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在生物学课堂教学中运用成语故事

2019-01-11刘海涛舒端阳

生物学教学 2019年8期
关键词:南郭先生细胞核因子

刘海涛 舒端阳

(1 淮南师范学院生物工程学院 232038; 2 广东省梅州市丰顺中学 梅州 514300)

成语是古人在长期的生活实践中积累下来的语言瑰宝,是汉语词汇中一直沿用的固定短语,多来自古典著作、历史故事等。成语所表现出来的寓意精辟、言简意赅、通俗易懂等特点很容易记忆;而生物学教学中很多内容是抽象、枯燥的,时常令学生感到困惑和乏味……教师可利用一些成语故事来串联一些教材中的生命现象,以期增加课堂的生动性和复习的有效性。

1 移花接木——重组病毒与核移植

移花接木是指园艺工作中将一种花的枝条嫁接到另一种花木上,表征私下用手段更换人或物,生物学课堂中也有这样的故事: 例如,伞藻的核移植实验,伞藻是由假根(内有细胞核)、柄和“帽”组成,“帽”有头状和伞状两种类型。如果将球状伞藻的细胞核移植到去核的伞状伞藻中,结果原本的伞状藻却长出球状的“帽”。第二个例子是组装病毒的探究过程中,将甲病毒的蛋白质外壳与乙病毒的核酸重新组合成一个新的丙病毒,结果复制后的子代既不像甲也不像丙,而是和乙病毒一模一样。

在复习课中笔者让学生来总结属于该类的生物学故事,有学生就能想到: 在动物细胞工程一节(选修3)中有关于克隆羊多利的产生,是将一只芬兰多赛特母绵羊的乳腺细胞核移植到一只苏格兰黑面母羊的去核卵细胞中,得到一个具有全能性的重组细胞,再将其移植到另一只苏格兰黑面母羊子宫内妊娠,最终生出的小多利几乎和提供细胞核的那只多赛特羊完全相同。

2 一本万利——细胞有丝分裂与DNA复制

教师可提问:“我们现今处在商品经济时代,很多人都渴望事业有成,比如商人都希望以最小的成本赚取最大的利润,这个叫什么?”(一本万利。)让学生去回想教材中有没有这样精明的“商人”?引出教学或复习课内容。

人类是由受精卵发育来的,而一个成人体内约有50万亿个细胞,为什么一个小小的受精卵可以演变成如此多的子代细胞?这样得益于细胞的有丝分裂。有丝分裂时一个亲代细胞一次分裂产生2个子代细胞,2个可以再分裂生成4个,以此类推8个、16个、32个……如此就会产生数量庞大的子细胞;每个细胞中都有一定数量的DNA作为遗传物质的携带者,那么数目众多的DNA又是怎么来的呢?DNA以自身的双链为模板,按照碱基互补配对原则合成2个完全相同的子代DNA,在原料和其他条件具备的情况下,这2个子代DNA可按照同样的方式再复制一次结果产生4个拷贝,如此下去就是8个、16个、32个……因而DNA复制和细胞的有丝分裂在数量变化上具有相似性,即复制或分裂n次后DNA(或子代细胞)的数量为2n。高等生物的这种特性可以比喻成一本万利的精明商人以极低的资本赚取了最大的利润,从而确保生长发育过程中能产生出许许多多的细胞和遗传物质。

3 滥竽充数——肺炎双球菌转化实验

师述:“春秋时期齐国的国君喜欢听一千人同时吹竽,南郭先生不会吹但是为了生计就混在人群中装模作样地吹;后来老齐王死了,继位的新齐王也喜欢听吹竽,但是他喜欢一个人一个人地单独吹,这下南郭先生混不下去了……”学生们很容易说出“滥竽充数!”

教材必修2中也有一个“滥竽充数”的事例: 1928年,英国人格里菲斯进行肺炎双球菌转化的实验后,认为S型细菌中必然有一种物质使R型菌发生转化,他把这种物质称为“转化因子”,但是所谓的“转化因子”到底是什么,他自己也不清楚。很显然,格里菲斯采用的S型肺炎双球菌本身含有DNA、蛋白质、RNA、糖类、水等,究竟哪一种是‘转化因子’真的说不清楚,因为这本身就违背了实验中的单一变量原则,透过这个科学史实我们就应明确格里菲斯就好比老齐王,“转化因子”则是南郭先生。要把“转化因子”找出来就得采用新齐王的办法,之后的艾弗里将S菌的各种物质分离出来,依次接种R型菌落,结果只有转入DNA的才可以发生转化,从而发现了DNA就是当年格里菲斯所说的“转化因子”。

4 借鸡下蛋——噬菌体侵染实验

噬菌体是一种专门侵噬细菌的病毒,在侵染宿主时它将自身的DNA注入到菌内作为模板,借助细菌的氨基酸、核苷酸、ATP、核糖体和酶为原料(或场所)来合成病毒自己的蛋白质、DNA,最后再组装成新的病毒释放出来。教师可把这种借助他人条件来发展自己的现象比作“借鸡下蛋”。

5 双管齐下——原核生物的基因表达

真核生物有核膜,所以需要先在细胞核中转录出mRNA, mRNA体型较小可以穿过核孔与核糖体结合起始翻译,所以真核细胞是先转录后翻译;原核细胞没有核膜的阻隔因此其转录和翻译是同时进行的,这种现象就好像成语中的“双管齐下”——某人可以双手执笔作画,现比喻一件事的两个方面同时进行。而原核细胞在基因表达时就像一个双管齐下的画家,左手在进行转录的同时另一边着手进行翻译,这也就是为什么细菌繁殖很快的原因之一,也正因为如此科学家多选择大肠杆菌作为基因工程中的受体细胞。

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