"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…     

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.     

质粒R144drd3对于大肠杆菌DNA复制发动突变型dnaP18的非整合抑制

通过接合转移,把F1、F11、P、W、X、Ⅰ型的14种质粒分别引入大肠杆菌复制发动突变型dnaP 18,发现只有Ⅰ型质粒R144对于dnaP18具有抑制作用,消阻遏质粒R144 drd3的抑制能力高于质粒R144约一万倍而达到完全的抑制。以下事实说明R144 drd3并不通过整合到dnaP18细菌的染色体上而带来对于dnaP18的抑制:(1)dnaP18(R144drd3)细菌的染色体标记的转移频率在10~(-7)以下,而其质粒标记Km~R的转移频率约10~(-1);(2)这些菌株的DNA抽提物的电泳图谱和电子显微镜照相都说明质粒DNA的存在。 用带有质粒R144 drd3的E.coli作为供体,用E.coli dnaP18菌株作为受体,通过噬菌体P1转导得到的两种Km~R转导子中一种能在42℃形成菌落,而另一种则不能;将转座子Tn10转座到R144drd3上以后,同样使受体成为能在42℃形成菌落或不能形成菌落两类。这些结果表明,质粒R144drd3上存在着与dnaP18抑制有关的特定区域或基因。     

利用金属离子(Fe3+)配体层析亲和筛选蛋白激酶识别的底物序列

将cAMP依赖的蛋白激酶(cAPK)识别的特征底物序列与噬菌体外膜蛋白g3p融合,展示于线状噬菌体fd的表面,构建了cAPK底物(PKS)噬菌体.噬菌体体外磷酸化标记结果表明,PKS噬菌体上分子量约为60ku的蛋白可被明显磷酸化标记,与PKS-g3p融合蛋白的分子量一致.利用金属离子(Fe³⁺)配体树脂亲和筛选经cAPK磷酸化标记的Phage display随机15肽库,4轮筛选后挑取单克隆进行DNA序列测定,确定展示于噬菌体表面的多肽序列.结果表明,在所挑选的14个克隆中有5个克隆具有典型的cAPK磷酸化序列特征(R)RXS/T.对这些噬菌体的体外磷酸化标记实验结果显示,其中有(R)RXS/T序列特征的噬菌体可在分子量约60ku处被特征性磷酸化标记,与PKS噬菌体的磷酸化标记特征一致;其他有一些不具备(R)RXS/T序列特征的噬菌体也可被特征性磷酸化.     

关于噬菌体侵染细菌实验的教学策略探析

证明DNA是遗传物质的实验有两个,这两个实验都是高中阶段生物课程教学中非常重要的实验,一个是肺炎双球菌的转化实验,另外一个就是噬菌体侵染细菌实验,其中噬菌体侵染细菌实验探讨的难度相对较大。通过本文,笔者将结合自身教学经验,对该实验的教学策略进行探讨。     

噬菌体T4脱氧胞苷酸羟甲基化酶基因与免疫基因在大肠杆菌“极大细胞”中的表达

本文用“极大细胞”的方法研究噬菌体T4脱氧胞苷酸羟甲基化酶基因(基因42)与免疫基因(基因imm)的表达。从无性繁殖系CC20中提取带有噬菌体T4基因42和基因imm的重组质粒pHC20,转化到大肠杆菌CSR603(recA~-、uvrA~-、phr-1~-)中。转化于经紫外光照射后继续培养,使细胞在染色体降解的同时扩增了质粒DNA。用~(35)S标记质粒编码的蛋白质,通过SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影鉴别噬菌体T4基因42与imm的产物,其分子量分别为25,500和38,500道尔顿。实验结果表明噬菌体T4基因42与imm在大肠杆菌“极大细胞”中表达。在一定条件下,“极大细胞”是研究基因表达的一个比较方便的体系。     

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.     

噬菌体受体及其鉴定方法

目的噬菌体又称细菌病毒,它可以侵入细菌使细菌裂解。噬菌体受体位于宿主细胞表面,能被噬菌体识别并特异性结合。噬菌体受体多种多样,包括细菌膜蛋白、LPS、磷壁酸,也可以是菌毛、鞭毛、荚膜多糖等。噬菌体在微生态平衡、微生物控制等方面具有重要意义,为了更好地研究噬菌体和挖掘噬菌体潜在价值,确定噬菌体受体是十分关键的一步。本研究就细菌噬菌体受体进行分类介绍,并对噬菌体受体鉴定方法进行总结。     

