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周靜老師特級(jí)工作站第一次研究課活動(dòng)（一）

在喜迎新中國(guó)70華誕的金秋季節(jié)里，北京中學(xué)承擔(dān)了朝陽(yáng)區(qū)生物學(xué)科周靜老師特級(jí)工作站本學(xué)期的第一次研究課任務(wù)。方海紅老師和趙利銘老師精心準(zhǔn)備相關(guān)的教案和導(dǎo)學(xué)案，反復(fù)篩選背景資料，尋找有意義的觀察和探究實(shí)驗(yàn)素材；在備課、試講和研討過(guò)程工作站各位老師也從教學(xué)設(shè)計(jì)，素材的合理使用和教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)提出了很多有建設(shè)性的建議。最終給八年級(jí)和七年級(jí)學(xué)生分別呈現(xiàn)了一堂內(nèi)容豐富，能直觀認(rèn)識(shí)病毒的增殖表現(xiàn)或神經(jīng)系統(tǒng)組成，能展現(xiàn)一定的思維訓(xùn)練的研究課。

主題一：病毒

病毒由于無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，所以需要寄生在活細(xì)胞內(nèi)，從而導(dǎo)致細(xì)胞裂解等表現(xiàn)，為了直觀表現(xiàn)這一過(guò)程，我利用自己的專業(yè)背景，開發(fā)了一個(gè)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院童貽剛教授友情贈(zèng)送了兩株大腸桿菌和對(duì)應(yīng)的噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料，用噬菌體在接種了大腸桿菌的平板上涂寫作畫，過(guò)夜培養(yǎng)后，觀察噬斑現(xiàn)象。通過(guò)探究過(guò)程設(shè)置不同種屬的宿主菌，以及熱滅活的宿主菌兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，來(lái)體現(xiàn)病毒侵染宿主的種屬特異性。這樣的實(shí)驗(yàn)操作大大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)病毒的積極性，每個(gè)班都請(qǐng)一到兩個(gè)同學(xué)從不同角度將全班的結(jié)果進(jìn)行了梳理做成了小視頻。

通過(guò)分析資料“煙草花葉病毒的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和遺傳貢獻(xiàn)”“侵染細(xì)菌的病毒”并且討論“揭開噬菌體作畫的秘密”，從不同的角度來(lái)闡述病毒的主要特征，落實(shí)“病毒是具有特殊結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的生物”這個(gè)概念的構(gòu)建。通過(guò)補(bǔ)充資料“2019年非洲豬瘟與豬肉緊缺”“醫(yī)生用噬菌體治療多重耐藥細(xì)菌感染患者 ”的閱讀為抓手展開討論分析，以及孩子們自己接種疫苗的經(jīng)歷來(lái)了解病毒疫苗的來(lái)歷和使用注意事項(xiàng)。全面認(rèn)識(shí)病毒既有利又有害的辯證關(guān)系。

學(xué)生有話說(shuō)

如何評(píng)價(jià)“實(shí)驗(yàn)成功”

八四班  崔明芮

周二的生物課上，方老師把上周我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室用噬菌體作畫的結(jié)果發(fā)給了我們。本來(lái)以為我們組的畫都會(huì)成功，結(jié)果只有康粲同學(xué)一個(gè)人的畫被“吃”了，其他三個(gè)人的培養(yǎng)皿里面什么都看不出來(lái)，只有我們涂過(guò)的痕跡。這是為什么呢？我和許家怡認(rèn)為我們的操作實(shí)在是太不規(guī)范了，酒精燈后來(lái)都沒(méi)點(diǎn)燃，肯定是因?yàn)檫@個(gè)才出了問(wèn)題。

這時(shí)方老師走過(guò)來(lái)告訴我們：你們班除了一個(gè)人平板污染了，其他每個(gè)人做的“細(xì)菌密集劃線”和“無(wú)菌操作”都很成功。難道我們的細(xì)菌本來(lái)就不該被噬菌體吞噬嗎？組內(nèi)交流之后我們想起來(lái)，實(shí)驗(yàn)時(shí)只有康粲用的是大腸桿菌，而我們?nèi)齻€(gè)人都用的是巨大芽孢桿菌。而老師給我們的噬菌體只能吞噬大腸桿菌，可是有的組用的熱滅活大腸桿菌，同樣是大腸桿菌，也沒(méi)有效果。讓我們百思不得其解。

