欢迎来到专业的尚善文档网平台! 工作总结 工作计划 读后感 发言稿 心得体会 申请书大全 思想汇报 述职报告
当前位置:尚善文档网>作文大全 > 两个经典实验教学中常见问题的思考

两个经典实验教学中常见问题的思考

时间:2022-03-12 08:13:44 浏览量:

zoޛ)j馟3@F}3@ii??}đK_w@D5:4�i?4
4ii?א�3@7-w4~Rc~RwRKdZ感受态,膜表面会出现多种负责DNA的结合、切割及加工等的蛋白质,其中细菌自溶素等蛋白质能使细菌细胞壁部分溶解,暴露出细胞膜上的DNA结合蛋白和核酸酶等。被加热杀死的S型肺炎双球菌可释放出DNA片段,这些DNA片段遇到感受态的R型菌时,就会与细胞膜表面的DNA结合蛋白结合,激活邻近的核酸酶,其中一条链降解,另一条链则被吸收到受体菌内。进入受体细胞的单链DNA与相关蛋白质结合,形成有效保护单链DNA的复合物,并将其引至受体菌DNA处。供体单链DNA片段在另一些蛋白质参与下与受体菌的DNA同源重组,形成一个杂种DNA区段。随着受体菌DNA的复制和分裂生殖形成R型和S型两种后代,并不是R型直接变成S型。

T2噬菌体侵染细菌的过程大致是:噬菌体的尾部吸附到细菌细胞壁后,释放溶菌酶,在细胞壁上打开一个缺口,尾鞘收缩,头部的DNA注入细胞内。噬菌体DNA进入细菌细胞后,逐渐控制细胞的代谢,巧妙地“绑架”宿主细胞,大量复制产生子代噬菌体的DNA和蛋白质,并装配成完整的噬菌体颗粒。到后期,噬菌体促进溶菌酶的释放,溶解宿主细胞壁,促使细胞裂解,释放出成熟的子代噬菌体。据观察,T2噬菌体在37℃下,10 min左右开始出现完整的多角形头部结构,只需数十分钟就可以产生100~300个子代噬菌体。

4 两个经典实验的历史意义

两个经典实验到底能不能证明DNA是遗传物质呢?那首先得思考什么是遗传物质。通常,遗传物质是指亲代与子代之间传递遗传信息的物质。那什么是遗传信息呢?教材中表示遗传信息蕴藏在4种碱基对的排列顺序之中。但因表观遗传学的快速发展,遗传信息的概念得到了进一步的发展。表观遗传是指DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。可以认为,基因组含有两类遗传信息:一类是传统意义上的遗传信息,即DNA序列所提供的遗传信息;另一类是表观遗传学信息,它提供了何时、何地、以何种方式去应用遗传信息的指令。正如卢因所言:“我们不知道除了DNA序列之外是否还需要其他形式的信息。”可见,即使现在,对遗传物质给予一个完美的定义也不易。

事实上,无论艾弗里还是赫尔希、蔡斯等在最初表述自己的观点时都很谨慎。除了严谨的科学态度之外,还因为1952年之前人们对DNA的结构还不清楚。那么,是谁第一个认为这两个经典实验证明了DNA是遗传物质的呢?据记载,1952年4月在牛津召开的普通微生物学会议中,年轻的沃森在解释了赫尔希与蔡斯的试验后,为DNA是遗传物质进行了辩护。可见,两个经典实验能否证明DNA是遗传物质在当时就有争议。

沃森在其所著的《基因的分子生物学》一书中介绍“从这些实验获得结果清楚无误地表明:在后代噬菌体中能够检测到大量母代噬菌体的核酸,而没有任何母本蛋白质。此外,还证明了几乎没有母本蛋白质进入细菌,而只能吸附到细菌的外壳上,当DNA进入细菌细胞后这些蛋白质就没有任何功能了”“利用某些病毒,现在可以进行更令人信服的实验。例如,从小鼠多瘤病毒纯化的DNA可以进入小鼠细胞,启动病毒繁殖的周期并产生数以千计的新的多瘤病毒”。

此外,人教版教材有如“前后经历24年,人们才确信DNA是遗传物质”之类的描述。教材用“确信”而不用“证明”二字,正是对这段历史的尊重。

自莱文提出的“四核苷酸假说”认为“DNA不可能作为遗传物质”,到现在“DNA是遗传物质”深入人心,这两个经典实验功不可没。笔者认为:两个经典实验使科学家意识到DNA具有重要的功能,使得包括沃森在内的一些科学家很快接受了DNA就是遗传物质的观点,激发了科学家研究DNA的巨大热情,因而具有划时代的历史意义。正如查哥夫所说,只有在后沃森和克里克时代,核酸才从无人问津走到生物学思考的中心。

综上所述,无论是20个世纪50年代科学家,还是现行人教版教材,都没有简单地认为两个经典的实验证明了DNA是遗传物质。如果高中生物老师能够在教学中利用这两个实验,关注特定的历史背景,加深学生对科学事实的印象;关注其中的细节,通过恰当地提问,激发学生思考,比起简单灌输实验结论更有利于培养学生批判性思维和科学本质观,促进核心概念的理解,使学生真正地“知其所以然”。如此,必能使课堂教学生机盎然,提高课堂效率,提高学生生命科学的核心素养。

参考文献:

[1] 洛伊斯.N.玛格纳,生命科学史刘学礼[M].上海:上海人民出版社,2009:360-371.

[2] Avery O T, MacLeod C M, McCarty M.Studies on the Chemical Nature of the Substance inducing Transformation of Pneumococcal Types induction of Transformation by a Desoxyribonucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus type III.The Journal of experimental medicine[J]. 1944,79(2): 137-158.

[3] Hershey A D, Chase M. Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage. The Journal of general physiology[J]. 1952,36(1): 39-56.,

[4] 周德慶.微生物教程[M].北京:高等教育出版社,1993:222-223.

[5] 贾文祥.医学微生物[M].北京:人民卫生出版社,2010:45.

[6] 刘志恒.现代微生物学[M].北京;科学出版社,2008:367-368.

[7] Lewin,B,Lynne Cassimeris,Vishwanath R.Lingappa等.桑建利,连慕兰,翟永功等.细胞[M].北京:科学出版社,2009:21.

[8] J.D.沃森等,基因的分子生物学[M].杨焕明等.北京:科学出版社,2009:25.

推荐访问: 常见问题 思考 两个 实验 经典