一株布氏菌新种的综合鉴定

从国外得到一株布氏菌新种,用常规以外的DNA同源性、多种R型血清凝集和对分群噬菌体裂解试验系列检查结果:G+C mol%值为57.1,Tm为78.7℃,与抗IV型猪种血清、抗牛种45/20菌血清、抗羊种B115菌血清的效价均为1∶3200,与抗犬种RM6/66菌血清和阴性兔血清均为(一),与M血清为(+),与A血清为(-),能被Wb、BK₂噬菌体裂解,对Tb、Fi、R/C和8j-309噬菌体不敏感。其生长不需CO₂、不产生H_2S、对硫堇染料不敏感、对碱性复红染     

前噬菌体研究进展

噬菌体是地球上最多的生物实体,一直被认为是细菌的天敌。然而随着基因组学和分子生物学等技术的快速发展,人们发现噬菌体与宿主之间存在微妙而复杂的关系。前噬菌体是指溶原性细菌内存在的整套噬菌体DNA基因组,广泛分布在细菌基因组中,对调节细菌宿主生理具有重要作用,如参与调节宿主的毒力、影响生物膜形成、赋予宿主免疫力等。有趣的是,前噬菌体可以通过"监听"细菌的群体感应来调节自身的溶原–裂解状态。近年来,一些细菌中由前噬菌体编码的抗CRISPR蛋白的发现引起了人们对前噬菌体研究的关注。因此,对前噬菌体的研究可以为改造宿主和前噬菌体提供基础理论参考。本文对前噬菌体的预测、分布、分类及功能进行了综述,以期为进一步研究噬菌体与宿主间的关系提供基础。     

乳酸乳球菌乳脂亚种W56中质粒pJW566的生物学特性

从丹麦乳酪发酵启子乳酸乳球菌乳脂亚种 (Lactococcuslactissubsp .cremoris)W56中 ,分离到一个 2 2 4kb的质粒pJW566,将该质粒转化到无质粒且噬菌体敏感的L .lactisMG1 61 4、SMQ86菌株中 ,所得转化子对常见 963、c2和P335属的噬菌体具有一定抗性。经测定噬菌体以及含有pJW566的菌株所繁育的噬菌体效价 ,发现该质粒对外源DNA具有限制和修饰 (Re strictionandModification ,R M)作用。将pJW566转化到一株噬菌体敏感的乳酪工业生产菌株L .lactisCHCC2 2 81 ,在牛奶发酵中 ,表现出较强的噬菌体抗性。体外内切酶活性测定表明 ,该质粒具有的限制性内切酶需要Mg2 +和ATP ,而AdoMet(S adenosylmethionine,AdoMet)对酶活有促进作用     

噬菌体与细菌相互作用的分子机制研究进展

噬菌体与细菌是自然界中存在最广泛的两类微生物,两者在群体水平、个体水平以及分子水平上均存在复杂的相互作用关系.细菌能够影响溶原性噬菌体的溶原-裂解决策,而被噬菌体感染的细菌基因表达谱也会受到噬菌体影响,使宿主菌的代谢、应激、抵抗力、毒性等多种性状发生改变.现从细菌和噬菌体两者的角度,分别综述细菌抵抗噬菌体感染以及噬菌体...     

腾冲热海一株栖热菌裂解性噬菌体的分离及其特征

【目的】Thermus(栖热菌)属是嗜热细菌中比较古老的类群,本研究探索从腾冲热海热泉分离栖热菌噬菌体,并初步分析其特征。【方法】采用"双层平板法"从云南腾冲热海碱性热泉中分离纯化栖热菌噬菌体;对噬菌体及其宿主进行电镜形态观察,并进行噬菌体基因组限制性酶切片段多态性分析、噬菌体生理特征及蛋白组成分析。【结果】从腾冲热海热泉分离获得1株裂解性噬菌体,其宿主菌TC10通过16S rRNA基因序列分析鉴定为Thermus属菌株。此噬菌体为长尾型,头部直径67nm,尾管长837nm、宽10nm,最适感染温度为65℃-70℃,最适感染pH值为7.6,对氯仿不敏感,其形态与分离自俄罗斯勘察加半岛热泉的栖热菌噬菌体P23-45和P74-26有一定的差异,蛋白组成差异显著,为一株新的栖热菌噬菌体,命名为TTSP10(Tengchong Thermus Siphoviridae Bacteriophage)。     