在后來(lái)的課上我們通過(guò)對(duì)相關(guān)資料的閱讀終于認(rèn)識(shí)到，噬菌體只能侵染活的細(xì)菌。這就解釋了為什么熱滅活的大腸桿菌也沒(méi)有被吞噬。而且噬菌體具有宿主特異性，也就是說(shuō)一種噬菌體只能吞噬一種或者一個(gè)屬細(xì)菌。這樣的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組別的設(shè)置讓我們印象更加深刻。細(xì)菌病毒是這樣，是不是其他物種的病毒也有這個(gè)特性呢？老師又給我們提供了人巨細(xì)胞病毒侵染人成纖維細(xì)胞出現(xiàn)噬斑的結(jié)果。在充分的實(shí)驗(yàn)依據(jù)面前，我們心悅誠(chéng)服：病毒只能寄生在活的宿主細(xì)胞內(nèi)，而且具有種屬的特異性！

（視頻制作：宋維毓）

微觀

八三班  劉詩(shī)然

上八年級(jí)以來(lái)在理科方面最大的感受就是研究事物的角度開始逐漸向微觀過(guò)渡，例如物理化學(xué)開始學(xué)習(xí)分子原子，再例如生物開始學(xué)習(xí)一種比單個(gè)細(xì)胞還要小的微生物——細(xì)菌和病毒（噬菌體）。

之前學(xué)習(xí)細(xì)菌的時(shí)候，就了解到細(xì)菌會(huì)寄養(yǎng)在動(dòng)植物的身上，有些帶來(lái)益處即共生，有些以“寄生”的方式給宿主帶來(lái)疾病或者災(zāi)難。細(xì)菌的繁殖速度很快，種類和數(shù)量都極多，雖然個(gè)子小但力量大，即便是如此“龐大”的人類也幾乎沒(méi)有辦法脫離細(xì)菌。然而今天學(xué)習(xí)到的噬菌體正是它的“天敵”。

每一種噬菌體都侵染對(duì)應(yīng)的細(xì)菌，這一點(diǎn)從巨大芽孢桿菌和大腸桿菌的對(duì)比培養(yǎng)結(jié)果就能很明顯地看出。它們繁殖的速度極快且侵染細(xì)菌的方式異常巧妙，最核心的環(huán)節(jié)就是將自己的遺傳物質(zhì)（DNA或者RNA）穿過(guò)細(xì)胞膜“注入”細(xì)菌，擾亂細(xì)菌內(nèi)部的物質(zhì)和能量代謝，汲取細(xì)菌的“營(yíng)養(yǎng)”為己所用，可謂“借腹生子”。

我認(rèn)為，將噬菌體比作細(xì)菌的天敵是很恰當(dāng)?shù)?。因?yàn)榧?xì)菌也許會(huì)對(duì)藥物產(chǎn)生耐藥性，但噬菌體卻不會(huì)，所以我想，如果將噬菌體應(yīng)用到治療當(dāng)中，會(huì)不會(huì)以速度快，不產(chǎn)生耐藥性和副作用小等優(yōu)勢(shì)，而逐漸取代藥物呢？

就算是細(xì)菌這種生命力頑強(qiáng)的原核生物，也有它的克星。其實(shí)不管是在宏觀方面還是微觀方面，生物之間都能夠一環(huán)扣一環(huán)，一物降一物地巧妙的維持平衡，這就是生物圈的奇妙之處吧。

（視頻制作：樊子祎）

享受生物課堂

八二班  田園  

如果你在9月25日上午來(lái)北京中學(xué)西壩河校區(qū)的教學(xué)樓閑逛，你的耳朵絕對(duì)會(huì)時(shí)不時(shí)地被一陣陣爽朗的笑聲填滿。如果你對(duì)北京中學(xué)八年級(jí)足夠熟悉，不用問(wèn)你也會(huì)知道，那笑聲的來(lái)源絕對(duì)是八年級(jí)二班的生物課堂。

