Диссертация (1173358), страница 11
Текст из файла (страница 11)
На этом шаге обсуждается одно свойствоцепи ДНК – антипараллельность. Одна цепь повёрнута относительно другой.Отмечается, что разноцветные основания отличаются по размеру, выявляетсязакономерность, что аденин похож на гуанин – они больше по размеру, чем тимин ицитозин.После выстраивания моделей цепочек легко из них закрутить спираль. Нужноотметить, в какую сторону она закручивается, так как основной формой ДНК является73В–форма (или Уотсон-Криковская спираль).
В-форма является правозакрученнойспиралью. Иная правозакрученная форма ДНК (А-ДНК) была открыта Р. Франклин. Онавозникает в условиях пониженной влажности. А-ДНК отличается от В–ДНК тем, чтопары оснований сильно отодвинуты к периферии молекулы, поэтому сверху онавыглядит как труба.В конце 70-х годов исследовательской группе американского учёного А. Ричаудалось получить короткие фрагменты ДНК, представляющие собой левозакрученнуюдвойную спираль. В этой спирали сахарофосфатный остов отличается характернойзигзагообразной формой, откуда пошло название Z–ДНК.
Можно попробоватьзакрутить модель спирали в разные формы.Входное тестирование, входящее в учебно-методический комплект «ДНК – твоясамая главная молекула», рассчитано на учащихся 10 классов и представлено в игровомварианте. Учащиеся получают карточки с картинками и подписями: электрон, атомуглерода, молекула воды, молекула глюкозы, молекула ванилина, ДНК, вирус гриппа,холерный вибрион, дрожжи, инфузория туфелька, амёба протей, эритроциты человека,улитка виноградная, паук птицеед, голубой кит, секвойя. Затем учитель проситразместить объекты на картинках по увеличению размера от самого маленького досамого большого. Затем предлагается всей группе разделиться на три группы: (1)неклеточных объектов, (2) объектов, содержащих ядро и (3) объектов без ядра. Ещёодним заданием является просьба разделиться на три группы: (1) те объекты, которыевидны невооружённым глазом; (2) объекты, видимые в световой микроскоп; (3)объекты, которые можно увидеть только в электронный микроскоп.Для учащихся 11 классов применяется тестирования в формате «верю – не верю».Если известно, что учащиеся хорошо подготовлены и умеют оперировать данными,полученными в ходе эксперимента, то стоит использовать тестирование в усложнённомварианте: попросить кратко описать эксперимент, подтверждающий выбранный ответ.Примеры вопросов теста представлены в учебно–методическом комплекте.74При проведении итогового теста предлагаются задания с выбором ответа, с краткимответом (КО) и задания с открытым типом ответа, которые рассчитаны на профильныйуровень подготовки учащихся.
В учебно-методический комплект включены оценочныекритерии, а также методика перевода полученных баллов в «пятибалльную шкалу».Первая часть итогового контроля затрагивает теоретическую часть, вторая частьитогового теста на понимание методики эксперимента, третья часть итогового теста –вопросы с открытым типом ответа.Цель предлагаемого практикума «Удвоение мира» – вместе с учащимисявизуализировать процесс репликации, построить дочернюю молекулу ДНК, опираясь наполученные знания.
Для этого нужно решить с учащимися следующие задачи:выявить причину необходимости удвоения молекул ДНК,найти вероятные «узкие места» в процессе репликации ДНК,ввести понятие «фермент» и изучение функций, которые фермент можетвыполнять;теоретически изучить процесс репликации, практически построить 3D молекулуДНК с репликационной вилкой, фрагментами Оказаки с использованием макетафермента хеликазы.Термины и понятия, которыми учащиеся должны оперировать для лучшегопонимания темы экспериментального практикума: фермент, ДНК, популяция,модификационная изменчивость, комплементарность, нуклеотид, тимин, аденини,цитозин, гуанин, фосфатная группа, сахарофосфатный остов, гидроксогруппа,дезоксирибоза, катализ.Изучаемыепонятия:репликация,репликационнаявилка,репликон,репликационный глазок, фрагменты Оказаки, лидирующая цепь, полуконсервативнаямодель, 5' и 3' концы молекулы ДНК, ДНК-лигазы, ДНК-полимераза, ДНК-хеликаза,праймер, праймаза.75Экспериментальный практикум предназначен для учащихся 10 – 11 классов приизучении тем: «Химический состав клетки.
Нуклеиновые кислоты», «Митоз и мейоз»,«Генетика»,«Изменчивость»,«Селекция.Биотехнологии.ДНК-технология».Экспериментальный практикум рассчитан на два академических часа.Начинаетсяэкспериментальныйпрактикумсобсуждениятеоретическогоматериала, касающегося отличий живой и неживой природы и одного из признаковживого – размножении. Процесс передачи генетической информации от материнскойклетки к дочерней обеспечивается точным копированием ДНК. Этот процесс состоит изнескольких последовательных процессов: процесса разъединения двойной спиралимолекулы ДНК и копирования молекулы ДНК. Так как ДНК – очень длинная молекула,то значит, копирование её занимает много времени.