三个不能被Vi噬菌体分型的伤寒菌株

我们在进行伤寒杆菌Vi噬菌体分型工作中,遇到与目前国内使用的34个型不同的三个噬菌体型菌株,现将检查结果报告如下。菌株为哈1,S17、S成6。     

大肠埃希氏菌细胞壁核心糖的分析与E-4噬菌体的受体定位

用生物学和气相色谱的方法分析确定,大肠埃希氏菌细胞壁核心糖有9种。除已知的Rl、R2,R3、R4、K-12和B外,还发现3种新的核心糖,暂定名为N1、N2和N3。福氏志贺氏菌的核心糖为R3,宋内氏志贺氏菌的核心糖为R1。E-4噬菌体的受体定位是Rl、R3和R4核心糖上的次端位半乳糖。根据E-4组噬菌体裂解谱,LPS使50％噬菌体失活量(Phl50)测定,以及分离E-4噬菌体抗性株的试验,表明E-4噬菌体的受体定位还有细徽的变化,呈现8种不同裂解型,这种变化与核心糖类型(即单糖分子比)无关。试验证明,核心糖为R2的大肠埃希氏菌细胞壁上具有完全有效的O-I噬菌体受体定位。     

细菌自然转化的分子机制及生物学功能研究进展

基因的水平转移在细菌的进化中起着非常重要的作用。自然界中的细菌之间主要通过3种机制进行基因水平转移:由噬菌体介导的转导、接合转移和自然转化。自然转化是指自然感受态的细菌能够自发地从外界环境中摄取DNA分子并整合到自身基因组上的过程。该现象首先发现于肺炎链球菌,目前至少有83种细菌被发现具有发生自然转化的能力,其中革兰氏阳性菌以肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,S. pneumoniae)为代表,革兰氏阴性菌以奈瑟氏菌(Neisseria)为代表,对其自然转化机制的研究和认识较为清楚,但不同细菌之间自然转化的机制有所差异。自然转化的生物学功能一直以来有以下几种推测:获取营养、修复DNA损伤、生物进化,而近年来对此认识争论不休。本文将详细描述细菌自然转化的分子机制,并对其主要的生物学功能争论焦点进行评述,以期对细菌自然转化有更深入的理解和认识。     

10种常见细菌基因检测膜条的研制

以16S rRNA基因为检测靶基因,设计10种常见细菌的DNA探针,将探针固定于硝酸纤维素膜条;PCR扩增细菌的16S rRNA基因片段并标记生物素后与膜条杂交;采用碱性磷酸酶标记的链亲和素检测生物素标记,以NBT/BCIP显色。该膜条不仅能单独检测10种细菌中的任何一种,也能同时检测5种细菌。该方法具备高通量、低成本、快速、准确等特点,具有良好的临床应用前景。     

噬菌体粉剂的制备及抗逆性与稳定性

【背景】细菌耐药已成为全球严重的公共卫生问题,养殖业是细菌耐药性产生的重要源头之一。我国正在全力推进"减抗、限抗、禁抗"战略。新型安全高效的抗生素替代品成为当前养殖业的重要需求。噬菌体因其能有效裂解细菌被认为是一个重要的突破口,但噬菌体作为活体微生物,在保存和使用时存在稳定性差、利用率低等问题。【目的】制备噬菌体粉剂,提高噬菌体的抗逆性和稳定性,为噬菌体在养殖业中的应用提供技术支持。【方法】选用大肠杆菌噬菌体BpEP4,采用嵌段式聚醚F-68包被噬菌体,然后负载于脱脂米糠制得噬菌体粉剂,双层琼脂平板法测定粉剂的噬菌体效价,研究其耐高温性能、pH稳定性与常温保存稳定性。【结果】噬菌体粉剂可以在100℃保持噬菌体的活性,pH耐受范围为2.0-12.0。常温下保存3个月噬菌体效价无明显降低。【结论】粉剂显著提高了噬菌体的抗逆性与稳定性,具有很好的应用价值和推广前景。     

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。     

应用噬菌体肽库筛选能封阻霍乱噬菌体VP1转染菌细胞的寡肽

噬菌体感染细菌首先要吸附于细菌表面受体 ,从目前报道的细菌与噬菌体相互作用的研究中发现 ,这些受体包括细菌细胞外膜上的蛋白、糖脂结构和鞭毛等。霍乱弧菌是霍乱的病原体 ,高守一等 (副霍乱资料汇编 ,1 984,2 37～ 2 4 5 .)从国内分离并选择出 5株噬菌体 (VP1～VP5 ) ,根据霍乱弧菌菌株对噬菌体的敏感性不同 ,将埃尔托型霍乱弧菌分为 32个噬菌体型。结合生物学分型方法 ,可区分埃尔托型霍乱弧菌的两类不同菌株 (流行株和非流行株 )和不同菌型。对各种来源的菌株进行分型 ,可作为一种追溯传染来源、传播途径和分析流行形式的流行病学研…