Сценирование урока биологии

Муниципальное образовательное учреждение Ченцевская общеобразовательная школа Тутаевского муниципального района Ярославской области

Сценирование урока биологии

Урок разработала:

Соколова Валентина Алексеевна-

учитель химии-биологии

МОУ Ченцевская СОШ

2013год

Обобщение знаний о структуре нуклеиновых кислот

с использованием решения биологических задач

биология, 10 класс

Какая технология используется:
Задачная форма организации учебного процесса.

Метапредмет: «Задача»

Методы: словесный, наглядный, практический

Что будут осваивать обучающиеся:

углубление (расширение) представления о структуре нуклеиновых кислот в процессе решения задач типа:

Задача №1.

Цепь ДНК содержит 28% нуклеотида А, чему примерно должно равняться количество нуклеотида Г.

Задача №2.

Расшифрован фрагмент одной цепи ДНК

ГГГ-АТА-ГЦЦ-ГАТ-ГЦТ

а). Какова структура фрагмента гена, который стал известным?

б). Какова длина расшифрованного фрагмента гена?

в). Каково процентное соотношение всех типов нуклеотидов в этом фрагменте гена?

Задача №3.

Химическое исследование показало, что в информационной РНК:32% приходится на –урацил,26% на- цитозин,20% на- аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующего последовательность нуклеотидов на РНК, антикодоны РНК и соответствующую последовательность аминокислот фрагмента молекулы белка. Использование таблицы генетического кода.

Задача №5.

В биосинтезе полипептида участвуют молекулы т-РНК с антикодонами:

УГА, АУГ,АГУ,ГГЦ,ААУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК и участка двухцепочной ДНК?

Задача №4.

Последовательность нуклеотидов в фрагменте цепи ДНК:ГТТ-ГАЦ-ЦЦТ-ТЦА.

Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК и число нуклеотидов, содержащих аденин(А) и цитозин(Ц).

Задача №6.

Дана одна цепь молекулы ДНК -ТГЦ-АТА-ГЦТ-АГ

а) Постройте вторую цепь ДНК.

б) Определите длину участка гена.

в) Определите количество водородных связей

Чем владеют обучающиеся (мыслительные и деятельностные средства):
Освоены понятия: биополимеры, мономеры, ДНК, РНК, нуклеотиды, аминокислоты, водородная связь, комплементарность, репликация; имеется опыт составления комплементарных пар – второй цепочки ДНК; опыт математических вычислений (пропорция, простейшие арифметические действия), работа с таблицей «Генетический код».

На каком материале:

Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.

Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.

Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.

В ДНК существует 4 разновидности нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин).

В 1953 г Дж.Уотсон и Ф.Крик открыли, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль.

Цепи комплементарны друг другу: напротив аденина в одной цепи всегда находится тимин в другой и наоборот (А-Т и Т-А); напротив цитозина — гуанин (Ц-Г и Г-Ц).

В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также А=Т и Ц.=Г (правило Чаргаффа).

В состав РНК вместо тимина входит урацил

Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов в т-РНК, комплементарных нуклеотидам кодона и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.

Молекула и-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.

За счет чего обучающиеся включаются в деятельность?:
Чередование форм работы (индивидуально, парами, общее обсуждение). Рассмотрение версий обучающихся, их сравнение, выявление достоинств и недостатков.

Коллективный выбор наиболее логичного и оптимального решения задач на основе обсуждения работы в парах, использование математических способов вычисления, умение работать с биологическими таблицами, схемами способствует включению в работу обучающихся, испытывающих сложности в формальном общении.

Осваиваются промежуточные понятия:

транскрипция осуществляется по правилу комплементарности, длина и масса нуклеотида,

Способности, формирующиеся в ходе занятия:

 мыслить  самостоятельно  и  находить  решение, навыки решения  биологических  задач различных типов.

Как обеспечивается включение обучающихся в учебную деятельность?:

Предлагаемое занятие предполагается проводить следующим образом. В начале урока фронтальная работа (беседа по вопросам, задача с представлением модели ДНК)

Затем работа в парах, с последующей проверкой у доски (задача № 2,3,4)

Дальше работаем в трёх группах (задачи №6,7,8), фиксируя свои решения на доске.

Так как группам предложены различные задания, то представление версии решения задачи на доске позволит организовать обсуждение.

Развитие умений:

давать определения по понятиям, воспроизводить информацию, внимательно слушать, выделять главное, сравнивать, обобщать, графически оформлять информацию.

Момент осознания обучающимися недостаточности имеющихся знаний и умений:

длина и масса нуклеотида, выбор оптимального способа решения (арифметические действия либо пропорция)

Система заданий, обеспечивающая освоение обучающимися заявленного содержания:

1. Мобилизующий этап

Включение учащихся в активную интеллектуальную деятельность через выполнение мотивирующих заданий:

1. Какие «носильщики» работают в клетке, что и куда они переносят? (т-РНК переносят аминокислоты к месту синтеза белка.)

