用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的方法及其裝置與流程

本發明涉及中學生物教學領域，具體為用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的方法及其裝置。

背景技術：

20世紀30年代，人們認識到DNA（Deoxyribonucleic Acid，脫氧核糖核酸）是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸包括脫氧核糖、堿基和磷酸，組成DNA分子的脫氧核苷酸有四種，每一種有一個特定的堿基。英國科學家格里菲斯（F.Griffith）以及美國科學家艾弗里（O.Avery）先后進行的肺炎雙球菌的轉化實驗證實DNA是使R型細菌產生穩定變化的物質。

1949年，奧地利的生物化學家查哥夫（Erwin Chargaff）應用紙層析和紫外分光光度計，對不同生物來源的DNA之堿基進行了定量測量，發現在所測定的每一種生物的DNA分子上，腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G）的含量分別等于胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），并且DNA的堿基組成具有物種特異性但是沒有組織和器官的特異性，并且，生物體的年齡、營養狀況和環境等因素不會影響DNA的堿基組成。

1952年，蔡斯（M.Chase）和赫爾希(A.Hershey)以噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標記的方法完成的噬菌體浸染細菌實驗，證實了DNA是主要的遺傳物質。

1953年，美國生物學家沃森（J.D.Watson）和英國物理學家克里克（F.H.C.Crack）在英國《自然》雜志發表論文（J.D.Watson, F.H.C.Crack. Molecular Structure Of Nucleic Acids:A Structure For Deoxyribose Nucleic Acid [J]. Nature, 1953, (171): 737-738），提出DNA分子的雙螺旋結構模型，其主要特點為:(1) DNA分子由兩條反向平行的多聚脫氧核苷酸鏈組成，兩條鏈相互纏繞形成右手雙螺旋；（2）DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替鏈接，排在外側構成基本骨架，堿基排列在內側，組成右手螺旋的兩條鏈的堿基序列上是互補的，兩條鏈上的堿基對組成沃森-克里克堿基對，即一條鏈上的A總是和另一條鏈上的T，且G總是和C配對，AT堿基對之間有2個氫鍵，GC堿基對之間有3個氫鍵；（3）堿基對位于雙螺旋的內部，并垂直于螺旋軸，堿基對之間通過疏水鍵和范德華力相互堆疊在一起，穩定雙螺旋結構；（4）每個堿基對上面的兩個糖苷鍵之間的夾角不是180°，而是120°的小角或者240°的大角，導致DNA分子的雙螺旋表面含有寬度為2.2 nm的大溝和寬度為1.2 nm的小溝；（5）相鄰堿基對之間的距離為0.34 nm，形成夾角36°，DNA分子雙螺旋的半徑為1 nm，螺距為3.4 nm，每一圈完整的螺旋含有10個堿基對。

DNA的一級結構是指構成DNA的多聚脫氧核糖核苷酸鏈上的所有脫氧核糖核苷酸或者堿基的排列順序，其意義在于，生物體的遺傳信息是儲存在由4種核苷酸編碼的特定序列中，而與其高級結構無關。DNA的二級結構主要指DNA的右旋雙螺旋結構。

在中學生物教學中DNA分子結構的知識的學習，主要目的是從分子水平闡述生命的延續性，學習DNA分子結構的知識對于學生理解生命的延續和發展，認識生物界以及生物多樣性，形成生物進化的觀點，樹立正確的自然觀有重要意義；同時，DNA分子的結構的知識對學生形成生命觀念、理性思維和科學探究等生物學核心素養以及生物學核心概念均具有重要意義。

在生物教學過程中，實物或者模型具有真實感和立體感，應作為首選的課程資源，可以達到事半功倍的效果。模型可以將復雜知識簡單化，將抽象的知識形象化，將無法直接操作或觀察的實驗或者生物對象變得可以觀察，可以操作，可以展示。

由于DNA分子的尺度過小，需要電子顯微鏡才能夠看到，對于中學生物教學來說很困難。現有教學方法一般是通過觀看靜態圖片或者制作實物模型來學習，由于DNA分子的二級結構是右手雙螺旋，其空間結構不易想像，通過看靜態圖片容易照成認知錯誤。

