彭 飛 (陜西省商洛中學 陜西商洛 726000)
分泌蛋白的合成和運輸模型制作
彭 飛 (陜西省商洛中學 陜西商洛 726000)
通過制作帶有電路的生物模型,動態(tài)地展示分泌蛋白的合成和運輸?shù)倪^程,直觀形象。在這個過程中,學生的知識、能力、情感、態(tài)度與價值觀得到了培養(yǎng)。
分泌蛋白 生物模型 動態(tài)
在“細胞器”一節(jié)中,細胞器之間的協(xié)調(diào)配合是教學難點。教材中以分泌蛋白的合成和運輸?shù)倪^程為例闡述此難點。教材中的圖片不能形象地展示這個動態(tài)的過程,讓學生體會到細胞器的密切合作。筆者查閱文獻,目前僅有播放視頻、制作卡片手動演示的方法來講解此知識。如果制作出一個電動模型,形象直觀地演示動態(tài)過程,學生參與課堂,將會起到很好的教學效果。筆者組織學生完成了此模型。
制作流程:畫設計圖(圖1)→電路設計(圖2)→制作框架、各部分模型、電路→組裝→演示、調(diào)試→完善美化。
材料:2 mm三合板、泡沫、各色噴漆、紅色LED燈珠、暖色LED燈帶、流水形式的LED燈、無線音樂芯片。
工具:小刀、電鉆、鋼鋸、螺絲刀、老虎鉗、502膠水、砂紙。
圖1 分泌蛋白模型設計圖
圖2 電路設計圖
用刀片將2 mm三合板截成細胞形狀,按比例畫出核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、細胞核的位置,標記出蛋白質(zhì)合成和分泌依次經(jīng)過的路徑。
取厚度大于10 cm的近方形泡沫,小刀截取出邊長為10 cm的正方體,六面依次貼邊畫圓,削去八個棱角,用砂紙逐漸打磨,制成直徑為10 cm的球體。球體外表輕微打孔,代表核孔。切去球體的1/8,代表露出細胞核的內(nèi)部,露出的并靠近中心的一半涂成橘黃色,代表核仁,剩下一半涂成黃色,代表染色質(zhì)所處的位置,表面涂成淺黃色。
在3 cm厚的泡沫上面畫出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)曲折的形狀,用燒紅的鐵絲沿邊沿畫出,小刀刻出彎曲折疊的內(nèi)質(zhì)網(wǎng),噴涂上藍色。
用紅色橡皮泥制成小顆粒代表核糖體,粘附在內(nèi)置網(wǎng)上。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)周圍打孔,待后期用紅色LED燈穿入孔中,閃爍時代表分泌蛋白在核糖體上合成。
在3 cm厚的泡沫上面畫出高爾基體扁平囊泡的形狀,裁剪出來,再制作泡沫小球代表小囊泡,整體涂上紫色。
取泡沫裁成5 cm×3 cm×3 cm的長方體,切去棱角,用砂紙逐漸打磨成橢圓形,切掉一半,內(nèi)部用燒紅鐵絲描出折疊曲線,涂上深綠色,代表線粒體的嵴,其他部分涂成淺綠色。
做法與細胞核類似,制成直徑為4 cm的球體,噴涂上棕色。
用暖色LED燈帶對折形成雙層,圍在邊緣,代表磷脂雙分子層,四周用螺絲固定。
在3.1中依次在核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上及其周圍標記出了分泌蛋白合成及分泌的路徑,之后使用電鉆在對應位置打孔,密集一些效果更好。按照圖2設計電路,分別將燈帶插入孔中。將代表細胞膜的暖色LED燈帶連接在220V電壓兩側(cè),連接一個開關控制。將代表分泌蛋白依次經(jīng)過核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及靠近細胞膜四部分的流水式LED燈(也稱四路閃爍燈串)穿入已打孔的底板中,接入一個開關。將紅色的LED燈接入到線粒體上,接一個開關。另外,后兩個支路上各接一個5 V的變壓器,合并在一起接入按鈕式開關控制。其中代表細胞膜的燈帶為主路線,代表線粒體運行的紅色的LED燈和分泌蛋白經(jīng)過途徑的流水線式LED燈與主路線并聯(lián),將控制不同部分的電路及開關接好后,將之前用泡沫制作的細胞核及細胞器結(jié)構(gòu)固定在底板上,完成模型(圖3)。
圖3 制作成的模型
將模型的電路插頭插入插座,接通電源,共有三個開關控制模型。開關1控制細胞膜的運行與停止,打開開關1,電路接通,代表細胞膜部分的暖色LED燈恒亮,意味著活細胞中細胞膜一直流動著;開關2控制著線粒體的運行與停止,打開開關2,線粒體處的紅色LED燈一直閃爍,代表在細胞活動中一直提供能量;開關3控制著分泌蛋白經(jīng)過的路徑,打開開關3,流水線式LED燈依次經(jīng)過核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體,及高爾基體上脫落下的囊泡,逐漸靠近細胞膜,代表分泌蛋白在核糖體上合成,并經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工,由囊泡包裹,最終與細胞膜融合,分泌到細胞外。開關順序為:先打開開關1,代表活細胞;打開開關2、3,代表分泌蛋白質(zhì)合成與運輸中,線粒體一直在提供能量。另外,變壓器還接出一個按鈕式開關,按動時可以調(diào)節(jié)流水線式LED燈和紅色LED燈閃爍的快慢,代表合成及分泌蛋白質(zhì)的快慢。
此模型經(jīng)過課堂實踐使用,效果頗好。模型的使用,提高了學生的興趣和課堂注意力,清晰動態(tài)地展示了分泌蛋白合成和運輸過程中,細胞器協(xié)調(diào)配合、密切合作的過程。該過程將知識化繁為簡,突破了重難點;學生參與模型的制作和演示,提高動手能力;學生體會到了細胞的復雜和精巧,認識到細胞是自我調(diào)控高度有序的、是基本的生命系統(tǒng)。此模型明顯地改善了課堂教學,讓學生樂于學。教學中實現(xiàn)了新課改的三維目標、提高生物科學素養(yǎng)等新理念。另外,此模型制作牢固,使用方便,成本低廉,很好地摒棄了教學中常用的簡易手工模型不易保存、較小不直觀等缺點,具有較好的實際應用價值。
[1]余彭娜,馮曉珍.“分泌蛋白的運輸途徑”的教具制作及演示教學[J].生物學教學,2013,38(4):32.
[2] 趙占良.人教版高中生物課標教材中的科學方法體系[J].中學生物教學,2007(3):4-7.
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文件編號:1003-7586(2017)10-0050-02