“没有细胞结构的微小生物――病毒”教学案例

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　　本课是义务教育课程标准实验教科书第二单元的最后一章，是学生在了解了生物圈中的单细胞生物和多细胞生物的基础上，认识到生物圈中同时还存在没有细胞结构、寄生在活细胞中的微小生物――病毒，从学生的生活经验出发，逐步引导学生了解病毒的发现、大小、结构、营养方式、种类以及与人类的关系，体现了科学技术与社会进步的关系。本单元属于细胞知识的延伸，与第一节“生物的特征”相呼应，而且病毒在生物圈中分布广泛，是生物多样性的重要组成部分，与动植物和人类的关系十分密切，与以后几个单元的学习密切相关。
　　
　　1　教学过程
　　
　　1.1　导入新课
　　教师播放幻灯片：过去的10年里发生了两件与我们生活息息相关的大事――2003年的“非典”和2009年的“甲流”。请问，“非典”和“甲流”都是由什么引起的?由于学生曾经经历过这两件大事，都能回答：病毒。
　　教师继续引入：我们在第一单元第一章第一节内容学习时知道“除病毒外，生物都是由细胞构成的”，在本单元前面内容的学习中知晓“细胞是构成除病毒外生物体的基本结构和功能单位”。那病毒的结构是怎样的?病毒怎样生活?它与我们的关系如何?
　　
　　1.2　病毒知识
　　没有细胞结构的微小生物――病毒。
　　
　　1.2.1　知道病毒病
　　地球上的人类，其他动物和植物遭受病毒病的折磨已有许多世纪。教师播放多媒体课件上相关的病毒病的资料照片，并讲解。
　　
　　1.2.2　学习病毒发现史
　　这部分内容以教师讲解为主。
　　当这些疾病出现时，人们不知道发生的原因，愚昧地认为是天谴。随着时代的发展，科学的进步，科学家们有强烈的使命感和责任感要去解开其中的奥秘。
　　Adolf Mayer被烟草的一种病态吸引住了，其症状是感染叶子上出现深、浅相间的绿色区域，故麦尔在1886年称为烟草花叶病。通过对叶子和土壤的分析麦尔指出不能把此病归于无机物平衡失调。这可能是一个细菌病。
　　1892年从事烟草病工作的年青的俄国科学家伊万诺夫斯基发现感受花叶病的叶汁，即使经过Chamberland氏烛形滤器的过滤也仍具有传染的性质。这项观察提示了存在一种比以前所知的任何一种都小的病原，他认为该病是由产生毒素的细菌引起的。
　　1898年，荷兰科学家贝杰林克Beijerinck重复了伊万诺夫的实验，他从患花叶病的烟草叶中挤出汁液，并使之通过Chamberland氏滤器。表明滤液仍有侵染性。贝杰林克相信他的滤器阻挡住了细菌。将汁液置于琼脂凝胶块的表面时，发现侵染性物质在凝胶中以适当的速度扩散，而细菌仍滞留于琼脂的表面。因此认为这种侵染性物质要比通常的细菌小。贝杰林克用“病毒(Virus)”来命名这种史无前例的小病原体。不难看出真正发现病毒存在的是贝杰林克。
　　伊万诺夫斯基和贝杰林克通过他们创造性工作发现了烟草花叶病毒，从而开创了病毒学独立发展的历程。
　　自病毒发现直到上个世纪30年代初，病毒学研究主要集中在：分离和鉴定引起各种病毒性疾病的病毒；病毒对疾体所引起的特异性病理效应；病毒的传播方式和感染宿主范围；各种理化因子对病毒感染的影响等方面。
　　1935年，美国生化学家斯坦利(stanley)磨了上吨重的感染花叶病的烟叶，得到了一小匙在显微镜下看来是针状结晶的东西，把结晶物放在少量水中，水就出现乳光了，用手指沾一点这溶液，在健康烟叶上磨擦几下，一星期以后这棵烟草也得了同样类型的花叶病。可见提纯的东西的确是有侵染性的烟草花叶病毒。今天在美国加州大学的原来斯坦利实验室里，仍然保留着一个标注着“Tob.Mos.”字样的瓶子，其中就盛着当年第一次提纯的烟草花叶病毒(简称TMV)。Stanley的研究论文1953年发表在Science杂志上，他在论文中写道：“烟草花叶病毒是一种具有自我催化能力的蛋白质，它的增殖需要活体细胞的存在”。1936年Bawden和Pirie等在纯化的TMV中发现了含磷和糖类的组分，它们以核糖核酸的形式存在。1939年，G.A.Kansche在电镜下直接观察到了TMV，指出TMV是一种直径为1.5 nm，长为300 nm的长杆状的颗粒。
　　教师引导提问：病毒的发现过程说明病毒具有什么特征?学生思考后回答：病毒很小，电子显微镜下才能看见。教师肯定学生的答案并补充：10亿个病毒才一根头发丝大小，病毒小用纳米计量。