在現有的DNA模型的技術中，張瀚林發明的“生物化學分子DNA結構的磁性模板教具”（專利申請號：201620138943.5），羅明等人發明的“核酸結構模型”（專利申請號：201520610029.1），李永剛發明的“DNA模型演示版”（專利申請號：200920226000.8），朱忠良發明的“一種DNA分子堿基對模型”（專利申請號：02284893.2），Chiu Ching-Hua等發明的“Teaching device of an assembled connecting elements set of a DNA model”（專利申請號：TW100209074），Kritsotakis Emmanouil等人發明的“An Educational Model For Depicting DNA-RNA-Protein Synthesis;Model For Molecular Structure And Proteins For Educational Purp Oses”（專利申請號：GR1002897），王雅亮等人申請的“DNA兒童學習教具”（申請號：TW089218680）等均只能夠顯示DNA分子的一級結構，不能顯示DNA分子的二級結構，學生依舊不能很好地理解DNA分子的右手雙螺旋模型，在教學過程中的作用相當于將課本上的靜態圖片；其它的標稱能夠顯示DNA雙螺旋模型的技術，諸如人教版普通高中課程標準實驗教科書《生物 必修二 遺傳于進化》所采取的DNA雙螺旋結構模型（人民教育出版社課程教材研究所生物課程教材研究開發中心. 生物 必修二·遺傳與進化[M]. 北京:人民教育出版社, 2007. 50-50），林宇威發明的“DNA分子雙螺旋結構積塑模型”（專利申請號：87200674.3），陳琳等人發明的“DNA雙螺旋結構模型組件”（專利申請號：00265145.9），陳軍發明的“DNA雙螺旋結構模型”（專利申請號：01263397.6），夏聰等人發明的“一種DNA雙螺旋結構模型”（專利申請號：200520094850.9），吳忠祥發明的“可方便拆、裝的DNA雙螺旋結構模型”（專利申請號：200620006224.4），范瑛琳發明的“一種DNA雙螺旋演示教具”（專利申請號：200820018689.0），苗云發明的“一種DNA螺旋結構的展示裝置”（專利申請號：201120479969.3），張德禮發明的“一種生物教學用DNA雙螺旋結構模型”（專利申請號：201420745729.7），謝利文等人發明的“DNA教學演示儀”（專利申請號：201520253793.8），Woodward Thomas發明的“DNA Model And Related Methods”（專利申請號：US201213360069），Abe Masanori發明的“DNA Model Teaching Materia And Learning Method Using The Same”（專利申請號：JP2012068352），均通過扭轉兩條模擬的DNA鏈來形成右手雙螺旋。但是這樣的操作方式下，兩條模擬的DNA鏈受到的作用力相同，且沒有開始扭的時候，兩條模擬的DNA鏈處于平行的位置，模擬的堿基垂直地置于兩條模擬的DNA鏈中間，最終扭轉后不能形成寬度不一的模擬的大溝和小溝，只能形成寬度一樣的溝，并且容易給學生造成錯誤的概念：DNA分子的雙螺旋結構是主要靠排在螺旋外側的由脫氧核糖和磷酸交替鏈接形成的骨架維持的。實際上，在生理pH下，DNA主鏈上的磷酸基團帶有大量的負電荷，因此兩條鏈之間存在靜電荷的相互排斥作用，DNA所在微環境中的陽離子可以中和磷酸基團所帶負電荷，進而消除靜電排斥。對于雙螺旋結構的穩定性來說，堿基上的雜環π電子云導致嘧啶和嘌呤具有一定程度的疏水性，在螺旋軸的方向上，堿基對之間產生疏水作用和疏水基團因產生疏水作用而相互靠近而產生的范得華引力（DNA分子堿基對之間的距離為0.34 nm，引力和斥力剛好相等的范德華力的平均半徑為0.17 nm，故堿基對之間會產生范得華引力），才對DNA分子的雙螺旋結構起決定性作用，堿基之間的氫鍵主要作用是決定堿基配對的特異性。

張磊等人發明的“一種DNA雙螺旋結構紙模型教具”（專利申請號：201520135653.0），曹廣力等人發明的“一種DNA雙螺旋結構教具”（專利申請號：201320513056.8）雖然其扭轉后的結構支撐作用主要依靠模擬堿基的限制，但存在不能模擬DNA螺旋表面的大溝、小溝等模型失真問題。

