劉海濤 舒端陽
(1 淮南師范學(xué)院生物工程學(xué)院 232038; 2 廣東省梅州市豐順中學(xué) 梅州 514300)
成語是古人在長期的生活實(shí)踐中積累下來的語言瑰寶,是漢語詞匯中一直沿用的固定短語,多來自古典著作、歷史故事等。成語所表現(xiàn)出來的寓意精辟、言簡意賅、通俗易懂等特點(diǎn)很容易記憶;而生物學(xué)教學(xué)中很多內(nèi)容是抽象、枯燥的,時(shí)常令學(xué)生感到困惑和乏味……教師可利用一些成語故事來串聯(lián)一些教材中的生命現(xiàn)象,以期增加課堂的生動(dòng)性和復(fù)習(xí)的有效性。
移花接木是指園藝工作中將一種花的枝條嫁接到另一種花木上,表征私下用手段更換人或物,生物學(xué)課堂中也有這樣的故事: 例如,傘藻的核移植實(shí)驗(yàn),傘藻是由假根(內(nèi)有細(xì)胞核)、柄和“帽”組成,“帽”有頭狀和傘狀兩種類型。如果將球狀傘藻的細(xì)胞核移植到去核的傘狀傘藻中,結(jié)果原本的傘狀藻卻長出球狀的“帽”。第二個(gè)例子是組裝病毒的探究過程中,將甲病毒的蛋白質(zhì)外殼與乙病毒的核酸重新組合成一個(gè)新的丙病毒,結(jié)果復(fù)制后的子代既不像甲也不像丙,而是和乙病毒一模一樣。
在復(fù)習(xí)課中筆者讓學(xué)生來總結(jié)屬于該類的生物學(xué)故事,有學(xué)生就能想到: 在動(dòng)物細(xì)胞工程一節(jié)(選修3)中有關(guān)于克隆羊多利的產(chǎn)生,是將一只芬蘭多賽特母綿羊的乳腺細(xì)胞核移植到一只蘇格蘭黑面母羊的去核卵細(xì)胞中,得到一個(gè)具有全能性的重組細(xì)胞,再將其移植到另一只蘇格蘭黑面母羊子宮內(nèi)妊娠,最終生出的小多利幾乎和提供細(xì)胞核的那只多賽特羊完全相同。
教師可提問:“我們現(xiàn)今處在商品經(jīng)濟(jì)時(shí)代,很多人都渴望事業(yè)有成,比如商人都希望以最小的成本賺取最大的利潤,這個(gè)叫什么?”(一本萬利。)讓學(xué)生去回想教材中有沒有這樣精明的“商人”?引出教學(xué)或復(fù)習(xí)課內(nèi)容。
人類是由受精卵發(fā)育來的,而一個(gè)成人體內(nèi)約有50萬億個(gè)細(xì)胞,為什么一個(gè)小小的受精卵可以演變成如此多的子代細(xì)胞?這樣得益于細(xì)胞的有絲分裂。有絲分裂時(shí)一個(gè)親代細(xì)胞一次分裂產(chǎn)生2個(gè)子代細(xì)胞,2個(gè)可以再分裂生成4個(gè),以此類推8個(gè)、16個(gè)、32個(gè)……如此就會(huì)產(chǎn)生數(shù)量龐大的子細(xì)胞;每個(gè)細(xì)胞中都有一定數(shù)量的DNA作為遺傳物質(zhì)的攜帶者,那么數(shù)目眾多的DNA又是怎么來的呢?DNA以自身的雙鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對原則合成2個(gè)完全相同的子代DNA,在原料和其他條件具備的情況下,這2個(gè)子代DNA可按照同樣的方式再復(fù)制一次結(jié)果產(chǎn)生4個(gè)拷貝,如此下去就是8個(gè)、16個(gè)、32個(gè)……因而DNA復(fù)制和細(xì)胞的有絲分裂在數(shù)量變化上具有相似性,即復(fù)制或分裂n次后DNA(或子代細(xì)胞)的數(shù)量為2n。高等生物的這種特性可以比喻成一本萬利的精明商人以極低的資本賺取了最大的利潤,從而確保生長發(fā)育過程中能產(chǎn)生出許許多多的細(xì)胞和遺傳物質(zhì)。
師述:“春秋時(shí)期齊國的國君喜歡聽一千人同時(shí)吹竽,南郭先生不會(huì)吹但是為了生計(jì)就混在人群中裝模作樣地吹;后來老齊王死了,繼位的新齊王也喜歡聽吹竽,但是他喜歡一個(gè)人一個(gè)人地單獨(dú)吹,這下南郭先生混不下去了……”學(xué)生們很容易說出“濫竽充數(shù)!”
教材必修2中也有一個(gè)“濫竽充數(shù)”的事例: 1928年,英國人格里菲斯進(jìn)行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)后,認(rèn)為S型細(xì)菌中必然有一種物質(zhì)使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,他把這種物質(zhì)稱為“轉(zhuǎn)化因子”,但是所謂的“轉(zhuǎn)化因子”到底是什么,他自己也不清楚。很顯然,格里菲斯采用的S型肺炎雙球菌本身含有DNA、蛋白質(zhì)、RNA、糖類、水等,究竟哪一種是‘轉(zhuǎn)化因子’真的說不清楚,因?yàn)檫@本身就違背了實(shí)驗(yàn)中的單一變量原則,透過這個(gè)科學(xué)史實(shí)我們就應(yīng)明確格里菲斯就好比老齊王,“轉(zhuǎn)化因子”則是南郭先生。要把“轉(zhuǎn)化因子”找出來就得采用新齊王的辦法,之后的艾弗里將S菌的各種物質(zhì)分離出來,依次接種R型菌落,結(jié)果只有轉(zhuǎn)入DNA的才可以發(fā)生轉(zhuǎn)化,從而發(fā)現(xiàn)了DNA就是當(dāng)年格里菲斯所說的“轉(zhuǎn)化因子”。
噬菌體是一種專門侵噬細(xì)菌的病毒,在侵染宿主時(shí)它將自身的DNA注入到菌內(nèi)作為模板,借助細(xì)菌的氨基酸、核苷酸、ATP、核糖體和酶為原料(或場所)來合成病毒自己的蛋白質(zhì)、DNA,最后再組裝成新的病毒釋放出來。教師可把這種借助他人條件來發(fā)展自己的現(xiàn)象比作“借雞下蛋”。
真核生物有核膜,所以需要先在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄出mRNA, mRNA體型較小可以穿過核孔與核糖體結(jié)合起始翻譯,所以真核細(xì)胞是先轉(zhuǎn)錄后翻譯;原核細(xì)胞沒有核膜的阻隔因此其轉(zhuǎn)錄和翻譯是同時(shí)進(jìn)行的,這種現(xiàn)象就好像成語中的“雙管齊下”——某人可以雙手執(zhí)筆作畫,現(xiàn)比喻一件事的兩個(gè)方面同時(shí)進(jìn)行。而原核細(xì)胞在基因表達(dá)時(shí)就像一個(gè)雙管齊下的畫家,左手在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的同時(shí)另一邊著手進(jìn)行翻譯,這也就是為什么細(xì)菌繁殖很快的原因之一,也正因?yàn)槿绱丝茖W(xué)家多選擇大腸桿菌作為基因工程中的受體細(xì)胞。