那天的課堂使我受益匪淺。我們先安靜地研讀了方老師下發(fā)的學(xué)習(xí)資料，經(jīng)過(guò)自學(xué)、小組討論與老師的明確指令后，初步建立了病毒的概念。老師引入了一個(gè)十分有趣的比喻——“病毒及其自畫像”，通過(guò)講述“第一個(gè)被人類發(fā)現(xiàn)的病毒——煙草花葉病毒”故事來(lái)向我們?cè)敿?xì)介紹病毒結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。幾段歡聲笑語(yǔ)過(guò)后，共同討論的成果加上老師恰到好處的點(diǎn)撥，使我們得知病毒并沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但它的內(nèi)部有遺傳物質(zhì)，外面也有蛋白質(zhì)起保護(hù)作用。病毒還有多種多樣的形態(tài)，球狀、桿狀、絲狀、甚至蝌蚪狀，數(shù)不勝數(shù)。然而我們誰(shuí)都沒(méi)有猜中病毒的大小。小到什么程度呢？如果讓病毒“排排坐”在細(xì)胞里，單單一個(gè)肝臟細(xì)胞就能容納八十億個(gè)球型乙肝病毒??！以至于它只能用納米來(lái)度量。有趣的是病毒可以根據(jù)其宿主（畢竟病毒連細(xì)胞核都沒(méi)有只能靠寄生）的不同來(lái)分類。我們還通過(guò)“噬菌體作畫”的結(jié)果分析研究了噬菌體的增殖過(guò)程。在進(jìn)行研究時(shí)老師留給了我們同學(xué)大量的自主思維時(shí)間，在師生問(wèn)答環(huán)節(jié)，活躍而建設(shè)性的點(diǎn)子一個(gè)接著一個(gè)地被提出來(lái)，使整個(gè)課堂充滿了歡樂(lè)。

（視頻制作：李佳一）

病毒的“藝術(shù)”和“微小”

八一班  王子軒  

周五家長(zhǎng)開放日，方老師為我們上了一節(jié)別開生面的生物課，授課內(nèi)容為病毒。由于病毒摸不著看不見，不好理解，上課前老師為我們提供了很多相關(guān)資料，希望我們通過(guò)提前閱讀能有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，周三還安排了“使用噬菌體作畫”的實(shí)驗(yàn)課，我們?cè)诶蠋煹囊?guī)范演示后，紛紛拿起一次性接種環(huán)在涂滿細(xì)菌的培養(yǎng)基上畫起了自己心儀的團(tuán)案，這種新穎、有趣的方式讓我感受到了噬菌體的“藝術(shù)性”。

上課時(shí)，方老師從煙草花葉病毒（TMV）的發(fā)現(xiàn)過(guò)程開始介紹，并在講授過(guò)程中為我們補(bǔ)充了蛋白質(zhì)和RNA的相關(guān)知識(shí)。老師又以TMV為例，介紹了病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又以一些實(shí)際例子介紹了其他種類的病毒，如臭名昭著的人體免疫缺陷病毒（HIV）是球形的，病情兇險(xiǎn)的埃博拉病毒（Ebolavirus）呈絲狀。方老師的每一節(jié)生物課上都有相應(yīng)的學(xué)案。為了具體說(shuō)明病毒的體積很小，那節(jié)課的課堂學(xué)案上面，有一個(gè)以乙肝病毒與肝臟細(xì)胞的大小比較，單從細(xì)胞體積看，一個(gè)肝臟細(xì)胞可容納80多億個(gè)乙肝病毒，這一個(gè)數(shù)目讓很多同學(xué)和家長(zhǎng)都大吃一驚。我們又通過(guò)交流和反思探討了上節(jié)生物課所做的實(shí)驗(yàn)，并用當(dāng)堂課所學(xué)的知識(shí)解釋了實(shí)驗(yàn)原理，引出了病毒的增殖特性相關(guān)內(nèi)容。

一般來(lái)說(shuō)，越是抽象的內(nèi)容，理解起來(lái)越是困難。但是方老師很擅于調(diào)動(dòng)我們的積極性，因此她的課堂經(jīng)常是充滿歡聲笑語(yǔ)。方老師經(jīng)常通過(guò)很多有趣的實(shí)驗(yàn)與例子讓我們更加容易理解抽象的理論性知識(shí)，提高了我們學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，真正感受到生物學(xué)的魅力。

視頻鏈接：見下一篇推送。

（視頻制作：尹可禎、孫悅恒）

北京中學(xué)

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投稿：方海紅、崔明芮、劉詩(shī)然、田園、 王子軒  

編輯：王菲

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