摘要 簡要介紹了利用Macromedia Flash MX構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)模型的過程，做出的課件能從平面、立體、動態(tài)、靜態(tài)多個維度展示DNA的結(jié)構(gòu)以及DNA結(jié)構(gòu)中各成分之間的連接關(guān)系和空間位置關(guān)系。

 

關(guān)鍵詞 Flash MX DNA結(jié)構(gòu)模型 構(gòu)建

 

1.問題的提出

 

在《DNA分子的結(jié)構(gòu)》一節(jié)中，現(xiàn)行教材（人教版高中生物（必修）第二冊）提供了DNA分子的結(jié)構(gòu)模式圖（見課本P8，圖6-5），通過平面和立體結(jié)構(gòu)說明DNA分子中有關(guān)成分之間的連接關(guān)系和位置關(guān)系。借此，學生對DNA結(jié)構(gòu)內(nèi)部成分之間的聯(lián)系能較好的理解和掌握；但是由于空間所限，對DNA各成分之間的空間位置關(guān)系在理解上仍然存在一定的認知難度。為此，教材安排了實驗十（制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型），但是制作出來的模型只是平面結(jié)構(gòu)上的螺旋，缺乏足夠的說服力。

 

目前，互聯(lián)網(wǎng)上有許多教學課件，但是幾乎看不到DNA結(jié)構(gòu)模型的課件，筆者有機會見到一個，也只是表現(xiàn)DNA的雙螺旋狀態(tài)，沒有體現(xiàn)各成分間的空間位置關(guān)系。

 

Macromedia Flash MX是制作二維矢量動畫的有效工具，能不能利用Flash MX矢量圖畫功能制作更好的DNA立體空間螺旋模型呢？筆者進行了嘗試，現(xiàn)將制作過程簡述如下，以饗同行。

 

2.元件的制備

 

2.1 脫氧核糖 建立新元件，命名為“脫氧核糖”，利用直線工具繪制一個五邊形，填充合適顏色，并去掉邊框（圖1，附后，下同）。                 

 

2.2 含氮堿基 建立新元件，命名為“A”，利用直線工具繪制一個矩形，并去掉兩角，填充合適顏色，去掉邊框；用文字工具在上面添加字母“A”，即為腺嘌呤。用類似的方法制作元件“T”、“G”、“C” （圖2）。

 

2.3 磷酸 建立新元件，命名為“磷酸”，用橢圓工具繪制一個正圓，填充合適顏色，去掉邊框（圖3）。

 

2.4 脫氧核苷酸 建立新元件，命名為“腺嘌呤脫氧核苷酸”，按F11打開庫，拖出元件“A”、“磷酸”和“脫氧核糖”，按正確循序擺放在舞臺上，并用適當磅值的直線進行連接。同樣方法制作元件“胸腺嘧啶脫氧核苷酸”、“鳥嘌呤脫氧核苷酸”、 “胞嘧啶脫氧核苷酸” （圖4）。

 

2.5 氫鍵 建立新元件，命名為“二鍵”，用直線工具繪制兩條平行且等長的直線即可。同法可制作“三鍵”元件（圖5）。

 

2.6 核苷酸對 建立新元件，命名為“AT”。拖出元件“腺嘌呤脫氧核苷酸”放在圖層1，元件“胸腺嘧啶脫氧核苷酸”放在圖層2，元件“二鍵”放在圖層3。利用拖動工具把三個元件放在舞臺適當位置，注意氫鍵（二鍵）一定要連接到堿基A和T上。同法可制備核苷酸對“GC”，G與C之間用“三鍵”。為了便于構(gòu)建DNA分子平面、立體結(jié)構(gòu)，最好再制備元件“TA”和“CG” （圖6）。

 

3.DNA結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

 

3.1 平面結(jié)構(gòu) 建立新元件，命名為“平面結(jié)構(gòu)”。從庫中拖出元件 “AT”、 “TA”、 “GC”、 “CG”若干，按照從上到下的順序放置在舞臺不同層次的圖層中，并保持元件間距一致。用直線工具將左側(cè)相鄰的“磷酸”和“脫氧核糖”一一連接，同法連接右側(cè)。這樣，DNA的平面結(jié)構(gòu)就構(gòu)建完成了（圖7）。

 

3.2 立體結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

 

3.2.1 立體動態(tài)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建 DNA分子是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，從三維平面上反映出來的是各核苷酸對有一定的旋轉(zhuǎn)角度并且長度有一定的層次。因此首先要從構(gòu)建每一個核苷酸對的旋轉(zhuǎn)模型做起。

 

假設(shè)我們要構(gòu)建的DNA堿基序列從上到下為：

 

 

為了便于后面的操作，我們按照從后向前的順序一一制作各核苷酸對的旋轉(zhuǎn)模型。

 

