黃靜娜

摘要 介紹一套模擬噬菌體侵染細(xì)菌過程的演示教具的制作和使用方式，通過模型建構(gòu)輔助教學(xué)，突破“噬菌體侵染細(xì)菌”的難點(diǎn)，也能讓教材的插圖在課堂教學(xué)中鮮活起來。

關(guān)鍵詞 噬菌體侵染細(xì)菌 自制磁性教具

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

文件編號(hào)：1003-7586（2018）11-0019-02

1制作背景

“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”是人教版“高中生物學(xué)”《必修2·遺傳與進(jìn)化》第三章第一節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)。要徹底理解這部分的內(nèi)容，學(xué)生不僅需要對(duì)科學(xué)史有一定了解，還需要具備一定的分析對(duì)比、綜合提煉的能力。除此之外，學(xué)生還需要具備一定的空間想象能力，能想象出噬菌體的形態(tài)特點(diǎn)等。這給學(xué)生帶來不小的學(xué)習(xí)障礙。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常存在以下的困惑：①利用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記的是噬菌體的什么物質(zhì)？②噬菌體侵染細(xì)菌的過程具體是怎樣的？③為什么上清液和沉淀物的放射性會(huì)有不同？

教學(xué)過程當(dāng)中，教師經(jīng)常通過講授的方式或者配以動(dòng)畫、幻燈片來突破這些學(xué)生認(rèn)知的難點(diǎn)。但是經(jīng)常教學(xué)結(jié)果收效甚微，學(xué)生依然一知半解。究其原因，是因?yàn)閷W(xué)生沒有實(shí)踐體驗(yàn)。如果教師可以借助一定的教具讓學(xué)生自己動(dòng)手感受噬菌體侵染的大致過程，形成直觀的刺激，就可以突破學(xué)生認(rèn)知難點(diǎn)，克服教學(xué)障礙?；诖?，筆者借助軟磁性貼條和彩色磁片來制作磁性教具輔助教學(xué)，幫助學(xué)生建構(gòu)“噬菌體侵染細(xì)菌”模型，達(dá)到較好教學(xué)效果?，F(xiàn)介紹如下。

2制作材料

軟磁性貼條（0.5mm厚），A4彩色磁片（1mm厚），剪刀。

3制作過程

3.1制作噬菌體模型（藍(lán)色和紅色兩種）

（1）制作噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。分別取紅色和藍(lán)色的彩色磁片，先在上面畫出噬菌體模型的外觀圖，再按照?qǐng)D形裁剪出紅色和藍(lán)色兩種噬菌體的外殼模型（紅色代表有放射性標(biāo)記，藍(lán)色代表沒有放射性標(biāo)記，以下同，與教科書中的顏色標(biāo)記一致）。

（2）制作噬菌體的DNA。再分別取紅色和藍(lán)色的彩色磁片，同樣在磁板上畫出DNA的雙鏈模式圖，然后再分別裁剪出紅色和藍(lán)色的DNA分子模型。學(xué)生要注意DNA的兩條鏈分開畫分開裁剪再拼接，這樣把雙鏈拆開還可用于模擬“噬菌體侵染過程中DNA復(fù)制”時(shí)半保留復(fù)制過程。

（3）拼裝噬菌體。將裁剪好的噬菌體模型配件按照噬菌體的結(jié)構(gòu)拼接成兩種類型的噬菌體模型：①32P標(biāo)記的噬菌體：由藍(lán)色的蛋白質(zhì)外殼和紅色的DNA組成;②35S標(biāo)記的是噬菌體：由紅色的蛋白質(zhì)外殼和藍(lán)色的DNA組成。

3.2制作細(xì)菌模型（藍(lán)色和紅色兩種）

取藍(lán)色的彩色磁片，裁剪出長條形的磁貼代表沒有放射性標(biāo)記的大腸桿菌。

4教具使用突破難點(diǎn)

4.1突破“用什么放射性同位素分別標(biāo)記噬菌體的什么物質(zhì)”的難點(diǎn)