另外，現有的DNA二級結構模型準確度不高，制作模型比較困難；教學中難以完全表現真實情境，在制作模型或進行模擬實驗時，還會造成學生誤解，將模擬的情況當成真實的情況。而對于一些DNA二級結構精確度較高的模型，諸如Hoelzer Mark A等人發明的“Dynamic Deoxyribonucleic Acid (DNA) Models And Kits”(專利申請號: US14626795)，將一條DNA片段的每個原子均用小球模型代替，制作過程繁瑣，制作后將小球鏈接起來耗時耗力，課堂上使用不便。Park Se Hui等人發明的“DNA Double Helical Structure Model”（專利申請號: WOKR2011/005146），其模擬的堿基和模擬的脫氧核糖和磷酸交替鏈接形成的鏈的鏈接機構過于復雜，對于中學生物教學來說難以做到，對實際教學的作用也不大。

技術實現要素：

本發明的目的是解決模擬中學生物教學中的DNA二級結構的模型結構錯誤、精確度不高以及制作困難的問題，而提出的用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的方法及其裝置。

技術方案：用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的方法，是通過下列步驟完成的：

(1)若干100單位長度的長條狀硬質物I，用以模擬本發明DNA二級結構的堿基；

(2)在所述長條狀硬質物I一端刻上或/且寫上或/且印上：

（2.1）字母“A”或/且文字“腺嘌呤”或/且文字“Adenine”；

或（2.2）字母“T”或/且文字“胸腺嘧啶”或/且文字“Thymine”；

或（2.3）字母“G”或/且文字“鳥嘌呤”或/且文字“Guanine”；

或（2.4）字母“C”或/且文字“胞嘧啶”或/且文字“Cytosine”；

(3)使經步驟（2.1）和步驟(2.2)的所述長條狀硬質物I數量相等，經步驟（2.3）和步驟(2.4)的所述長條狀硬質物I數量相等；

(4)將經步驟（2.1）和步驟(2.2)的所述長條狀硬質物I未經步驟（2）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物I長度方向的軸線重合，且經步驟（2.1）和步驟(2.2)處理的一端位于所述長條狀硬質物I長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物II，用以模擬本發明DNA二級結構的AT型堿基對；

(5)將經步驟（2.3）和步驟(2.4)的所述長條狀硬質物I未經步驟（2）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物I長度方向的軸線重合，且經步驟（2.3）和步驟(2.4)處理的一端位于所述長條狀硬質物I長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物III，用以模擬本發明DNA二級結構的GC型堿基對；

(6)將若干步驟（4）所述長條狀硬質物II的幾何中心和步驟（5）所述長條狀硬質物III的幾何中心間距均置為34單位長度，所有所述長條狀硬質物II的幾何中心和所有所述長條狀硬質物III幾何中心均在同一條直線上且該直線垂直所有所述長條狀硬質物II長度方向所在直線和所有所述長條狀硬質物III長度方向所在直線，所有步驟（4）所述長條狀硬質物II的幾何中心和步驟（5）所述長條狀硬質物III幾何中心所在的直線處設置有長條狀硬質物IV，所述長條狀硬質物IV和步驟（4）所述長條狀硬質物II及步驟（5）所述長條狀硬質物III緊密連接；

(7)步驟（4）所述長條狀硬質物II和步驟（5）所述長條狀硬質物III在步驟（6）所述長條狀硬質物IV上隨機地或者按照一定序列排布；

(8)將步驟（6）所述長條狀硬質物IV的中軸線置于豎直位置，除去位于最上面的步驟（4）所述長條狀硬質物II或步驟（5）所述長條狀硬質物III不計，每一個步驟（4）所述長條狀硬質物II長度方向所在直線或步驟（5）所述長條狀硬質物III長度方向所在直線均較其位置高34長度單位的步驟（4）所述長條狀硬質物II長度方向所在的直線或步驟（5）所述長條狀硬質物III長度方向所在的直線在同一平面投影的到角為36°；

(9)將步驟（8）所述最上面的步驟（4）所述長條狀硬質物II或步驟（5）所述長條狀硬質物III經步驟（2）處理的兩端分別同不同顏色或/且樣式的彩帶或紙條或繩索與其距離最近的步驟（4）所述長條狀硬質物II或步驟（5）所述長條狀硬質物III經步驟（2）處理的一端連接起來，所述不同顏色或/且樣式的彩帶或紙條或繩索的空間構型加之本發明DNA二級結構模擬的AT堿基對和GC堿基對構成本發明DNA的二級結構。