　　教师提问：回过头来再看2003年“非典”和2009年“甲流”，从疫情暴发到疫情控制，只有短短的几个月。你从中得到什么启示?在老师的引导下学生思考并回答：这和科技的进步，社会的发展是分不开的。
　　
　　1.2.3　病毒的形态和结构
　　在电子显微镜的帮助下，科学家解开了病毒的神秘面纱，了解了病毒的形态和结构。教师接着介绍病毒的三种基本形态以及相应的具体病毒，病毒的结构。科学家绘制的病毒的模式图经大家观察后发现什么共同点?学生一眼能看见外面的部分是蓝色里面用的是黄色。教师肯定学生的发现，接着回顾：1953年美国生化学家斯坦利发现烟草花叶病病毒的蛋白质组分，1936年Bawden和Pirie等发现了烟草花叶病病毒含磷和糖类的组分，它们以核糖核酸的形式存在，也就是说科学家发现烟草花叶病病毒的组分是两大类：蛋白质和核糖核酸，即在“细胞的生活”一章的学习知道核糖核酸是遗传物质，请同学猜测模式图里的蓝色和黄色绘图分别代表了什么?学生很自然的想到是蛋白质和遗传物质，但关于具体的分别代表什么组分有争议。教师告知：科学家通过这种方式传达了一个病毒的信息，那就是：蓝色绘制的是病毒的“蛋白质外壳”以及黄色绘制的“内部的遗传物质”。强调病毒的遗传物质不能说DNA，因为有的病毒的遗传物质是DNA，有的病毒的遗传物质是RNA。
　　
　　1.2.4　病毒的生活、繁殖
　　教师提问：前面学习病毒的发现史时知道烟草花叶病毒是生活在烟叶里的，它为什么能让烟叶患病呢?学生怀着好奇的心态看教师播放大肠杆菌噬菌体繁殖过程动画，明确病毒是在细胞里繁殖。教师提问：事实上，烟草花叶病毒也是在烟叶细胞内靠自己的遗传物质中的遗传信息，利用烟叶细胞内的物质繁殖，释放新个体时破坏烟叶细胞，导致烟叶患病。试想：离开活的烟叶细胞，烟草花叶病毒会怎样?学生很多都自然而然的认为会死亡，仍然有学生会说变结晶体，理由就是讲解病毒发现史时提到的“一小匙在显微镜下看来是针状结晶的东西”。教师进一步引发学生好奇心：病毒离开活细胞会变成结晶体，当再有机会侵入活细胞生命活动就重新开始了。为了避免更多的生物感染疾病，我们应该怎样处理患病毒病的生物体?学生方法很多，如抛掷荒野，深埋等，最后教师总结：深埋或者焚烧。
　　
　　1.2.5　病毒的分类
　　教师讲述：病毒生活在活细胞里，病毒的这种生活方式叫做寄生生活。根据病毒的寄主的不同，可以将病毒分为：动物病毒、植物病毒和细菌病毒，细菌病毒也叫噬菌体。注意：病毒寄生的专一性，比如动物病毒只寄生在动物体内。请同学们和我一起来判断这些病毒分属于哪一类病毒(在此使用病毒病里涉及的病毒：脊髓灰质炎病毒、天花病毒、家蚕核型多角体病毒、狂犬病病毒以及流感病毒属于动物病毒；郁金香碎色病病毒属于植物病毒，补充大肠杆菌噬菌体)。
　　
　　1.2.6　病毒与人类的关系
　　教师：我们已经了解了病毒的大小、结构、营养方式和种类，你能根据生活经验和刚才涉及的内容，讲讲病毒和我们人类的关系吗?通过前面的学习，学生第一反应就是让人、动物植物患病，有害的。教师说：其实，病毒对于我们来说，也有有利的方面，比如你才注射过的流感疫苗。学生一片哗然，大多觉得不可思议、害怕。面对此种情况，让学生知晓疫苗的工作原理和制作工艺是必须的，因此准备了两段视频：一感冒病毒的侵袭与机体反应，知晓身体产生抗体，这就是为什么患过病毒引发的某种疾病治愈后不再患病的原因；二疫苗的作用原理，知晓疫苗是减毒或灭活的病毒，刺激身体免疫系统产生抗体。病毒不仅仅可以制作疫苗预防病毒性疾病，还能利用病毒在活细胞中寄生繁殖的特性治疗疾病以及制高效的生物农药，请学生说说为什么。学生能联想到：一病毒寄生的专一性；二病毒在活细胞内寄生生活，实质是在细胞内繁殖，病毒释放时寄主细胞裂解，正是由于这两个原因，科学家利用病毒治疗疾病以及制高效的生物农药。接着教师播放与之相关的多媒体课件图片。
　　
　　1.3　知识小结
　　学生自己小结，不完整的由其他学生补充。
　　
　　2　教学反思
　　
　　在设计本次课的内容时，有意识的避免满堂灌并让学生在关于病毒的知识储备量少的情况下仍然能主动参与其中自主学习。成功之处：用了较多篇幅引入课本中没有的关于病毒病以及病毒发现史，不是多余的而是必须的，通过漫长的历史长河里的事件让学生自主归纳出病毒的特点，正是由于病毒发现史的介绍学生能从事实中知晓病毒的寄生生活以及离开活细胞后变成结晶体，这比直接告知学生好；难理解的抽象知识点通过视频短片呈现，利于学生理解掌握；变动课本知识点顺序，过渡自然。

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