第2讲 病毒的繁殖

第2讲病毒的繁殖（1）——T2噬菌体的繁殖及其遗传物质的探索病毒是生物，根本原因是病毒具有繁殖这一生物所共有的特性。

病毒是如何繁殖的呢？

不同的病毒繁殖的方式是不同的，我将用三讲来介绍。我们先来看看T2噬菌体是如何繁殖的？

这讲内容属于必修二第3章第1节，考纲要求为：人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ），要求会综合应用。

我们先来看几道高考真题，看看高考是如何考查这部分内容的。

1.(2016·全国卷III，2）在前人进行的下列研究中，采用的核心技术相同（或相似）的一组是

① 证明光合作用所释放的氧气来自于水

② 用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株

③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质

④用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布

A. ①②

B. ①③

C. ②④

D. ③④

2.（2013年·海南，13）关于T2噬菌体的叙述，正确的是

A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

3.（2012年·上海，11）赫尔希(A．Hershey)和蔡斯(M．Chase)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

从这些题可以看出：高考主要围绕一个关键词从噬菌体侵染细菌

实验的实验方法、实验过程、实验结果分析和实验结论。

下面先来看看课本对T2噬菌体的介绍。

T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾

部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。

有哪一种细胞结构只由DNA和蛋白质两种物质组成？染色质

（体）。

侵染大肠杆菌后，T2噬菌体（以下简称噬菌体）就会在自身遗传

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。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。

如图所示，经过“吸附→注入→合成→组装→释放”这一

过程，噬菌体就完成了繁殖。

繁殖产生的子代噬菌体与亲代一样，这叫遗传，那么T2噬

菌体的遗传物质是谁呢？

下面我们通过实验来探究这一问题。

根据上述噬菌体的繁殖过程，我们可以提出假设：DNA是噬

菌体的遗传物质。

如何进行实验操作呢？

先看看实验思路：组成噬菌体物质只有蛋白质和DNA，我们要研究谁是遗传物质，就要设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用。

如何使噬菌体的DNA和蛋白质分开呢，分离提纯是一种方法，但难以达到100%，赫尔希和蔡斯想到了放射性同位素标记法。

如何标记噬菌体呢？

它们首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含35S标记的噬菌体。

然后，按下图进行操作。

搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。

离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

实验结果分析：

标记蛋白质的一组，上清液中放射性很高，因为噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌；但沉淀物中仍有很低的放射性，说明沉淀物中还有蛋白质外壳吸附在大肠杆菌上，没有分离，这与搅拌有关，因为搅拌的作用是使它们分离。

标记DNA的一组，沉淀物中放射性很高，说明亲代噬菌体的DNA进入到了大肠杆菌中，而且子代噬菌体中能检测到32P，说明能够传给了子代，上清液中也有很低的放射性，说明其中有亲代的DNA，这些DNA 要么培养时间短，亲代少量DNA还没有注入到大肠杆菌，要么是培养时间过长，大肠杆菌破裂，子代噬菌体从大肠杆菌中释放出来，进入到了上清液中。

实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质。

因亲代的蛋白质在繁殖过程中没有进入大肠杆菌，没有传给子代，不确定它对遗传有没有作用。

练习：

4.（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（）

A.被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的

B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量

C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量

D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量

5．(2017.全国I卷29）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。

假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）

（答案在下方找）

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【本讲答案】1.B 2.D 3.B 4.D

5.答案：（1）实验思路：

甲组：将宿主细胞培养在含放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后，收集病毒并检验其放射性。

乙组：将宿主细胞培养在含放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后，收集病毒并检验其放射性。

（2）预期实验结果及结论：

若甲组收集的病毒有放射性，乙组没有，说明该病毒为DNA病毒，反之为RNA病毒。