材料:黃瓜🥒一條,櫻桃🍒若干,牙籤若干。
也可以選擇其它材料,比如紙板,繩子,等製作DNA模型!
製作DNA雙螺旋結構模型實驗材料篩選
吳聖潘(浙江溫州中學 浙江溫州 325014)
摘 要 本文針對新課程教材中製作DNA雙螺旋結構模型實驗的缺點,應用塑料片、紙、繩子等三種材料進行教學對比篩選。篩選結果表明,繩子作為材料,操作簡單﹑有趣﹑可以較快時間完成,對理解雙螺旋骨架有幫助,但是不能呈現分子間關係。而紙板式構造最正確﹑構造最詳盡﹑結構式及建結方式清楚﹑容易做。
關鍵詞 DNA雙螺旋結構 模型 材料篩選
1 篩選背景 製作DNA雙螺旋結構模型[1],教材提供的方法需要六色塑料片若干並剪成規範圖形,釘書針連接,還要粗細鐵絲固定,十分麻煩;若買現成的材料組裝,則一套就需要100多元人民幣,且易破損;有些學校乾脆就不做,隨便在黑板上講解下該實驗[2]。但是該實驗對學生認識DNA結構非常有幫助,所以非常有必要對製作材料作一研究。基於以上考慮,通過文獻研究和教學嘗試。
2 篩選過程 通過課堂實驗教學,分班級進行製作DNA雙螺旋結構模型的篩選研究,一個班級採用一種材料,具體有塑料片、紙片、繩子等3種材料進行製作。實驗原理是依據沃森和克裡克提出的DNA分子雙螺旋結構。其主要特點如下:(1)每個DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的規則的雙螺旋結構。脫氧核苷酸長鏈的兩端是不同的,一端是脫氧核糖上羥基,另一端是磷酸基,而DNA分子兩條長鏈的同一端,一個是磷酸基,另一個則是羥基,因而兩條長鏈的方向是相反的。(2)DNA分子的外側是脫氧核糖和磷酸交替連結構成的基本骨架,內側是鹼基對。(3)DNA分子兩條鏈上的內側鹼基按照鹼基互補配對原則(A配T,G配C)兩兩配對,通過氫鍵互相連結。先將具體過程敘述如下。2.1 應用塑料片製作DNA雙螺旋結構模型2.1.1 實驗材料 硬塑方框2個(長約10 cm或視兩個通過氫鍵連接的脫氧核苷酸模型寬度而定,方框也可用其他硬質材料代替),細鐵絲兩根(長約0.5 m或視製作的長鏈長度而定),圓形塑料片(代表磷酸)若干、雙層五邊形塑料片(代表脫氧核糖)若干、4種不同顏色的長方形塑料片(代表四種不同鹼基)若干,這些塑料材料也可用其他材料如硬紙板、泡沫板、卡紙等代替。粗鐵絲兩根(長約10 cm或視兩個通過氫鍵連接的脫氧核苷酸模型寬度而定)、訂書器、訂書釘。2.1.2 實驗方法與步驟 首先做支架。取一個硬塑方框,在硬塑方框一側的兩端各拴上一條長約0.5 m或視製作的長鏈長度而定的細鐵絲。 其次,製作脫氧核苷酸模型。將一個圓形塑料片(代表磷酸)和一個長方形塑料片(4種不同顏色的長方形塑料片分別代表4種不同的鹼基),分別用釘書釘連接在一個剪好的五邊形塑料片上(代表脫氧核糖),用同樣的方法製作出一個個含有不同鹼基的脫氧核苷酸模型。 再次,製作多核苷酸長鏈模型。將若干個製成的脫氧核苷酸模型,按照一定的鹼基順序(可自行設定)依次穿在長細鐵絲上。不同的小組要求組裝出不同的鹼基序列,可以由教師給出,也可以由學生自己選擇。最後通過不同小組之間的比較,讓學生理解DNA的多樣性和特異性。 最後,製作DNA空間結構模型。按同樣方法製作好DNA的另一條脫氧核苷酸鏈(注意鹼基的順序與第一條鏈上鹼基順序互補配對,但方向相反)。用釘書針將兩條鏈之間的互補鹼基連接好。將穿好脫氧核苷酸長鏈的兩條細鐵絲的末端分別拴到另一個硬塑方框一側的兩端,並在所制模型的背側用兩根較粗的鐵絲加固。雙手分別提起硬塑方框,拉直雙鏈,向右旋轉一下,即可得到一個DNA分子的雙螺旋空間結構模型。2.2 應用繩子製作DNA雙螺旋結構模型2.2.1 實驗材料 三條棉繩,一條當作主繩(以黑色表示),兩條副繩(紅和綠)繞著它編。顏色只是我們說明比較方便,不是真的需要黑色、紅色、綠色的棉繩。2.2.2 實驗方法與步驟 步驟如下圖1,黑色對摺當主繩,用橡皮筋(藍色)把綠色和紅色的副繩綁起來,然後,就是像圖中那樣編。完全都是同樣的步驟,最後纏完的部份,如果不需要美化,同樣用橡皮筋綁起來就好了。