Практична робота. Тема "Розв'язування елементарних вправ з реплікації і транскрипції"

Про матеріал
Практична робота з біології. Тема: "Розв'язування елементарних вправ з реплікації і транскрипції". Метою практичної роботи є поглибити знання студентів про такі процеси як транскрипція і реплікація, сформувати практичні уміння розв'язувати елементарні вправи з молекулярної біології.
Перегляд файлу

Практична робота № 1.

Тема: розв'язування елементарних вправ з реплікації та транскрипції.

Мета:  поглибити та розширити знання студентів про такі біологічні процеси, як транскрипція та реплікація; сформувати практичні уміння розв'язувати елементарні вправи і задачі з молекулярної біології.

 

Розвивати абстрактне та логічне мислення, навики застосовувати  теоретичні знання на практиці;

 

Виховувати такі риси характеру як наполегливість та цілеспрямованість; самостійність мислення, кмітливість; бережливе ставлення до життєвих процесів, які відбуваються в живої організмах та власному організмі.

 

Тип уроку: формування навичок  та вмінь.

Методи та методичні прийоми:

  1. Інформаційно – рецептивний:

а) словесний: розповідь – пояснення, опис, бесіда, робота з підручником.

б) наочний: ілюстрація, демонстрація презентації.

в) практичний: виконання практичної роботи.

Прийоми навчання: виклад інформації, пояснення, активізація уваги та мислення, формування практичних умінь.

  1. Репродуктивний.

Прийоми навчання: подання матеріалу в готовому вигляді, конкретизація, закріплення вже набутих знань

  1. Проблемно – пошуковий: постановка проблемної задачі.

Прийоми навчання: постановка взаємопов’язаних проблемних запитань, активізація уваги та мислення.

  1. Релаксопедичний: психологічне розвантаження.

Основні поняття і терміни: нуклеїнові кислоти, ДНК, РНК, нуклеотиди, комплементарність, реплікація, транскрипція.

Обладнання: збірники задач, таблиці "ДНК", "РНК", модель будови молекули ДНК.

Структура заняття

І. Організаційний етап.... ………………………………………………… 2 хв

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчально-пізнавальної діяльності ………………………………………………………………………………...5-7 хв

IIІ. Виконання практичної роботи………………………………………. 45-50 хв

IV. Узагальнення, систематизація та контроль знань і вмінь студентів ....  20 хв

V. Самостійна робота студентів............................................... 2-3хв

VІ. Підведення підсумків заняття та оцінювання студентів ……………..   5 хв

VІІ. Надання та пояснення домашнього завдання…………………………..  3 хв

                Хід заняття

 

І. Організаційний етап

 

Привітання викладача і студентів. Побажання гарного настрою, позитивного спілкування, активної роботи.

Перевірка готовності аудиторії і студентів до заняття. Перевірка присутніх.

ІІ. Актуалізація опорних знань і мотивація навчально-пізнавальної діяльності

  1.  (Тестовий контроль).

1. АТФ означає:

А - аденозинтрифосфорна кислота;
Б - аденозиндифосфорна кислота;
В - аденозинмокофосфорна кислота.

2. До складу РНК входять вуглеводи:

А - галактоза;

Б - глюкоза;
В - дезоксирибоза;
Г - рибоза.

3. До складу одного нуклеотиду входять такі речовини:

А - аміногрупа, пентоза, фосфорна кислота;
Б - азотиста сполука, гексоза і фосфорна кислота;
В - азотиста основа, пентоза, фосфорна кислота.

4. Який нуклеотид є у ДНК, але відсутній у РНК:

А - аденіновий;
Б - гуаніловий;
В - тимідиловий;
Г - урациловий;
Д - цитозиновий?.

5. Процес подвоєння молекули ДНК:

А - дисоціація;
Б - денситурація;
В - редуплікація;
Г - коагуляція.

6. Макромолекули ДНК утворюють нуклеотиди:

А - урациловий;
Б - аденіновий;
В - таміновий;
Г - уцитозиновий;
Д - гуаніновий.

 

 

7. Які сполуки входять до складу АТФ?

А - азотиста основа аденіну;
Б - вуглевод рибоза;
В - три молекули фосфорної кислоти;
Г - гліцерин;
Д - амінокислота.

8. Ферменти це:

А - вуглеводи;
Б - жири;
В - білки.

 

9. Якою спіраллю є молекула ДНК?

А - одинарна;
Б - подвійна.

10. Яка структура молекули АТФ?

А - біополімерна;
Б - нуклеотид;
В - мономер.

ІІ. Фронтальна бесіда (мікрофон): студенти по черзі пропонують своє продовження фрази: «Я дізнався про органічні речовини клітин…»

       Психологічне розвантаження:  спілкування зі студентами на тему як вони ставляться до задач, які почуття у них виникають  при слові «задача». Підвести студентів до думки, що задачі з біології не є абстрактними, а базуються на реальних біологічних процесах, що відбуваються в живих організмах, в тому числі й організмі людини. Отже, біологічні задачі дають можливість краще зрозуміти ці процеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Теоретичні відомості.

