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ChemDraw软件在高中生物学教学绘图中的应用

2018-11-29

生物学教学 2018年10期
关键词:结构式内质网绘图

苏 凯

(江苏省盱眙中学 淮安 211700)

1 ChemDraw软件简介

ChemDraw软件是由Cambridge.Soft为从事化学和生物学的科研人员开发的软件。ChemDraw最初主要用于绘制化学结构式、分子式和反应式。在新版ChemDraw中增设了生物学绘图工具,利用生物学绘图工具可插入或绘制高中生物学教学中常见的示意图、模式图、过程图以及各类实验仪器等。ChemDraw具有功能齐全、操作方便快捷等优点。使用ChemDraw绘制的图片支持无损放大,轮廓颜色和填充颜色可随意调整。并且制作的图片兼容性高,可广泛地应用于高中生物学教学和考试命题时的绘图中。

2 ChemDraw软件操作方法

ChemDraw功能非常强大,能满足高中生物学教学中大多数绘图需求。例如,教材必修1中涉及的氨基酸、核酸、脱氧核酸和ATP等分子的结构式,可通过模板直接插入;也可根据实际教学和命题需求制作图片,如教材必修1中各种细胞和细胞器模型、分泌蛋白的合成与运输过程图和探究呼吸作用的实验装置等,教材必修2中DNA复制和基因控制蛋白质合成、教材必修3中神经元结构、突触结构和各种人体的器官等。本研究中笔者以ChemDraw Professional 15.0为例,介绍ChemDraw在高中生物学教学中的作用。

2.1 插入分子式 启动ChemDraw,单击视图(View),单击File/New Document,新建一个文件。找到模板(Templates),单击模板。或者可以在工具栏(Tools)中单击Templates,选择相应模板。ChemDraw中自带的结构式有: 20种常见的氨基酸,5种含氮碱基,8种核苷酸。以插入胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸为例: 单击Templates/DNA Templates(DNA模板),选择胸腺嘧啶的结构式,完成插入。插入后单击Marquee(选取框),选中结构式,此时可以调整结构式的方向和大小,文字方向也会随着结构式方向的变化而自动变化。单击Object Setting,会出现一个对话框,单击Drawing选项调整化学键的长度和粗细,单击Text Captions选项调整文字的字体、颜色和大小。

2.2 插入图片素材 ChemDraw15.0的生物学绘图工具栏中包含了多种常见的生物学素材图片,主要有以下几类: 常见动物、微生物、动植物细胞和细胞器、人体器官、生物大分子,如DNA双螺旋模型、蛋白质分子和抗体等。以插入叶绿体为例: 在工具栏(Tools)中单击Templates,选择organelles(细胞器),单击叶绿体图片,完成插入。选中插入对象,单击右键/Colors,选择图片填充颜色。如果图片用于课件,可使用彩色填充;如果用于学案或命题,为了保证打印效果,通常使用浅色或无色填充。

2.3 制作教学所需图片 在教学或命题的过程中,遇到所需要的图片一般会去网上查找,或者用Photoshop等绘图工具绘制。在网上查找的图片清晰度可能达不到要求,颜色调整比较困难,因无法保证质量而不能直接用于命题。和Photoshop相比,ChemDraw可以直接插入各种分子式和生物学教学常用的素材,对于初学者来说更容易操作。ChemDraw另外一个优点是绘制的图片可以直接在PPT或word文档中无损放大。因此,ChemDraw更适合高中生物学教学使用。

例如,以分泌蛋白的合成、加工和分泌为例,简述如何使用ChemDraw绘制图片: 分泌蛋白的合成、加工、分泌和运输涉及到的细胞结构有细胞核、内质网、内质网囊泡、高尔基体、高尔基体囊泡、细胞膜和线粒体。在这些细胞结构中,细胞核、内质网、高尔基体和线粒体都有模板。因此,这些细胞结构可通过模板插入。启动ChemDraw,新建一个文件,在新建的文件中按从左至右的顺序依次插入细胞核、内质网和高尔基体。依据细胞中各细胞器的分布特点,对各结构进行排列: 内质网紧挨细胞核,内质网和高尔基体之间预留合适的间距,用以绘制囊泡和线粒体。

绘制囊泡: 单击模板,插入圆形图案(Oribitals),单击右键,将填充方式调整为阴影(Shaded)。单击右键,选择填充颜色。选中囊泡,调整大小,移动至内质网和高尔基体附近。以同样的方法绘制多个囊泡,分别作为内质网囊泡和高尔基体囊泡。

绘制细胞膜: 细胞膜可用绘图工具绘制(Pen Tools)。单击绘图工具,在高尔基体囊泡附近画出细胞膜的轮廓,单击右键,调整线条颜色和粗细。

插入多肽链和蛋白质: 单击模板/BioArt,在核糖体上和高尔基体囊泡内插入多肽链。单击模板/Advanced BioDraw,在高尔基体囊泡中插入折叠好的蛋白质,图片绘制完成后单击File/Save as,命名、保存成后缀为cdx的文件,以备教学或命题使用。

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