ChemDraw軟件在高中生物學(xué)教學(xué)繪圖中的應(yīng)用

蘇 凱

(江蘇省盱眙中學(xué) 淮安 211700)

1 ChemDraw軟件簡介

ChemDraw軟件是由Cambridge.Soft為從事化學(xué)和生物學(xué)的科研人員開發(fā)的軟件。ChemDraw最初主要用于繪制化學(xué)結(jié)構(gòu)式、分子式和反應(yīng)式。在新版ChemDraw中增設(shè)了生物學(xué)繪圖工具，利用生物學(xué)繪圖工具可插入或繪制高中生物學(xué)教學(xué)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(yīng)用于高中生物學(xué)教學(xué)和考試命題時的繪圖中。

2 ChemDraw軟件操作方法

ChemDraw功能非常強大，能滿足高中生物學(xué)教學(xué)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(jié)構(gòu)式，可通過模板直接插入；也可根據(jù)實際教學(xué)和命題需求制作圖片，如教材必修1中各種細(xì)胞和細(xì)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(fù)制和基因控制蛋白質(zhì)合成、教材必修3中神經(jīng)元結(jié)構(gòu)、突觸結(jié)構(gòu)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(xué)教學(xué)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(yīng)模板。ChemDraw中自帶的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式，完成插入。插入后單擊Marquee(選取框)，選中結(jié)構(gòu)式，此時可以調(diào)整結(jié)構(gòu)式的方向和大小，文字方向也會隨著結(jié)構(gòu)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(xué)鍵的長度和粗細(xì)，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(xué)繪圖工具欄中包含了多種常見的生物學(xué)素材圖片，主要有以下幾類： 常見動物、微生物、動植物細(xì)胞和細(xì)胞器、人體器官、生物大分子，如DNA雙螺旋模型、蛋白質(zhì)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(xì)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(xué)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(xué)所需圖片 在教學(xué)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(dá)不到要求，顏色調(diào)整比較困難，因無法保證質(zhì)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(xué)教學(xué)常用的素材，對于初學(xué)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(xué)教學(xué)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(xì)胞結(jié)構(gòu)有細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊泡、高爾基體、高爾基體囊泡、細(xì)胞膜和線粒體。在這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)中，細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體都有模板。因此，這些細(xì)胞結(jié)構(gòu)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(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。依據(jù)細(xì)胞中各細(xì)胞器的分布特點，對各結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列： 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)緊挨細(xì)胞核，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體之間預(yù)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(zhì)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(zhì)網(wǎng)囊泡和高爾基體囊泡。

繪制細(xì)胞膜： 細(xì)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(xì)胞膜的輪廓，單擊右鍵，調(diào)整線條顏色和粗細(xì)。

插入多肽鏈和蛋白質(zhì)： 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(zhì)，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(xué)或命題使用。