         Нуклеїнові кислоти - складні високомолекулярні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди. Уперше амінокислоти кислоти виявили в ядрі клітин, звідки й походить назва цих сполук (від лат. нуклеус - ядро). Але згодом ці сполуки виявили і в інших частинах клітини.

         Молекула нуклеотиду складається з трьох частин, нітратної основи, п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) та ортофосфатної кислоти.     

        Залежно від виду пентози, що входять до складу нуклеотиду, розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнову (ДНК) і рибонуклеїнові (РНК).

       Молекули ДНК у клітинах еукаріотів містяться у ядрі, пластидах і мітохондріях, а в прокаріотів у цитоплазмі.

        Основна функція ДНК – це кодування збереження і реалізація спадкової інформації, передача її дочірним клітинам при розмноженні. У клітинах прокаріотів та еукаріотів ДНК завжди складається з двох ланцугів. Чітка відповідність нуклеотидів у двох ланцугах має назву – комплементарність. 

 

         Аденозинтрифосфатна кислота(АТФ) – сполука, яка за своїм складом є нуклеотидом. АТФ складається з нітратної основи, пентози і трьох залишків ортофосфатної кислоти. Молекули АТФ слугують універсальним хімічним акумулятором в клітині.

        Реплікація – це самоподвоєння молекули ДНК. Реплікація ДНК – напівконсервативний процес, тобто дві дочірні молекули ДНК містять один ланцуг успадкований від материнської молекули, а інший ново синтезований.     

        Американський біохімік Чаргафф у 1950 році встановив, що у молекулі ДНК кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, а кількість аденіну – кількості цитозину: А=Т, Г=Ц – правило Чаргаффа Звідси виходить висновок, що А+Г = Т+Ц, тобто (А+Т) + (Г+Ц) = 100%.

        Згідно з правилом Чаргаффа у молекулі ДНК кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, а кількість гуаніну дорівнює кількості цитозину А=Т і Г=Ц. Сума нуклеотидів з аденіном і гуаніном дорівнює сумі нуклеотидів з урацилом і цитозином (А+Г=У+Ц).

        Транскрипція – переписування генетичної інформації з ДНК на РНК.

 

         Трансляція – біосинтез білка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІІ. Виконання практичної роботи. Розв'язування задач.

 

Розв'язання вправ з реплікації.

  1. Фрагмент ланцюга ДНК має певну послідовність нуклеотидів.

Напишіть фрагмент ланцюга ДНК, який утворюється в процесі реплікації На цій ділянці ДНК.

 а) Т Ц А Т Г Г Ц Т А Т Г А Ц Г Т А А А Т Г

б) Т А Г Г Ц Т Т Т А Г Ц Ц Г Т Г Ц Ц Г А Т Г

в) А Т Т Ц Ц А Т Г Г А Т Ц Г А А Т Т Ц Г А Т

Розв’язання

а) Т Ц А Т Г Г Ц Т А Т Г А Ц Г Т А А А Т Г

    А Г Т А Ц Ц Г А Т А Ц Т Г Ц А Т Т Т А Ц

б) Т А Г Г Ц Т Т Т А Г Ц Ц Г Т Г Ц Ц Г А Т Г

   А Т Ц Ц Г А А А Т Ц Г Г Ц А Ц Г Г Ц Т А Ц

в) А Т Т Ц Ц А Т Г Г А Т Ц Г А А Т Т Ц Г А Т

   Т А А Г Г Т А Ц Ц Т А Г Ц Т Т А А Г Ц Т А

 

  1. Розв'язання вправ з транскрипції

Фрагмент ланцюга молекули ДНК має певну послідовність нуклеотидів. Напишіть фрагмент молекули іРНК, який утворюється в процесі транскрипції на цій ділянці ДНК.

а ) А Ц А Г Т А А Ц Г А Г Ц Т А Г Г Ц А

Розв’язання

 а) А Ц А Г А А Ц Г А Г Ц Т А Г Г Ц А

    У Г У Ц У У Г Ц У Ц Г А У Ц Ц Г У

 

  1. Визначення нуклеотидного складу ДНК.

У людини частка гуанінового нуклеотиду становить 19,9% від загальної кількості. Визначте частку (%) всіх інших нуклеотидів.

 

Розв’язання. За правилом Чаргаффа та принципом комплементарості, маємо: Г=Ц=19,9% Визначаємо відсоток А- і Т- нуклеотидів в цьому фрагменті ДНК: Г=Ц= 100% - (Г+Ц)/2 =100% - (19,9% + 19,9%)/2 =31,1%; А=Т=30,1%.

 

  1. Визначте довжину гена, що кодує білок гемоглобіну, який в своєму складі містить 200 амінокислот. Склад білка 200 амінокислот l(нуклеотида) = 0,34 нм l(гена) – ?