С обучающимися обсуждаетсявопрос, как ускорить процесс копирования и избежать ошибок. По ходу обсуждениятеоретического материала ученикам задаются вопросы:Какова суммарная длина молекулы ДНК в клетке человека?Как расположены нити ДНК относительно друг друга?Какие буквы, обозначающие названия нуклеотидов, стоят друг напротив друга?Почему нуклеотиды так называются и почему ДНК расшифровывается какдезоксирибонуклеиновая кислота?Сможете ли вы непрерывно синтезировать другую цепь ДНК при использованиимодели?Посмотрев на модели репликации, скажите, какая модель рабочая (консервативная,полуконсервативная и дисперсионная). Почему? Какая модель у вас заняла большевремени?При какой модели можно допустить меньше ошибок?Экспериментальная часть проводится с помощью специально разработанногоконструктора, позволяющего моделировать процессы, происходящие с ДНК приделении клетки.
Обучающие решают несколько задач: решая первую задачу «Спираль.76Раскручивание. Разрыв», они строят двуцепочечную модель ДНК. При решении второйзадачи – «Удвоение: лидирующая и отстающая цепь» – моделируется репликация влидирующей цепи. На этом этапе учащиеся создают второй фрагмент ДНК наотстающих нитях.
Они получили две одинаковые цепи ДНК. Третья задача называется«Три модели для процесса репликации ДНК».При практическом решении первых двух экспериментальных задач необходимопоказывать учащимся каждую деталь конструктора, как выглядят нуклеотиды, гдеуказаны стрелочки, какие цвета и где подписаны буквы, необходимо проверить, все лиучастники нашли на своём столе нужные части конструктора. При решении третьейэкспериментальной задачи учащиеся уже выполняют задание самостоятельно.Компоненты, необходимые для проведения экспериментально-практической работы,представлены в таблице 4:Таблица4–Компонентыконструктора,необходимыедлявыполненияэкспериментального практикума «Удвоение мира»Рабочее поле с ДНК–репликациейДва рабочих поля – ДНК-полимераза.35 пар цветных нуклеотидов24 пары серых нуклеотидовВспененная лента из набора «ДНК – соблюдать инструкцию» с собранными на нейоснованиями ААТ ГЦЦ ГТА АЦГ12 свободных оснований: 4 тимина, 2 аденина, 3 цитозина, 3 гуанина – на однурабочую группуСвободная вспененная лента – на одну рабочую группуВспененная лента – 2 шт.
на одну рабочую группу30 пар оснований – на одну рабочую группуДля проведения тестирования в учебно-методический комплект включены тестывходного контроля и итогового контроля. Тесты входного рассчитаны на учащихся 10 и11 классов в формате ЕГЭ с дополненным практическим заданием. При «облегчённом»варианте входного тестирования учащимся раздают набор из нуклеотидов и карточки с77заданием. Время на решение заданий – 5 минут.
Для учащихся 10 – 11 классов следуетприменять по данной теме тестирование в формате ЕГЭ, дополняя его однимпрактическим заданием.Время на решение заданий от 5 до 10 минут. При проведении итогового контролязнаний предлагаются задания с выбором ответа и с кратким ответом, задания насоответствие и работу с текстом, задания с открытым типом ответа, рассчитанные напрофильный уровень подготовки учащихся. Все варианты тестов представлены вучебно-методическом комплекте.Цель предлагаемого экспериментального практикума «Вторая нуклеиновая» –определить различия между двумя типами нуклеиновых кислот: ДНК и РНК,познакомить учащихся со строением, типами и функциями молекул РНК. Для этогонеобходимо решить задачи:обнаружить белки, присутствующие в гомогенатах разных представителей царстваживого с помощью качественной реакции на пептидную связь, используя альбуминкак контроль;построить цепи ДНК из 40 пар оснований, провести процесс транскрипции сиспользованием РНК-полимеразы;построить РНК из 40 оснований.
Для профильной группы – построитьдвуцепочечные РНК, решить практическую задачу по РНК–интерференции.Термины и понятия, которыми учащиеся должны легко оперировать для лучшегопонимания предстоящего практикума: транскрипция, трансляция, полипептид, белок,аминокислоты, полимер, кодон, антикодон.Изучаемые понятия: определение гена, белок, взаимосвязь белка и гена, РНК,процесс транскрипции, виды и функции РНК, включая РНК–интерференцию, теорияРНК–мира.Экспериментальный практикум предназначен для учащихся 10 – 11 классов приизучении тем: «Химический состав клетки», «Строение клетки», «Возникновение78мира», «Процессы биосинтеза белка», «Структура и функции нуклеиновых кислот».Практикум рассчитан на два академических часа.В рамках экспериментальной части учащиеся самостоятельно моделируютфрагмент молекулы информационной РНК, процесс транскрипции на 3D–конструктореи разбираются, зачем клетке нужны две, на первый взгляд, похожие молекулы как ДНКи РНК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