用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的裝置，包括：

模擬堿基；

模擬脫氧核糖和磷酸鏈，其與所述模擬堿基一端緊密連接；

支撐桿，其與所述模擬堿基未與所述模擬脫氧核酸和磷酸鏈連接的一端緊密連接。

在本發明各實施例中，優選地，若干所述模擬堿基為100單位長度長條狀硬質物J，其一端刻有或/且寫有或/且印有：

（A）字母“A”或/且文字“腺嘌呤”或/且文字“Adenine”；

或（B）字母“T”或/且文字“胸腺嘧啶”或/且文字“Thymine”；

或（C）字母“G”或/且文字“鳥嘌呤”或/且文字“Guanine”；

或（D）字母“C”或/且文字“胞嘧啶”或/且文字“Cytosine”；

且經步驟（A）和步驟(B)的所述長條狀硬質物J數量相等，經步驟（C）和步驟(D)的所述長條狀硬質物J數量相等；

且經步驟（A）和步驟(B)的所述長條狀硬質物J未經步驟（A）且步驟（B）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物J長度方向的軸線重合，且經步驟（A）和步驟(B)處理的一端位于所述長條狀硬質物J長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物K，用以模擬本發明DNA二級結構裝置的AT型堿基對；

且經步驟（C）和步驟(D)的所述長條狀硬質物J未經步驟（C）且步驟（D）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物J長度方向的軸線重合，且經步驟（C）和步驟(D)處理的一端位于所述長條狀硬質物J長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物L，用以模擬本發明DNA二級結構裝置的GC型堿基對；

且所述長條狀硬質物K的幾何中心和所述長條狀硬質物L的幾何中心間距均為34單位長度，所有所述長條狀硬質物K的幾何中心和所有所述長條狀硬質物L幾何中心均在同一條直線上且該直線垂直所有所述長條狀硬質物K長度方向所在的直線和所有所述長條狀硬質物L長度方向所在的直線；

且所述長條狀硬質物K和所述長條狀硬質物L在所述支撐桿上隨機地或者按照一定序列排布；

且將所述支撐桿的中軸線置于豎直位置，除去位于最上面的所述長條狀硬質物K或所述長條狀硬質物L不計，每一個所述長條狀硬質物K長度方向所在直線或所述長條狀硬質物L長度方向所在直線均較其位置高34長度單位的所述長條狀硬質物K長度方向所在的直線或所述長條狀硬質物L長度方向所在的直線在同一平面投影的到角為36°，位于最上面的所述長條狀硬質物K或所述長條狀硬質物L經所述模擬脫氧核糖和磷酸鏈與其距離最近的所述長條狀硬質物K或所述長條狀硬質物L經步驟（A）或步驟（B）或步驟（C）或步驟（D）處理的一端連接起來。

在本發明各實施例中，優選地，所述模擬脫氧核糖和磷酸鏈為兩條不同顏色或/且樣式的彩帶或紙條或繩索。

有益效果

本發明通過長度比例恒定的模擬堿基對，同時模擬堿基對相互的同一平面的投影的到角為36°，能夠在使用簡單易得的材料的情況下，模擬中學生物教學中所需的DNA的二級結構，能夠模擬DNA分子表面的大溝和小溝，同時本發明操作簡單，材料易得，生產成本也低，值得推廣。

附圖說明

為了更為清楚地說明本發明實施例中的技術方案，以下將對實施例描述中需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖所示的實施例得到其它的實施例及其附圖。

（各圖中相同部分標號一致）。

圖1為本發明用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的方法及其裝置的實施例的模擬堿基示意圖。

圖2為本發明用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的方法及其裝置的實施例的裝置整體示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一些實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域內普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。