Розв’язання.

Знаючи те, що одну амінокислоту кодує три нуклеотиди, визначаємо кількість нуклеотидів в одному ланцугу гена, що кодує білок гемоглобін: 200 . 3 = 600 (нуклеотидів).

Визначаємо довжину гена, що кодує білок гемоглобіну: l(гена) = 600 . 0,34 = 204 (нм).

Відповідь. Довжина гена становить 204 нм.

  1. Білок інсуліну має такий склад:

глу – вал – тре – сер – ілей – ала – цис – глу. Визначте триплети іРНК.

 

Розв’язання глу – вал – тре – сер – ілей – ала – цис – глу.

                      ГАА ГУУ АЦУ АГУ АУУ ГЦУ УГУ ГАА.

Відповідь. Це такі триплети іРНК: ГАА,ГУУ,АЦУ,АГУ,АУУ,ГЦУ УГУ ГАА.

Нуклеїнові кислоти.

Молекулярна маса одного нуклеотиду - 330 Да. Лінійні розміри, тобто відстань між 2-ома нуклеотидами, одного нуклеотиду = 0,34 нм.

Задача 

Фрагмент правого ланцюга ДНК має наступний нуклеотидний склад.

http://shkola.ostriv.in.ua/images/publications/4/1376/content/dnk.gif

Визначить порядок чергування нуклеотидів у лівому ланцюгу. Яка довжина даного фрагмента молекули ДНК? Визначить % вміст кожного нуклеотида в даному фрагменті.

Розв'язування.

1. За принципом комплементраності відновлюємо лівий ланцюг ДНК і таким чином весь фрагмент ДНК.

http://shkola.ostriv.in.ua/images/publications/4/1376/content/dnk1.gif

2. Визначаємо довжину фрагмента ДНК
12 Ч 0,34 нм = 4,08 нм

3. Встановлюємо % вміст кожного нуклеотида в даному фрагменті ДНК.
Всіх нуклеотидів - 24, з них А = 5; Т = 5; Г = 7; Ц = 7.
Звідси, 24 - 100%
5 - х%
х = (100Ч5)/24 = 20,8%.
24 - 100%
7 - х%
х = 100Ч7/24 = 29,2%

Відповідь: вміст аденіну = 20,8%; тиміну = 20,8%; гуаніну = 29,2%; цитозину = 29,2%.

 

 

 

Задача

Умова задачі: білковий ланцюг складається з таких амінокислот: валін - лейцин - тістидин - серин - ізолейцін. Яка послідовність нуклеотидів гена, що кодує цей білок?

 

Розв'язання

http://shkola.ostriv.in.ua/images/publications/4/1376/content/dnk2.gif

Задача

Умова: Чому дорівнює довжина молекули ДНК, якщо в ній число тимідалевих нуклеотидів 600 тис., а гуанілових - 2400 тис.?

Дано:

Розв'язання

Т = 600000
Г = 2400000

1) Визначаємо скільки нуклеотидів у одному з ланцюгів молекули ДНК.
6000000 + 240000 = 3000000 нуклеотидів
2) Чому дорівнює довжина молекули ДНК?
3000000 Ч0,34 нм = 1020000 нм = 1,02 мм

l(ДНК) - ?

Відповідь: 1020000 нм = 1,02 мм

Далі - студенти виконують завдання  з молекулярної біології, які подані в збірнику.

 

IV. Узагальнення, систематизація та контроль знань і вмінь студентів

Розв'язати задачу.
Умова: у молекулі ДНК тимідилові нуклеотиди складають 20% від загальної кількості. Визначити відсотковий вміст інших видів нуклеотидів.

Дано:

Розв'язання

Т = 20%

З правила Чаргаффа:
(А + Т) + (Г - Ц) = 100%, А + Т = 20%
Г = Ц = (100% - (А + Т))/2 = (100% - 40%)/2 = 30%

А - ? Г - ? Ц - ?

Відповідь: А = Т = 30%; Г = Ц = 20%

Рефлексія:

Вправа «Мікрофон»

Сьогодні на занятті я навчився…?

На занятті мені було … (цікаво/нецікаво, складно/нескладно?

V. Самостійна робота студентів

Самостійне розв’язування задач з використанням дидактичних карток. Студенти обирають картки за рівнем складності.

 

VІ. Підведення підсумків заняття та оцінювання студентів

VІІ. Надання та пояснення домашнього завдання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Середня оцінка розробки
Структурованість
5.0
Оригінальність викладу
5.0
Відповідність темі
5.0
Загальна:
5.0
Всього відгуків: 1
Оцінки та відгуки
  1. Пась Любов Григорівна
    Загальна:
    5.0
    Структурованість
    5.0
    Оригінальність викладу
    5.0
    Відповідність темі
    5.0
docx
Додано
3 травня 2019
Переглядів
14217
Оцінка розробки
5.0 (1 відгук)
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку