定义 格里菲思通过肺炎双球菌体内转化实验,发现加热杀死的S型菌中存在某种“转化因子”,能将R型菌转化为S型菌。
从哪来 本节为高一生物遗传部分起点,无前置知识点,直接基于初中生物关于细菌形态及免疫反应的基础认知展开。
为什么 S型菌有荚膜,能抵抗吞噬细胞吞噬,导致小鼠死亡;R型菌无荚膜,易被吞噬,小鼠存活。加热杀死的S型菌本身无致病性,但其中的DNA(当时称为转化因子)结构稳定,未被高温完全破坏。当它与活的R型菌混合时,部分R型菌摄取了S型菌的DNA片段,通过基因重组获得了合成荚膜的能力,从而转化为有毒的S型菌,导致小鼠死亡。这证明了遗传物质可以改变生物性状。
讲法
类比法:细菌的“换装”游戏
适合
形象思维强、对抽象概念理解困难的学生。
把R型菌比作“没穿防弹衣的士兵”,S型菌比作“穿了防弹衣的士兵”。加热杀死的S型菌虽然死了,但它的“防弹衣图纸”(DNA)还留在现场。活的R型菌士兵捡到了图纸,照着图纸给自己做了一件防弹衣,于是变成了能杀敌(致病)的S型菌。强调“图纸”是关键,而不是死细菌本身。
讲法
逻辑推演法:排除法的胜利
适合
逻辑严密、喜欢推理的学生。
列出四种组合:①活R+死S→小鼠死;②活R→小鼠活;③死S→小鼠活;④活S→小鼠死。
提问:为什么①会死?
推导:①中只有活R和死S。死S不能致病(由③知),活R不能致病(由②知)。既然单独都不致病,混合后致死,说明产生了新的致病因子。这个新因子只能来自死S,且作用于活R。结论:死S中有一种物质改变了活R的性质。
讲法
实验设计法:对照组的艺术
适合
动手能力强、对实验方法感兴趣的学生。
重点讲解为什么必须设置四组对照。
- 第一组(活R):证明R型菌本身无毒,排除R型菌自然变异的可能。
- 第二组(死S):证明加热确实杀死了S型菌,排除S型菌复活的可能。
- 第三组(活S):证明S型菌有毒,确立阳性对照标准。
- 第四组(活R+死S):实验组。
通过对比,唯一变量是“死S的存在”,从而锁定死S中的物质导致了转化。强调科学实验的严谨性在于排除干扰变量。