噬菌體侵染細菌實驗演示模型

余新平

噬菌體侵染大腸桿菌的實驗是人教版高中生物學必修2第三章第1節《DNA是主要的遺傳物質》的主要內容之一。

我在教學中發現，學生對以下內容較難掌握：培養含³²P和³⁵S標記的噬菌體、噬菌體侵染大腸桿菌的過程；在標記不同標記物³²P和³⁵S時，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驗演示模型通過宏觀的方法，幫助學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。

一、制作原理與目的

用廢硬紙片、細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）繪制設計圖

繪制2 cm×0.5 cm×0.5 cm大小的噬菌體結構圖，6 cm×2 cm×1 cm大小的大腸桿菌結構圖。

（二）制作模型

1.制作噬菌體模型

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

2.制作大腸桿菌模型

制作一個大小為16 cm×4 cm×6 cm，

包括莢膜、細胞壁、細胞膜三層結構的大腸桿菌模型。將莢膜涂上紅色，細胞壁涂上黃色，細胞膜涂上綠色。分別用7 cm和3 cm長的細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胞質，并在細胞質上畫上小黑點，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胞質中，演示噬菌體的DNA注入大腸桿菌細胞內的過程。在大腸桿菌的細胞中放多個噬菌體的DNA和噬菌體外殼，演示噬菌體的復制。把組裝好的噬菌體放入大腸桿菌細胞質內，演示噬菌體的組裝過程。把噬菌體從大腸桿菌細胞質內取出，演示噬菌體的釋放。

將多個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、創新點

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、直觀地向學生講解噬菌體和大腸桿菌的結構，加深了學生對噬菌體和大腸桿菌結構的了解。還能幫助學生理解實驗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。[本文系江西省教育科學“十四五”規劃2022年度課題（課題編號：22XYB 028）“基于新課標背景下運用高中生物模型建構培養學生核心素養的研究”研究成果]