噬菌体侵染细菌实验演示模型

余新平

噬菌体侵染大肠杆菌的实验是人教版高中生物学必修2第三章第1节《DNA是主要的遗传物质》的主要内容之一。

我在教学中发现，学生对以下内容较难掌握：培养含³²P和³⁵S标记的噬菌体、噬菌体侵染大肠杆菌的过程；在标记不同标记物³²P和³⁵S时，搅拌分离后上清液和沉淀物的放射性含量不同；等等。

噬菌体侵染大肠杆菌实验演示模型通过宏观的方法，帮助学生正确理解噬菌体侵染大肠杆菌的原理、过程等，并掌握上述难点。

一、制作原理与目的

用废硬纸片、细铁丝等制作噬菌体模型，用橡皮泥、泡沫等制作大肠杆菌模型，再用这两种模型演示噬菌体侵染大肠杆菌的过程。

二、制作材料

废硬纸片若干，白色泡沫，橡皮泥，细铁丝20 cm，各色颜料，剪刀，小刀，老虎钳，三角板，等等。

三、制作过程

（一）绘制设计图

绘制2 cm×0.5 cm×0.5 cm大小的噬菌体结构图，6 cm×2 cm×1 cm大小的大肠杆菌结构图。

（二）制作模型

1.制作噬菌体模型

将废硬纸片剪成边长为0.5 cm的五边形，作为噬菌体的头部。把细铁丝剪成多个1 cm长的短铁丝，作为噬菌体的DNA，并将其涂成红色。用细铁丝制作噬菌体的尾部。将以上部件组装成一个完整的噬菌体模型。

2.制作大肠杆菌模型

制作一个大小为16 cm×4 cm×6 cm，

包括荚膜、细胞壁、细胞膜三层结构的大肠杆菌模型。将荚膜涂上红色，细胞壁涂上黄色，细胞膜涂上绿色。分别用7 cm和3 cm长的细铁丝制作大肠杆菌的鞭毛和DNA，分别涂上紫色和黑色。将白色泡沫做成大肠杆菌的细胞质，并在细胞质上画上小黑点，代表大肠杆菌的核糖体。

3.绘制过程图

用电脑绘制噬菌体侵染大肠杆菌吸附、注入、复制、组装、释放的过程图，将其打印出来做成卡片说明。

四、演示过程

将噬菌体模型放在大肠杆菌模型的表面，演示噬菌体吸附在大肠杆菌表面。把噬菌体的DNA插入大肠杆菌模型的细胞质中，演示噬菌体的DNA注入大肠杆菌细胞内的过程。在大肠杆菌的细胞中放多个噬菌体的DNA和噬菌体外壳，演示噬菌体的复制。把组装好的噬菌体放入大肠杆菌细胞质内，演示噬菌体的组装过程。把噬菌体从大肠杆菌细胞质内取出，演示噬菌体的释放。

将多个噬菌体的外壳模型与含噬菌体DNA的大肠杆菌模型分层放置，演示上清液和沉淀物中的放射性的不同。

五、創新点

该模型通过卡片游戏的形式演示噬菌体侵染大肠杆菌的过程，形象、直观地向学生讲解噬菌体和大肠杆菌的结构，加深了学生对噬菌体和大肠杆菌结构的了解。还能帮助学生理解实验过程中搅拌离心后上清液、沉淀物中的放射性不同的原因，宏观解释并证明噬菌体的DNA才是遗传物质。[本文系江西省教育科学“十四五”规划2022年度课题（课题编号：22XYB 028）“基于新课标背景下运用高中生物模型建构培养学生核心素养的研究”研究成果]