蘇 凱
(江蘇省盱眙中學 淮安 211700)
ChemDraw軟件是由Cambridge.Soft為從事化學和生物學的科研人員開發(fā)的軟件。ChemDraw最初主要用于繪制化學結構式、分子式和反應式。在新版ChemDraw中增設了生物學繪圖工具,利用生物學繪圖工具可插入或繪制高中生物學教學中常見的示意圖、模式圖、過程圖以及各類實驗儀器等。ChemDraw具有功能齊全、操作方便快捷等優(yōu)點。使用ChemDraw繪制的圖片支持無損放大,輪廓顏色和填充顏色可隨意調(diào)整。并且制作的圖片兼容性高,可廣泛地應用于高中生物學教學和考試命題時的繪圖中。
ChemDraw功能非常強大,能滿足高中生物學教學中大多數(shù)繪圖需求。例如,教材必修1中涉及的氨基酸、核酸、脫氧核酸和ATP等分子的結構式,可通過模板直接插入;也可根據(jù)實際教學和命題需求制作圖片,如教材必修1中各種細胞和細胞器模型、分泌蛋白的合成與運輸過程圖和探究呼吸作用的實驗裝置等,教材必修2中DNA復制和基因控制蛋白質合成、教材必修3中神經(jīng)元結構、突觸結構和各種人體的器官等。本研究中筆者以ChemDraw Professional 15.0為例,介紹ChemDraw在高中生物學教學中的作用。
2.1 插入分子式 啟動ChemDraw,單擊視圖(View),單擊File/New Document,新建一個文件。找到模板(Templates),單擊模板。或者可以在工具欄(Tools)中單擊Templates,選擇相應模板。ChemDraw中自帶的結構式有: 20種常見的氨基酸,5種含氮堿基,8種核苷酸。以插入胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸為例: 單擊Templates/DNA Templates(DNA模板),選擇胸腺嘧啶的結構式,完成插入。插入后單擊Marquee(選取框),選中結構式,此時可以調(diào)整結構式的方向和大小,文字方向也會隨著結構式方向的變化而自動變化。單擊Object Setting,會出現(xiàn)一個對話框,單擊Drawing選項調(diào)整化學鍵的長度和粗細,單擊Text Captions選項調(diào)整文字的字體、顏色和大小。
2.2 插入圖片素材 ChemDraw15.0的生物學繪圖工具欄中包含了多種常見的生物學素材圖片,主要有以下幾類: 常見動物、微生物、動植物細胞和細胞器、人體器官、生物大分子,如DNA雙螺旋模型、蛋白質分子和抗體等。以插入葉綠體為例: 在工具欄(Tools)中單擊Templates,選擇organelles(細胞器),單擊葉綠體圖片,完成插入。選中插入對象,單擊右鍵/Colors,選擇圖片填充顏色。如果圖片用于課件,可使用彩色填充;如果用于學案或命題,為了保證打印效果,通常使用淺色或無色填充。
2.3 制作教學所需圖片 在教學或命題的過程中,遇到所需要的圖片一般會去網(wǎng)上查找,或者用Photoshop等繪圖工具繪制。在網(wǎng)上查找的圖片清晰度可能達不到要求,顏色調(diào)整比較困難,因無法保證質量而不能直接用于命題。和Photoshop相比,ChemDraw可以直接插入各種分子式和生物學教學常用的素材,對于初學者來說更容易操作。ChemDraw另外一個優(yōu)點是繪制的圖片可以直接在PPT或word文檔中無損放大。因此,ChemDraw更適合高中生物學教學使用。
例如,以分泌蛋白的合成、加工和分泌為例,簡述如何使用ChemDraw繪制圖片: 分泌蛋白的合成、加工、分泌和運輸涉及到的細胞結構有細胞核、內(nèi)質網(wǎng)、內(nèi)質網(wǎng)囊泡、高爾基體、高爾基體囊泡、細胞膜和線粒體。在這些細胞結構中,細胞核、內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體和線粒體都有模板。因此,這些細胞結構可通過模板插入。啟動ChemDraw,新建一個文件,在新建的文件中按從左至右的順序依次插入細胞核、內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體。依據(jù)細胞中各細胞器的分布特點,對各結構進行排列: 內(nèi)質網(wǎng)緊挨細胞核,內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體之間預留合適的間距,用以繪制囊泡和線粒體。
繪制囊泡: 單擊模板,插入圓形圖案(Oribitals),單擊右鍵,將填充方式調(diào)整為陰影(Shaded)。單擊右鍵,選擇填充顏色。選中囊泡,調(diào)整大小,移動至內(nèi)質網(wǎng)和高爾基體附近。以同樣的方法繪制多個囊泡,分別作為內(nèi)質網(wǎng)囊泡和高爾基體囊泡。
繪制細胞膜: 細胞膜可用繪圖工具繪制(Pen Tools)。單擊繪圖工具,在高爾基體囊泡附近畫出細胞膜的輪廓,單擊右鍵,調(diào)整線條顏色和粗細。
插入多肽鏈和蛋白質: 單擊模板/BioArt,在核糖體上和高爾基體囊泡內(nèi)插入多肽鏈。單擊模板/Advanced BioDraw,在高爾基體囊泡中插入折疊好的蛋白質,圖片繪制完成后單擊File/Save as,命名、保存成后綴為cdx的文件,以備教學或命題使用。