染中细菌死亡过程导致的噬菌体感染失败与TA功能高度重合,TA可能是噬菌体侵染宿主的主要阻力和防御力量之一。文中基于TA系统的分类和功能,对参与噬菌体流产感染的TA系统进行了综述,并预测具有流产功能的TA系统和其在抗生素开发和疾病治疗中的应用前景。这有助于认识细菌-噬菌体相互作用,并指导噬菌体治疗和合成生物学。     

基于全基因组序列比对的大肠杆菌噬菌体侵染能力分析

迄今,在NCBI基因组数据库中大肠杆菌及其噬菌体的全基因组序列数量众多,这些大数据足以让我们基于全基因组序列比对研究大肠杆菌噬菌体侵染能力及宿主的抗感染能力。目前还未见大肠杆菌噬菌体侵染能力的相关报道。本研究为研究噬菌体侵染能力及其专一性提供数据。从NCBI数据库中下载大肠杆菌进化树上的代表菌株及全部的大肠杆菌噬菌体基因组序列,采用Blast软件进行序列比对,找出噬菌体与宿主的一一对应关系,再通过R语言等相关软件分析噬菌体对不同大肠杆菌宿主的侵染能力。在35个大肠杆菌噬菌体中,Escherichia phage HK75等四株噬菌体的侵染能力最强,Escherichia phage PhaxⅠ和Escherichia phage v B_Eco M_CBA120的侵染能力比较弱。在44个大肠杆菌代表株中,Escherichia coli strain400791、Escherichia coli M605的易感能力较强,Escherichia coli MS 84-1的抗噬菌体能力较强。本研究首次利用全基因组序列比对的方法分析了噬菌体对宿主的侵染能力,为噬菌体侵染能力研究提供参考数据。     

裂解或溶源-细菌遭遇噬菌体后的命运抉择

噬菌体是地球上数量最丰富的有机体,其在自然生态系统的塑造和细菌进化驱动中发挥着至关重要的作用。在与宿主的相互斗争中,噬菌体可以选择以下2种方式决定其与宿主的命运:(1)裂解:通过裂解宿主细胞最终大量释放噬菌体颗粒;(2)溶源:将其染色体整合到宿主细胞基因组中,与宿主建立一种潜在的互存关系。对于一些温和的噬菌体,这种倾向进一步受到感染多样性的调节,其中单一感染主要是裂解性的,而多重感染则多是溶源性的。溶源性的噬菌体不仅可以根据外界环境的理化因子,还可以通过细菌自身的群体感应系统来启动裂解-溶源开关,进而决定其宿主菌的命运。与此同时,宿主细菌在与噬菌体长时间的斗争中也进化出了针对噬菌体的手段。总而言之,噬菌体深刻影响着细菌的群落动态、基因组进化和生态系统等,而这一切都取决于噬菌体与宿主间的斗争模式(裂解/溶源性感染)。本文探讨了导致温和噬菌体对宿主菌进行裂解-溶源命运抉择的影响因素并系统性总结了细菌在面对噬菌体侵染时的应对策略的最新研究进展,以期能为噬菌体与宿主的研究提供建议和帮助。     

细菌-噬菌体对抗性共进化研究进展 *

共进化现象在自然界中普遍存在。细菌和细菌的天敌噬菌体之间的对抗是一场持久战,细菌-噬菌体系统是研究共进化的模式材料。目前关于细菌-噬菌体对抗性共进化的机制有两种公认的模型,即GFG模型和MA模型,对应于两种模式,即ARD模式和FSD模式;主要采用Time-Shift Assays方法测定细菌-噬菌体的对抗性共进化动力学模式。长尾噬菌体是有尾噬菌体中最大的家族。目前关于细菌-噬菌体系统共进化的研究主要集中在短尾和肌尾噬菌体与其宿主之间,而细菌-长尾噬菌体共进化的研究报道较少。