用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的方法，是通過下列步驟完成的：

（1）若干100單位長度的長條狀硬質物I，用以模擬本發明DNA二級結構的堿基；

（2）在所述長條狀硬質物I一端刻上或/且寫上或/且印上：

（2.1）字母“A”或/且文字“腺嘌呤”或/且文字“Adenine”；

或（2.2）字母“T”或/且文字“胸腺嘧啶”或/且文字“Thymine”；

或（2.3）字母“G”或/且文字“鳥嘌呤”或/且文字“Guanine”；

或（2.4）字母“C”或/且文字“胞嘧啶”或/且文字“Cytosine”；

（3）使經步驟（2.1）和步驟(2.2)的所述長條狀硬質物I數量相等，經步驟（2.3）和步驟(2.4)的所述長條狀硬質物I數量相等；

（4）將經步驟（2.1）和步驟(2.2)的所述長條狀硬質物I未經步驟（2）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物I長度方向的軸線重合，且經步驟（2.1）和步驟(2.2)處理的一端位于所述長條狀硬質物I長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物II，用以模擬本發明DNA二級結構的AT型堿基對；

（5）將經步驟（2.3）和步驟(2.4)的所述長條狀硬質物I未經步驟（2）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物I長度方向的軸線重合，且經步驟（2.3）和步驟(2.4)處理的一端位于所述長條狀硬質物I長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物III，用以模擬本發明DNA二級結構的GC型堿基對；

（6）將若干步驟（4）所述長條狀硬質物II的幾何中心和步驟（5）所述長條狀硬質物III的幾何中心間距均置為34單位長度，所有所述長條狀硬質物II的幾何中心和所有所述長條狀硬質物III幾何中心均在同一條直線上且該直線垂直所有所述長條狀硬質物II長度方向所在直線和所有所述長條狀硬質物III長度方向所在直線，所有步驟（4）所述長條狀硬質物II的幾何中心和步驟（5）所述長條狀硬質物III幾何中心所在的直線處設置有長條狀硬質物IV，所述長條狀硬質物IV和步驟（4）所述長條狀硬質物II及步驟（5）所述長條狀硬質物III緊密連接；

（7）步驟（4）所述長條狀硬質物II和步驟（5）所述長條狀硬質物III在步驟（6）所述長條狀硬質物IV上隨機地或者按照一定序列排布；

（8）將步驟（6）所述長條狀硬質物IV的中軸線置于豎直位置，除去位于最上面的步驟（4）所述長條狀硬質物II或步驟（5）所述長條狀硬質物III不計，每一個步驟（4）所述長條狀硬質物II長度方向所在直線或步驟（5）所述長條狀硬質物III長度方向所在直線均較其位置高34長度單位的步驟（4）所述長條狀硬質物II長度方向所在的直線或步驟（5）所述長條狀硬質物III長度方向所在的直線在同一平面投影的到角為36°；

（9）將步驟（8）所述最上面的步驟（4）所述長條狀硬質物II或步驟（5）所述長條狀硬質物III經步驟（2）處理的兩端分別同不同顏色或/且樣式的彩帶或紙條或繩索與其距離最近的步驟（4）所述長條狀硬質物II或步驟（5）所述長條狀硬質物III經步驟（2）處理的一端連接起來，所述不同顏色或/且樣式的彩帶或紙條或繩索的空間構型加之本發明DNA二級結構模擬的AT堿基對和GC堿基對構成本發明DNA的二級結構。

用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的裝置，包括：

模擬堿基；

模擬脫氧核糖和磷酸鏈，其與所述模擬堿基一端緊密連接；

支撐桿，其與所述模擬堿基未與所述模擬脫氧核酸和磷酸鏈連接的一端緊密連接。

在本發明各實施例中，優選地，若干所述模擬堿基為100單位長度長條狀硬質物J，其一端刻有或/且寫有或/且印有：

（A）字母“A”或/且文字“腺嘌呤”或/且文字“Adenine”；

或（B）字母“T”或/且文字“胸腺嘧啶”或/且文字“Thymine”；

或（C）字母“G”或/且文字“鳥嘌呤”或/且文字“Guanine”；

或（D）字母“C”或/且文字“胞嘧啶”或/且文字“Cytosine”；

且經步驟（A）和步驟(B)的所述長條狀硬質物J數量相等，經步驟（C）和步驟(D)的所述長條狀硬質物J數量相等；

且經步驟（A）和步驟(B)的所述長條狀硬質物J未經步驟（A）且步驟（B）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物J長度方向的軸線重合，且經步驟（A）和步驟(B)處理的一端位于所述長條狀硬質物J長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物K，用以模擬本發明DNA二級結構裝置的AT型堿基對；

