噬菌体侵染细菌实验重难点的教学策略.doc

噬菌体侵染细菌实验重难点的教学策略 福州二中 叶舒 在必修二第三章第一节DNA是主要的遗传物质中有三个实验，一个是肺炎双球菌的两个转化实验，一个是噬菌体侵染细菌的实验。噬菌体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的经典实验，在教学过程中把握以下几点是很重要的。 一、首先让学生明确一个设计思路。 在肺炎双球菌的转化实验中，艾弗里对S型活细菌中的物质进行了提纯、分离和鉴定，分别加入到培养了R型细菌的培养基中，通过实验得出了S型细菌中的转化因子是DNA。这个实验中最关键的设计思路必须将蛋白质与DNA分开，单独、直接观察它们的作用。因此在噬菌体侵染细菌实验中也应用了此思路。如果我们把S型细菌中的蛋白质、DNA、多糖等成分进行分离和提取看成是直接分离的方法，那么在噬菌体侵染细菌的实验中，也应用了分离的方法，就是用同位素标记法，用35S标记噬菌体的蛋白质而DNA不标记，用32P标记噬菌体的DNA而蛋白质不标记，通过放射性同位素标记间接地把DNA和蛋白质分开，单独地观察它们在前后代之间的传递作用。 向学生简要介绍一下噬菌体侵染细菌的过程。 课本中对噬菌体侵染细菌的具体过程没有详尽描述，这对理解课本中的实验原理、实验过程和结论是有一定困难的。因此我建议用文字和图解简单讲解噬菌体侵染细菌的五个步骤：吸附→注入→合成→组装→释放，为后面讲解实验过程留下铺垫。 通过对问题的挖掘，引导学生层层深入思考，从而得到DNA是遗传物质的结论。 例如：赫尔希和蔡斯为何选用噬菌体作为实验材料？（因为通过对噬菌体成分的分析，噬菌体由蛋白质外壳和内部DNA分子组成，成分简单，易于分离。）如何得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体？（首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体。）为什么不能直接通过培养基培养T2噬菌体？（因为只有通过活的宿主细胞才能培养出病毒来。）为什么用S标记噬菌体的蛋白质？P标记噬菌体的DNA分子？（因为在蛋白质和DNA中S仅存在于蛋白质，可标记噬菌体的蛋白质外壳。P几乎都存在于DNA分子中，可标记噬菌体内部DNA分子，把蛋白质和DNA区分开来。）短时间保温的目的是什么？（“短时间”应理解为：在亲代噬菌体侵染细菌过程中，子代噬菌体的DNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但子代噬菌体并未裂解出来。若时间过短有可能未侵染进去，若时间过长子代噬菌体就会释放到细菌外。）搅拌的作用是什么？（是将吸附在细菌外面的噬菌体外壳，又称噬菌体颗粒，分离开来，而不是把细菌搅拌让子代噬菌体释放出来。）离心的目的是什么？（离心是一种分离混合物的方法。上层是质量小的物质，下层是质量大的物质，此处即使上层主要存在质量小的噬菌体的颗粒，下层主要存在质量大的沉淀物，即含有子代噬菌体的被侵染的细菌。）在分析实验结果时，用35S标记的噬菌体做实验时，蛋白质上清液放射性高，沉淀物放射性低说明什么？（说明噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌内。）沉淀物仍有低的放射性，如何解释？（可能还有少数噬菌体未脱落下来，仍处于侵染过程中，吸附于大肠杆菌表面。）用32P标记的噬菌体做实验时，离心后上清液放射性低，沉淀物放射性高又说明什么？（32P标记噬菌体DNA分子进入细菌内。）上清液的低放射性如何解释？（培养时间较短有部分噬菌体没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液的上清液中，或培养时间较长，部分子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来进入了培养液的上清液。）在此基础上，我们可以继续提问：“这个实验能否说明蛋白质不是遗传物质？”不能。为什么？（因为蛋白质未进入细菌体内，不能说明）。 解读好书中的图解。让学生看懂图3-6是课堂教学的重点。 在层层引导学生深入思考的过程中，讲解好书中的这一图解应当注意几点：第一、首先识别好噬菌体和细菌的外形。第二、图中的不同颜色分别代表什么？红色表示放射性标记，蓝色表示未带放射性标记。第三、图中画出两个噬菌体侵染一个细菌，表示的是很多噬菌体同时去侵染一个细菌，同时噬菌体侵染细菌后得到的子代噬菌体的数量也是很多的。第四、图中注明被35S标记的噬菌体（或被32P标记的噬菌体）与细菌混合。这里的细菌指的是未标记的细菌。（即只含32S、31P的无放射性的细菌）。第五、识别好新形成的子代噬菌体中有没有放射性，为后面学习半保留复制留下伏笔。 五、做好课后的教学反思。 DNA是主要的遗传物质中包含了三个重要的实验，特别是在此提到的噬菌体侵染细菌的实验，它让学生通过科学家对遗传物质的研究过程的介绍，使学生感悟到科学探究的一般规律和方法。但由于这些实验是在非常特定的实验条件下进行的，缺乏直观性，学生无法亲自动手体验，缺少感性认识，所以