教材中提及，“用放射性同位素32P和35S分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和里面的核酸”。對(duì)此，學(xué)生經(jīng)常會(huì)囫圇吞棗或者混淆放射性同位素的存在部位。教師使用自制磁貼教具，先告訴學(xué)生紅色代表有放射性，藍(lán)色代表沒有放射性（這也和教材插圖所示的顏色相符）。然后，將組裝好的兩種噬菌體模型①和②展示在學(xué)生眼前，提問：這兩種噬菌體分別是哪里有放射性？學(xué)生很自然地會(huì)回答：“噬菌體①的內(nèi)部核酸有放射性;噬菌體②的蛋白質(zhì)外殼有放射性”。接著，教師還可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考：它們是怎么帶上放射性的，需要用什么方法？什么元素？”學(xué)生意識(shí)到，需要用同位素標(biāo)記法，而且要選擇蛋白質(zhì)和DNA特有的元素來分別標(biāo)記，即35S和32P。這樣，學(xué)生自然而然就明白了什么是同位素標(biāo)記法，用什么標(biāo)記，標(biāo)記結(jié)果如何等問題了。

4.2突破“噬菌體侵染細(xì)菌的具體過程”難點(diǎn)

噬菌體侵染細(xì)菌的過程分為“吸附-注入-復(fù)制合成-組裝-釋放”等步驟。對(duì)這些步驟學(xué)生十分陌生，如果只是一味地依靠教師講解，則枯燥乏味。教師可利用自制磁貼教具，使侵染過程清楚，一目了然，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也突破了過程難點(diǎn)。

4.3突破“侵染結(jié)果上清液和沉淀物放射性如何分布”的難點(diǎn)

噬菌體侵染細(xì)菌后，噬菌體的DNA侵入到細(xì)菌體內(nèi)，利用細(xì)菌的脫氧核苷酸作為原料進(jìn)行大量復(fù)制并指導(dǎo)子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼的形成，而親代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼留在外面。經(jīng)過攪拌過程，親代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和被侵染的細(xì)菌分離，接著通過離心過程，使之分層，觀察放射性出現(xiàn)的位置，對(duì)比分析推理出遺傳物質(zhì)是DNA。針對(duì)這部分內(nèi)容，雖然教材中有彩色插圖輔助教學(xué)，但是實(shí)驗(yàn)涉及的步驟較多，學(xué)生很難一次性就完全理解其中的“攪拌”“離心”“放射性分布”等問題。教師在介紹攪拌作用時(shí)，可借助教具在黑板上手動(dòng)操作，將原本吸附在細(xì)菌表面的蛋白質(zhì)外殼的磁貼模型拿開代表分離，讓學(xué)生直觀感受，也可以讓學(xué)生上臺(tái)配合教師演示。至于離心過程，教師可以設(shè)置問題進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生思考：“離心分層后，出現(xiàn)上清液和沉淀物，那什么物質(zhì)比較輕會(huì)留在上清液中，什么物質(zhì)比較重會(huì)保留在沉淀物中呢？”結(jié)合前面的講解和磁貼的展示，學(xué)生可以比較輕松地回答出：“蛋白質(zhì)外殼留在上清液中，細(xì)菌存在沉淀物里”。接著，教師可以繼續(xù)發(fā)問：“沉淀物中的細(xì)菌是否還存在其他物質(zhì)？”學(xué)生思考后回答：沉淀物中的細(xì)菌應(yīng)該是被侵染的細(xì)菌，因此體內(nèi)還有侵染進(jìn)去的噬菌體的DNA及子代噬菌體。隨后，教師進(jìn)一步提問：那放射性的分布情況應(yīng)該是怎樣的呢？這樣，通過教師一步步的引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)上清液和沉淀物的放射性分布情況已經(jīng)了然于心了，結(jié)果也就不言而喻了。

5教具特點(diǎn)

（1）制作簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，直觀美觀，可拆卸可拼接，可經(jīng)久使用。模型大小還可依據(jù)使用情況進(jìn)行調(diào)整。

（2）教師可以一邊講解，一邊在黑板上演示。教師可以先用噬菌體組件拼貼出噬菌體的結(jié)構(gòu)模型來介紹噬菌體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后再按照侵染的過程，逐步演示在黑板上拼貼，將抽象的過程直觀化、形象化。學(xué)生也可以參與進(jìn)來自己動(dòng)手粘貼演示，整個(gè)過程有趣有用。

6教具的其他使用價(jià)值

筆者制作的這款拼貼磁性教具除了可以突破“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的一些重難點(diǎn)，還可以用于教材第三章第三節(jié)“DNA的復(fù)制”的使用，可以利用教具進(jìn)行DNA是半保留還是全保留復(fù)制的探究。學(xué)生通過自己動(dòng)手拼接理解半保留復(fù)制的特點(diǎn)及結(jié)果，并進(jìn)一步聯(lián)系本節(jié)內(nèi)容，深入探討子代噬菌體的放射性情況。