建立新元件，命名為“立體動態(tài)模型1”。點擊菜單中的查看選項，在網(wǎng)格選項中點擊“顯示網(wǎng)格”，并確認顯示像素為18×18。拖出元件“GC”放到圖層1，水平居中。在圖層1的第15幀處插入關(guān)鍵幀，點擊菜單中的修改選項，在變形選項中點擊“順時針旋轉(zhuǎn)90度”，可以看到，在第15幀處，元件“GC”旋轉(zhuǎn)了90度。依次分別在圖層1的第30、45、60幀處作相同的工作，使元件“GC”每15幀旋轉(zhuǎn)90度。接著，在圖層1各幀之間建立動畫補間，使元件“GC”在第1幀到第60幀之間作360度的旋轉(zhuǎn)。

 

在圖層2中拖入元件“AT”,放置在元件“GC”所處網(wǎng)格的上面一個，水平居中。選中第1幀，點擊菜單中的修改選項，在變形選項中點擊“旋轉(zhuǎn)與縮放”，在彈出的對話框的旋轉(zhuǎn)項中輸入“20”，確定。這樣“AT”在第1幀處旋轉(zhuǎn)了20度。接著分別在圖層2的第15、30、45、60幀處插入關(guān)鍵幀，并使“AT”每15幀“順時針旋轉(zhuǎn)90度”。給圖層2各幀之間建立動畫補間，使元件“AT”在第1幀到第60幀之間作360度的旋轉(zhuǎn)。

 

 依據(jù)相同的辦法分別構(gòu)建倒數(shù)第3對“TA”及以前核苷酸對的旋轉(zhuǎn)模型。所不同的是，每錯后一個位次，相應元件應該向上移動一個網(wǎng)格且水平居中，并在第1幀首先順時針旋轉(zhuǎn)（n-1）×20度，然后使它們分別在1至60幀之間旋轉(zhuǎn)360度。最后一個元件“TA”核苷酸對首先旋轉(zhuǎn)（19-1）×20= 360度。至此，在“立體動態(tài)模型1”元件下應該有19個圖層。

 

下面制作控制按鈕。建立按鈕元件，命名為“控制按鈕”。利用矩形工具繪制一個矩形，去掉邊框。進入“立體動態(tài)模型1”元件，插入新圖層20，確保圖層20在其它19個圖層的最上層。把元件“控制按鈕”拖入圖層20并調(diào)整大小，使其剛好覆蓋下面的所有19個元件，設(shè)置按鈕的alpha為0。在第60幀處插入幀。選定“控制按鈕”，為其添加按下時執(zhí)行stop命令。

 

建立新元件，命名為“立體動態(tài)模型”。拖入“立體動態(tài)模型1”元件并選定，利用自由變形工具使其上下徑縮小，直到該元件全部展示在舞臺上并且具有立體感。這時在場景中拖入“立體動態(tài)模型”元件并測試影片，我們就可以看到一個立體動態(tài)旋轉(zhuǎn)的DNA了。當我們用鼠標輕點該結(jié)構(gòu)的任何部位時，旋轉(zhuǎn)會停止，釋放后又旋轉(zhuǎn)起來。

 

3.2.1 立體靜態(tài)模型的構(gòu)建

 

建立新元件，命名為“立體靜態(tài)模型1”。進入“立體動態(tài)模型1”元件，同時選定圖層1到圖層19的第1幀并拷貝�；氐健傲Ⅲw靜態(tài)模型1”元件，在以1幀處粘貼剛才拷貝的內(nèi)容。建立新元件，命名為“立體靜態(tài)模型”。拖入元件“立體動態(tài)模型1”，利用自由變形工具調(diào)整上下徑至與“立體動態(tài)模型”相當，這樣DNA的立體靜態(tài)模型就構(gòu)建成功了。

 

4.幾點說明和建議

 

4.1 該模型動態(tài)螺旋狀態(tài)自然流暢，各成分之間的連接關(guān)系和空間位置關(guān)系都很直觀，符合實用性原則。

 

4.2 構(gòu)建的DNA模型比較接近DNA分子結(jié)構(gòu)的真實性，如兩條脫氧核苷酸鏈之間距離相等、相鄰堿基對之間距離相等、每個螺旋包括10個堿基對等，符合科學性原則。

 

4.3 本課件制作過程涉及到的元件很多，元件的命名相當重要，既要遵循簡便性原則，又要考慮到方便操作。圖層也很多，制作時應盡可能做到一個元件占用一個圖層，不編輯時及時鎖定。

 

4.4 對齊工具對本課件的制作顯得尤為重要，居中之前要首先確保元件的旋轉(zhuǎn)中心在它的幾何中心，本文中除指明是水平居中之外，其他均指水平居中且垂直居中。 

 

參考文獻

 

1.人民教育出版社生物室：《全日制普通高級中學教科書（必修）?生物?第二冊》，人民教育出版社2004年第2版，第8-10頁。

 

2. 人民教育出版社生物室：《全日制普通高級中學（必修）?生物第二冊?教師教學用書》，人民教育出版社2004年第2版，第13-14頁。 

 

 

文章插圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaozhong/177206.html

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