沈紅梅

生物教材必修二《遺傳與進化》第四章第二節(jié)“DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制”中安排了學(xué)生實驗——制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，該實驗?zāi)康氖峭ㄟ^制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點的理解和認(rèn)識。關(guān)于實驗所用材料，教材中列舉了一些實物，如：硬塑方框、細(xì)鐵絲、塑料片、釘書針等。但筆者結(jié)合高二學(xué)生所學(xué)信息技術(shù)，安排了學(xué)生用計算機技術(shù)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，主要是運用Flash軟件來制作。下面具體談一下實驗過程。

1 DNA平面結(jié)構(gòu)模型制作過程

在課前運用Flash4.0軟件工具欄中的工具分別制作成球形磷酸、五邊形脫氧核糖、四種不同顏色形狀的堿基方塊，將它們生成符號，屬性定為圖形，命名為磷酸、脫氧核糖、堿基A、堿基T、堿基C、堿基G，如圖1所示：

然后再調(diào)出以上符號，排列形成一條脫氧核苷酸短鏈和DNA分子平面結(jié)構(gòu)片段。同樣將它生成符號，屬性定為圖形，分別命名為短鏈和DNA片段。以上符號的圖形可以作為排列成DNA分子平面結(jié)構(gòu)的材料，由于圖形已經(jīng)分別生成了符號，可以反復(fù)調(diào)用。在多媒體教室，教師將提供的原料（以上圖形符號）以Flash文件形式發(fā)送到學(xué)生主機上。其中符號脫氧核苷酸短鏈和DNA片段，作為教師提供給學(xué)生的范例，學(xué)生可以多次調(diào)用符號庫中的磷酸圖形、脫氧核糖圖形、4種堿基圖形，并利用所學(xué)Flash軟件的基本技術(shù)將它們分別組裝成不同堿基數(shù)目和順序的脫氧核苷酸鏈，最后形成如符號庫中教師所提供的DNA分子平面結(jié)構(gòu)片段。

2 DNA立體結(jié)構(gòu)模型制作過程

DNA立體結(jié)構(gòu)主要是突出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，即脫氧核糖和磷酸交替構(gòu)成的兩條鏈形成螺旋結(jié)構(gòu)。同時兩條鏈之間形成堿基互補配對。做成螺旋片段，如圖2所示。

同樣將它生成符號，屬性定為圖形，命名為螺旋片段。接著教師利用生成的螺旋片段符號，為學(xué)生提供一個DNA雙螺旋的范例，如圖3所示。

也將圖形生成符號，命名為DNA螺旋片段。學(xué)生就可以通過符號庫調(diào)用，作為利用螺旋片段符號合成DNA雙螺旋的參考，再利用符號庫中的堿基圖形，將兩條鏈之間的堿基對補充上去，形成完整的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。然后選擇菜單Control中的TestMove將圖形放大。這樣，學(xué)生的實驗操作過程就完成了。

3 學(xué)生分析和教師的引導(dǎo)

學(xué)生在用計算機做好DNA平面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)后，對照圖形，教師有目的地引導(dǎo)學(xué)生分析以下幾個問題：

（1） 回憶DNA片面結(jié)構(gòu)和立體結(jié)構(gòu)是如何一步一步做成的。

（2） 相互比較所做成的DNA分子中的堿基數(shù)量和順序差別（教師在實驗過程中沒有具體要求），分析：這些差別意味著什么？DNA是如何儲存遺傳信息的？

（3） DNA立體構(gòu)型是怎樣的？每個脫氧核苷酸之間在什么部位相互連接成長鏈的？

（4） DNA分子兩條鏈的方向是怎樣的？

由于學(xué)生制作的DNA圖形直觀、形象，可以隨意移動、組合、放大、修改，再加上計算機的交互性，教師可隨時調(diào)用學(xué)生所做的范例進行分析，所以學(xué)生很容易回答上述問題，從而加深了對DNA分子結(jié)構(gòu)特點的了解。

教師可以進一步提示：作為遺傳物質(zhì)，應(yīng)該能夠精確地復(fù)制自己，DNA是如何復(fù)制自己的？并要求學(xué)生課后運用本節(jié)課制作成的DNA分子模型進行模擬復(fù)制，下節(jié)課帶著作品進入課堂。這樣就為下節(jié)課“DNA的復(fù)制”的學(xué)習(xí)作了鋪墊。

總的來說，運用計算機技術(shù)進行實驗，有利于學(xué)生用所學(xué)知識來解決問題，發(fā)揮了學(xué)生的主體性，學(xué)生對學(xué)習(xí)充滿了興趣，使生物學(xué)教學(xué)與計算機教學(xué)很好的結(jié)合起來了。