且經步驟（C）和步驟(D)的所述長條狀硬質物J未經步驟（C）且步驟（D）處理的一端緊密連接，使得連接后的兩條所述長條狀硬質物J長度方向的軸線重合，且經步驟（C）和步驟(D)處理的一端位于所述長條狀硬質物J長度方向軸線的同一側，緊密連接后形成200單位長度的長條狀硬質物L，用以模擬本發明DNA二級結構裝置的GC型堿基對；

且所述長條狀硬質物K的幾何中心和所述長條狀硬質物L的幾何中心間距均為34單位長度，所有所述長條狀硬質物K的幾何中心和所有所述長條狀硬質物L幾何中心均在同一條直線上且該直線垂直所有所述長條狀硬質物K長度方向所在的直線和所有所述長條狀硬質物L長度方向所在的直線；

且所述長條狀硬質物K和所述長條狀硬質物L在所述支撐桿上隨機地或者按照一定序列排布；

且將所述支撐桿的中軸線置于豎直位置，除去位于最上面的所述長條狀硬質物K或所述長條狀硬質物L不計，每一個所述長條狀硬質物K長度方向所在直線或所述長條狀硬質物L長度方向所在直線均較其位置高34長度單位的所述長條狀硬質物K長度方向所在的直線或所述長條狀硬質物L長度方向所在的直線在同一平面投影的到角為36°，位于最上面的所述長條狀硬質物K或所述長條狀硬質物L通過所述模擬脫氧核糖和磷酸鏈與其距離最近的所述長條狀硬質物K或所述長條狀硬質物L經步驟（A）或步驟（B）或步驟（C）或步驟（D）處理的一端連接起來。

在本發明各實施例中，優選地，所述模擬脫氧核糖和磷酸鏈為兩條不同顏色或/且樣式的彩帶或紙條或繩索。

在本發明的一個實施例中，如圖1-圖2所示，用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的裝置包括：模擬堿基1、模擬堿基對2、支撐桿3、小孔4、標簽5、配對磁鐵6、結構磁鐵7、模擬脫氧核糖和磷酸鏈8。模擬堿基1為100單位長度的長條狀硬質物，其一端在垂直于長度方向中軸線上設置有截面為圓的圓柱形空心小孔4，小孔4截面附近設置有標簽5；標簽5上寫有“A”或“T”或“G”或“C”，模擬堿基1另一端截面設置有多個配對磁鐵6，標簽5寫有“A”的模擬堿基1和標簽寫有“T”的模擬堿基1的數量相同，且標簽5寫有“A”的模擬堿基1設置的配對磁鐵6和標簽5寫有“T”的模擬堿基1設置的配對磁鐵6相互匹配；標簽5寫有“G”的模擬堿基1和標簽寫有“C”的模擬堿基1的數量相同，且標簽5寫有“G”的模擬堿基1設置的配對磁鐵6和標簽5寫有“C”的模擬堿基1設置的配對磁鐵6相互匹配；所有模擬堿基1在設有配對磁鐵6的一端設置有半圓形缺口，缺口中設置有結構磁鐵7；模擬脫氧核糖和磷酸鏈8為兩條顏色不同的彩帶；支撐桿3為鐵質長圓柱形，其直徑略小于結構磁鐵7所在半圓形缺口之直徑；兩個配對磁鐵6相互匹配的模擬堿基1將標簽5置于同一平面且通過配對磁鐵6相互連接形成模擬堿基對2，模擬堿基對2通過位置磁鐵7和鐵質支撐桿3鏈接，且將支撐桿3置于豎直位置，除去位于最上面的模擬堿基對2不計，每一個模擬堿基對2長度方向所在直線均較其位置高34長度單位的另一模擬堿基對2長度方向所在的直線在同一平面投影的到角為36°，位于最上面的模擬堿基對2通過模擬脫氧核糖和磷酸鏈8與其距離最近的模擬堿基對2上小孔4一端連接起來。

在中學生物教學過程中，使用本發明用于模擬中學生物教學中DNA二級結構的裝置時，兩條模擬脫氧核糖和磷酸鏈8之間較近的距離便在本發明裝置表面構成模擬DNA分子表面的小溝，兩條模擬脫氧核糖和磷酸鏈8之間較遠的距離便在本發明裝置表面構成模擬DNA分子表面的大溝。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要技術特征及本發明的優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述只是說明本發明的原理，在不脫離本發明的精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入本發明范圍內。本發明要求保護范圍有所附的權利要求書及其等效物界定。