摘要 簡(jiǎn)要介紹了利用Macromedia Flash MX構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)模型的過(guò)程，做出的課件能從平面、立體、動(dòng)態(tài)、靜態(tài)多個(gè)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(wèn)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(cè)）提供了DNA分子的結(jié)構(gòu)模式圖（見(jiàn)課本P8，圖6-5），通過(guò)平面和立體結(jié)構(gòu)說(shuō)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(xué)生對(duì)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(duì)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(rèn)知難度。為此，教材安排了實(shí)驗(yàn)十（制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型），但是制作出來(lái)的模型只是平面結(jié)構(gòu)上的螺旋，缺乏足夠的說(shuō)服力。
目前，互聯(lián)網(wǎng)上有許多教學(xué)課件，但是幾乎看不到DNA結(jié)構(gòu)模型的課件，筆者有機(jī)會(huì)見(jiàn)到一個(gè)，也只是表現(xiàn)DNA的雙螺旋狀態(tài)，沒(méi)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(dòng)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(jìn)行了嘗試，現(xiàn)將制作過(guò)程簡(jiǎn)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(gè)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(gè)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(gè)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(kāi)庫(kù)，拖出元件“A”、“磷酸”和“脫氧核糖”，按正確循序擺放在舞臺(tái)上，并用適當(dāng)磅值的直線進(jìn)行連接。同樣方法制作元件“胸腺嘧啶脫氧核苷酸”、“鳥(niǎo)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(zhǎng)的直線即可。同法可制作“三鍵”元件（圖5）。
2.6 核苷酸對(duì) 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(dòng)工具把三個(gè)元件放在舞臺(tái)適當(dāng)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(duì)“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(kù)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(tái)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(dòng)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(lái)的是各核苷酸對(duì)有一定的旋轉(zhuǎn)角度并且長(zhǎng)度有一定的層次。因此首先要從構(gòu)建每一個(gè)核苷酸對(duì)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(duì)的旋轉(zhuǎn)模型。
建立新元件，命名為“立體動(dòng)態(tài)模型1”。點(diǎn)擊菜單中的查看選項(xiàng)，在網(wǎng)格選項(xiàng)中點(diǎn)擊“顯示網(wǎng)格”，并確認(rèn)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(diǎn)擊菜單中的修改選項(xiàng)，在變形選項(xiàng)中點(diǎn)擊“順時(shí)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(dòng)畫補(bǔ)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(gè)，水平居中。選中第1幀，點(diǎn)擊菜單中的修改選項(xiàng)，在變形選項(xiàng)中點(diǎn)擊“旋轉(zhuǎn)與縮放”，在彈出的對(duì)話框的旋轉(zhuǎn)項(xiàng)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(shí)針旋轉(zhuǎn)90度”。給圖層2各幀之間建立動(dòng)畫補(bǔ)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(duì)“TA”及以前核苷酸對(duì)的旋轉(zhuǎn)模型。所不同的是，每錯(cuò)后一個(gè)位次，相應(yīng)元件應(yīng)該向上移動(dòng)一個(gè)網(wǎng)格且水平居中，并在第1幀首先順時(shí)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(gè)元件“TA”核苷酸對(duì)首先旋轉(zhuǎn)（19-1）×20= 360度。至此，在“立體動(dòng)態(tài)模型1”元件下應(yīng)該有19個(gè)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(gè)矩形，去掉邊框。進(jìn)入“立體動(dòng)態(tài)模型1”元件，插入新圖層20，確保圖層20在其它19個(gè)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(gè)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(shí)執(zhí)行stop命令。
建立新元件，命名為“立體動(dòng)態(tài)模型”。拖入“立體動(dòng)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(tái)上并且具有立體感。這時(shí)在場(chǎng)景中拖入“立體動(dòng)態(tài)模型”元件并測(cè)試影片，我們就可以看到一個(gè)立體動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)的DNA了。當(dāng)我們用鼠標(biāo)輕點(diǎn)該結(jié)構(gòu)的任何部位時(shí)，旋轉(zhuǎn)會(huì)停止，釋放后又旋轉(zhuǎn)起來(lái)。
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(jìn)入“立體動(dòng)態(tài)模型1”元件，同時(shí)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(dòng)態(tài)模型1”，利用自由變形工具調(diào)整上下徑至與“立體動(dòng)態(tài)模型”相當(dāng)，這樣DNA的立體靜態(tài)模型就構(gòu)建成功了。
4.幾點(diǎn)說(shuō)明和建議
4.1 該模型動(dòng)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(shí)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(shí)性，如兩條脫氧核苷酸鏈之間距離相等、相鄰堿基對(duì)之間距離相等、每個(gè)螺旋包括10個(gè)堿基對(duì)等，符合科學(xué)性原則。
4.3 本課件制作過(guò)程涉及到的元件很多，元件的命名相當(dāng)重要，既要遵循簡(jiǎn)便性原則，又要考慮到方便操作。圖層也很多，制作時(shí)應(yīng)盡可能做到一個(gè)元件占用一個(gè)圖層，不編輯時(shí)及時(shí)鎖定。
4.4 對(duì)齊工具對(duì)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(xiàn)
1.人民教育出版社生物室：《全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書（必修）?生物?第二冊(cè)》，人民教育出版社2004年第2版，第8-10頁(yè)。
2. 人民教育出版社生物室：《全日制普通高級(jí)中學(xué)（必修）?生物第二冊(cè)?教師教學(xué)用書》，人民教育出版社2004年第2版，第13-14頁(yè)。
文章插圖
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/177206.html
相關(guān)閱讀：2013高考生物高中生物知識(shí)點(diǎn)：組成生物體的化合物