噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)演示模型

余新平

噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)是人教版高中生物學(xué)必修2第三章第1節(jié)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》的主要內(nèi)容之一。

我在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)以下內(nèi)容較難掌握：培養(yǎng)含³²P和³⁵S標(biāo)記的噬菌體、噬菌體侵染大腸桿菌的過程；在標(biāo)記不同標(biāo)記物³²P和³⁵S時(shí)，攪拌分離后上清液和沉淀物的放射性含量不同；等等。

噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)演示模型通過宏觀的方法，幫助學(xué)生正確理解噬菌體侵染大腸桿菌的原理、過程等，并掌握上述難點(diǎn)。

一、制作原理與目的

用廢硬紙片、細(xì)鐵絲等制作噬菌體模型，用橡皮泥、泡沫等制作大腸桿菌模型，再用這兩種模型演示噬菌體侵染大腸桿菌的過程。

二、制作材料

廢硬紙片若干，白色泡沫，橡皮泥，細(xì)鐵絲20 cm，各色顏料，剪刀，小刀，老虎鉗，三角板，等等。

三、制作過程

（一）繪制設(shè)計(jì)圖

繪制2 cm×0.5 cm×0.5 cm大小的噬菌體結(jié)構(gòu)圖，6 cm×2 cm×1 cm大小的大腸桿菌結(jié)構(gòu)圖。

（二）制作模型

1.制作噬菌體模型

將廢硬紙片剪成邊長(zhǎng)為0.5 cm的五邊形，作為噬菌體的頭部。把細(xì)鐵絲剪成多個(gè)1 cm長(zhǎng)的短鐵絲，作為噬菌體的DNA，并將其涂成紅色。用細(xì)鐵絲制作噬菌體的尾部。將以上部件組裝成一個(gè)完整的噬菌體模型。

2.制作大腸桿菌模型

制作一個(gè)大小為16 cm×4 cm×6 cm，

包括莢膜、細(xì)胞壁、細(xì)胞膜三層結(jié)構(gòu)的大腸桿菌模型。將莢膜涂上紅色，細(xì)胞壁涂上黃色，細(xì)胞膜涂上綠色。分別用7 cm和3 cm長(zhǎng)的細(xì)鐵絲制作大腸桿菌的鞭毛和DNA，分別涂上紫色和黑色。將白色泡沫做成大腸桿菌的細(xì)胞質(zhì)，并在細(xì)胞質(zhì)上畫上小黑點(diǎn)，代表大腸桿菌的核糖體。

3.繪制過程圖

用電腦繪制噬菌體侵染大腸桿菌吸附、注入、復(fù)制、組裝、釋放的過程圖，將其打印出來做成卡片說明。

四、演示過程

將噬菌體模型放在大腸桿菌模型的表面，演示噬菌體吸附在大腸桿菌表面。把噬菌體的DNA插入大腸桿菌模型的細(xì)胞質(zhì)中，演示噬菌體的DNA注入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的過程。在大腸桿菌的細(xì)胞中放多個(gè)噬菌體的DNA和噬菌體外殼，演示噬菌體的復(fù)制。把組裝好的噬菌體放入大腸桿菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，演示噬菌體的組裝過程。把噬菌體從大腸桿菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)取出，演示噬菌體的釋放。

將多個(gè)噬菌體的外殼模型與含噬菌體DNA的大腸桿菌模型分層放置，演示上清液和沉淀物中的放射性的不同。

五、創(chuàng)新點(diǎn)

該模型通過卡片游戲的形式演示噬菌體侵染大腸桿菌的過程，形象、直觀地向?qū)W生講解噬菌體和大腸桿菌的結(jié)構(gòu)，加深了學(xué)生對(duì)噬菌體和大腸桿菌結(jié)構(gòu)的了解。還能幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)過程中攪拌離心后上清液、沉淀物中的放射性不同的原因，宏觀解釋并證明噬菌體的DNA才是遺傳物質(zhì)。[本文系江西省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度課題（課題編號(hào)：22XYB 028）“基于新課標(biāo)背景下運(yùn)用高中生物模型建構(gòu)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的研究”研究成果]