核酸和蛋白質知識的數字化

高中生物學知識有很多可用數字去概括歸納理解，這樣既好記憶又有興趣，下面以核酸和蛋白質為例歸納如下：

一、核酸

核酸是生物的遺傳物質，是高中生物學習的重點也是知識的難點，因此，通過一定的方式方法如何歸納幫助學生探究性理解，就顯得非常重要。我在教學中用1、2、3、4、5、8數字來啟發學生概括歸納核酸知識。

1.數字一

①核酸只含有一種磷酸；

②DNA分子是一種規則的雙螺旋結構；

③堿基間配對遵循一個原則——堿基互補配對原則。

2.數字二

①核酸有兩種五碳糖：核糖和脫氧核糖；

②核酸因兩種五碳糖不同而分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）；

③核酸含兩大類堿基，分別是嘌呤和嘧啶，DNA中嘌呤和嘧啶的數目相等；

④堿基的配對方式有兩種A與T（U）、G與C配對；

⑤DNA含兩條平行的脫氧核糖核苷酸鏈且兩條鏈向兩個相反的方向延伸，可以根據DNA的平面結構圖中表示五碳糖的五邊形的一個角（含O原子）的指向來判斷，一條鏈的角向上，另外一條鏈的角向下；

⑥DNA要掌握的兩種化學鍵：連接堿基的氫鍵和連接脫氧核苷酸的磷酸二酯鍵，磷酸二酯鍵表示是用直線，而磷酸與脫氧核糖連接的化學鍵表示是用折線（含2個化學鍵），請注意它們的區別，畫圖時別畫錯了。另外注意：氫鍵容易被破壞，磷酸二酯鍵則難破壞，這有利于增強DNA分子的穩定性；

腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）堿基間配對是通過兩個氫鍵連接，穩定性低；

⑦兩種結構：平面結構和立體（空間）結構；

⑧兩條脫氧核糖核苷酸鏈的空間分成兩部分：脫氧核糖與磷酸相間排列在外側，構成DNA的基本骨架；兩條鏈之間的橫檔是堿基對，排列在內側。相對應的兩個堿基通過氫鍵連結形成堿基對；

⑨DNA水解有兩種情況：不完全水解的產物是四種脫氧核苷酸，完全水解的產物是磷酸分子、五碳糖分子和含氮堿基分子。

3.數字三

①一個核苷酸分子中含三種分子（磷酸分子、五碳糖分子、含氮堿基分子）；

②RNA有三種：分別是信使RNA（mRNA）、轉運RNA(tRNA)、核糖體RNA（rRNA）；

③mRNA分子上相連的三個堿基決定一個氨基酸；轉運RNA一端的三個堿基與信使RNA的三個堿基發生堿基互補配對；

④鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）堿基間配對是通過三個氫鍵連接，穩定性更高，故含G-C堿基對多的DNA分子更耐高溫；

⑤DNA三個結構特點：

穩定性：DNA分子兩條長鏈上的脫氧核糖與磷酸交替排列的順序和兩條鏈之間堿基互補配對的方式是穩定不變的，從而導致DNA分子的穩定性。

多樣性：DNA中的堿基對的排列順序是千變萬化的。堿基對的排列方式為4n（n為堿基對的數目）。

特異性：每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序，這種特定的堿基排列順序就構成了DNA分子自身嚴格的特異性。

4.數字四

①每種核酸有四種含氮堿基：腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）［DNA］或尿嘧啶（U）［RNA］、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）；

②每種核酸有四種核苷；

③每種核酸有四種核苷酸；

④DNA分子中有四種堿基對：A-T、T-A、G-C、C-G，注意順序不同堿基對也不同；轉錄過程中也有四種堿基配對A-U、U-A、G-C、C-G。

5.數字五

組成核酸的化學元素有五種（C、H、O、N、P）；構成核酸的堿基共五種（A、T、U、C、G）。

6.數字八

核酸共有八種，核苷與核酸共有八種核苷酸。

二、蛋白質

蛋白質是生命活動的體現者，是生物大分子，其結構極其復雜，具有多樣性，也決定其功能的多樣性。該部分可用數字1、2、3、4、5來概括。

1.數字一

一個通式是指組成蛋白質的基本單位氨基酸;氨基酸的通式只有1個，即

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（形象記憶：碳周圍有四個鄰居，三個固定鄰居即-H、-COOH、-NH2，一個變動鄰居即-R基）。不同的氨基酸分子，具有不同的-R基。

2.數字二

兩個標準：是指判斷組成蛋白質的氨基酸必須同時具備的標準有兩個：一是數量標準，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基（-NH2）和一個羧基（-COOH）；二是位置標準，即都是一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。

3.數字三

三個數量關系：是指蛋白質分子合成過程中的3個數量關系（氨基酸數、肽鍵數或脫水分子數、肽鏈數），它們的關系為：當m個氨基酸縮合成一條肽鏈時，脫水分子數為（m-1），形成（m-1）個肽鍵，即脫去的水分子數=肽鍵數=氨基酸數-1；當m個氨基酸形成n條肽鏈時，肽鍵數=脫水分子數=m-n。

4.數字四

四個原因：是指蛋白質分子結構多樣性的原因有4個：

①組成蛋白質的氨基酸分子的種類不同；②數量成百上千；③排列次序變化多端；④蛋白質分子的肽鏈數與空間結構不同。

5.數字五

五大功能：是指蛋白質分子主要有5大功能（由分子結構的多樣性決定）：

①有些蛋白質是構成細胞和生物體的重要物質，如人和動物的肌肉主要是蛋白質；

②有些蛋白質有催化作用，如參與生物體各種生命活動的絕大多數酶；

③有些蛋白質有運輸作用，如細胞膜上的載體、紅細胞中的血紅蛋白；

④有些蛋白質有調節作用，如胰島素和生長激素都是蛋白質；

⑤有些蛋白質有免疫（包括細胞識別）作用，如動物和人體的抗體。

（作者單位 江蘇省連云港市贛榆縣青口第四中學）