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利用人体构建生物大分子模型 泰州市海陵区教研室 宋玉蓉（225300） 在必修一《分子与细胞》中生物大分子构成部分的教学中，教师普遍感觉难度较大。以前化学上蛋白质结构学过后生物课再学，学生感觉还好接受一些，现在的生物教材与化学教材在内容上协同性不够，较多学生的空间想象能力以及理解能力在学习这部分内容时跟不上，导致学习难度加大。在教学中，我引导学生通过一系列活动，将抽象的分子结构直观化，既帮助学生完成了学习任务，又培养了学生空间想象能力、模型构建能力，学生的学习兴趣大增，学习效果也明显提高。 利用人体构建生物大分子模型主要适用于蛋白质和核酸结构的教学。 《蛋白质》一节教学中在氨基酸结构通式归纳出来后，就可引导学生联想：我们每一个学生如果都穿上校服，大家就只能从头脸部来区别是谁了。如果我们把每一个人比作是一个氨基酸的话，我们的左手臂就相当于氨基，右手臂就相当于羧基，双腿相当于H原子，头脸部相当于是侧链基团R基。而识别一个人的最主要标志是看他的头脸，那区别氨基酸主要就看侧链基团R基了。氨基酸构成蛋白质首先是多个氨基酸构成肽链，再由肽链折叠成蛋白质。就一条肽链的构成来说，两个氨基酸脱去一分子的水形成一个肽键，n个氨基酸脱水后就可形成一条肽链。我就指导一排学生站起来排成一排，手臂互相勾搭表示氨基和羧基缩合脱去一分子水，这样就排成如下图所示的一个队伍： 对照队伍，大家很直观地就可以发现氨基酸缩合成肽链后一些数量上的关系：二个氨基酸脱去二一个水分子形成二肽；六个氨基酸脱去五个水分子形成六肽；n个氨基酸脱去n-1个水分子形成多肽，脱去的水分子数＝形成的肽键数。同时，大家就很容易发现在队伍的两尽头必然各有一个学生有一条手臂空出来了，没有其他学生与他手臂相勾，空出来的手臂如果如我们上面假设，左手臂代表氨基的话，右手臂就代表羧基，也就是说两侧空出来没有相互作用脱水的必然有一个是氨基，有一个是羧基。那是不是每一条链都只有一个游离的氨基和一个游离的羧基呢？那就要看每一个氨基酸的R基是不是都不含有氨基和羧基了。在未知每一个氨基酸的R基的情况下，只能肯定的是一条肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。 在此基础上再指导另一排学生如上所示排成一排，两排学生之间如下图用绳索相连，表示两条肽链之间通过其他的化学键相连。 由此大家不难依此类推出n个氨基酸构成a条肽链时氨基酸与肽键、缩合的水分子数量之间的关系：肽键数＝缩合的水分子数＝n-a；如上分析一条肽链至少含有一个游离氨基和一个游离羧基的话，a条肽链至少含有a个游离氨基和a个游离羧基。这样在轻松活泼的氛围中不经意间就解决了一个教学难点。 在核酸结构的教学中组建模型也需要事先作一些铺垫：核酸大分子是由核苷酸构成的，每一分子核苷酸又由五碳糖、磷酸、含N碱基三个小分子构成，学习了核苷酸的分子结构后我们可以设想我们每一个人就是一分子核苷酸，如下图： 伸出的左臂末端的拳头是含N碱基，与右臂相连的右拳是磷酸。核苷酸之间是怎样连接成核酸的呢？以脱氧核糖核酸的构成为例，我们可以先组建这样的一条脱氧核苷酸链的人体模型： 让五位同学如上图所示摆造模型：伸出的左臂有长有短，表示含N碱基中的嘌呤和嘧啶分子有大有小，右臂伸出后每人的右拳都搁在前人的肩上，并伸出食指勾牢，表示有化学键相互作用，如此每人依此法摆放，排成一纵队。这就是一条形象的脱氧核苷酸链。可在此基础上再巩固巩固，如请队伍中的同学介绍自己的身体、左右拳分别代表核苷酸的什么，自己的磷酸是与前面同学的五碳糖、磷酸还是含N碱基相连的等等。也可以请其他同学指认某位同学代表的核苷酸各组分以及与其他核苷酸相连的情况。经过这样的多遍尝试后，同学们基本掌握了核苷酸链的构成情况了。再抛出“脱氧核糖核酸是由两条脱氧核苷酸链构成的，两条链之间又是怎样连接的呢？”这样的问题，这次可让学生先看书，课本上的图形还是比较清楚地说明了两条链之间的关系的，同时也锻炼了学生阅读及自己构建模型、相互间的协作等方面的能力。此时的课堂是最热闹的，同学们经过短暂而紧张的学习后，稍加指导，学生多半还是能够组建出一个形似的模型的，常见的有如下图A所示类型： 学生能够组建出图A所示的模型首先应予以鼓励，请参加组建的同学介绍每一个组分如此搭建的道理，特别要明确两条脱氧核苷酸链是由磷酸与脱氧核糖相间排列而成，两条链之间是由含N碱基通过氢键形成碱基对相连。但模型构建也应讲究科学性，对照课本上的DNA结构图，请大家找一找两者的区别，很快会有一些细心的同学发现两条链的方向是不一样的，老师及时给以肯定后，学生们知道原来两条脱氧核苷酸链还是有方向性的，及时调整后，学生很快又组建出如上图B所示模型。这个模型已经趋于完善了。如果老师要求比较高，学生兴致又浓的话，不妨在此基础上再进一步修琢修琢：两条脱氧核苷酸链之间是 通过氢键相