2. Почему очень длинная нуклеотидная запись дает в результате сравнительно небольшие белковые молекулы? (Триплет нуклеотидов кодирует одну аминокислоту, белковая цепь сворачивается, приобретая вторичную, третичную и четвертичную структуры.)

3. Где и с помощью чего происходит перевод текстов ДНК на язык белков? (В ядре клетки информация с матрицы ДНК переписывается на и-РНК, которая затем поступает к месту синтеза белка на гранулярную ЭПС.)

4. Задача №1,5 Приложение1. (самостоятельное индивидуальное решение с последующей взаимопроверкой)

Комментарии учителя: Необходимо уточнить, что помимо словесного описания, надо обязательно представить рисунок, отражающий представления обучающихся о структуре белка, ДНК, РНК.

1. Целеполагание

Обучающиеся определяют и формулируют цель урока по схеме: вспомнить – узнать – уметь.

Возможные формулировки цели занятия:

1.Сформировать/актуализировать навыки решения  биологических  задач различных типов для успешной сдачи ЕГЭ.

2. Оценить свои склонности и интересы к данной области знания.

3. Совершенствовать умение решать  биологические задачи репродуктивного, прикладного и творческого характера.

4. Закрепить и углубить уровень знаний по молекулярной биологии, применить эти знания путём решения биологических задач по данному разделу.

5. Научиться решать  задачи   молекулярной биологии  базового уровня и повышенного на применение знаний в новой ситуации.

1. Решение задач.

Решение задач № 2, 3, 4. Работа в парах. При решении задач обучающиеся выясняют, что нет некоторых данных: длина нуклеотида. Обучающиеся выписывают данные из справочника или из Интернета.

1. Работа по группам (класс делится на 3 группы)

Решаются задачи более сложного уровня, требующие математического анализа, дополнительных данных. Задачи №6, 7,8.Приложение1.

Необходимые пояснения(обучающиеся сами находят недостающую информацию):

относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345;

расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (длина одного нуклеотида) – 0, 34 нм Правила Чаргаффа:

∑(А) = ∑(Т)
∑(Г) = ∑(Ц)
∑(А+Г) =∑(Т+Ц)

Каждая группа обсуждает решение задачи, составляет алгоритм, выполняет вычисления.

1. Рефлексия

Осознание учеником и воспроизведение в речи того, чему научился и каким способом действовал. Оценка и самооценка работы ученика на уроке.

На листочках вместе с задачами у обучающихся написан рефлексивный тест. Индивидуальная оценка своей, анализ достижения поставленной в начале урока цели.

Рефлексивный тест.

1. Я узнал(а) много нового.

2. Мне это пригодится в жизни.

3. На уроке было над чем подумать.

4. На все возникшие у меня вопросы я получил(а) ответы.

5. На уроке я поработал(а) добросовестно.

6. Я достиг(ла) поставленной мною цели.

Список использованной литературы:

1.Браун А. Д. ,Фадеева М.Д. Молекулярные основы жизни. М. «Просвещение» 1976г., стр-73.

2.Ващенко О.Л. Олимпиадные задания по биологии. Волгоград «Учитель»2007г.

3..Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология .Общая биология 10-11 класс, М. «Дрофа»2010г.

schzg909.mskobr.ru

moodle.mmc.rightside.ru

Приложение 1

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ.

Задача №1. Цепь ДНК содержит 28% нуклеотида А, чему примерно должно равняться количество нуклеотида Г.

Решение: А=Т А+Т=28х2=56%

Г+Ц=100-56=44%

Г=44:2=22%

Ответ :Г= 22%.

2) В молекуле ДНК количество нуклеотидов с гуанином=5%.Сколько в этой молекуле содержится нуклеотидов с тимином?

Решение:

Г+Ц=5х2=10%

А+Т=100-10=90%

Т=45%

Ответ : Т=45%.

Задача №2. Расшифрован фрагмент одной цепи ДНК

ГГГ-АТА-ГЦЦ-ГАТ-ГЦТ

а). Какова структура фрагмента гена, который стал известным?

б). Какова длина расшифрованного фрагмента гена?

в). Каково процентное соотношение всех типов нуклеотидов в этом фрагменте гена?

Решение:

а)ГГГ-АТА-ГЦЦ-ГАТ-ГЦТ-первая цепочка

ЦЦЦ-ТАТ-ЦГГ-ЦТА-ЦГА - комплементарная цепочка

б).Каждый нуклеотид занимает 0,3нм

Их 15 в одной цепи.15х0,34=5,1нм

Используем принцип комплементарности и считаем количество нуклеотидов.

Ц=Г=9 А=Т=6 Всего нуклеотидов:30 шт.

Ц=Г=9 х=9умножить100разделить на 30=30%

А=Т=6 х=20%

Задача №3. Химическое исследование показало, что в информационной РНК:32% приходится на –урацил,26% на- цитозин,20% на- аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующего участка двухцепочной ДНК?

Решение:

РНК: У-32%, Ц=26%, А=20%Найдем недостающий Г=100-(32+26+20)=22%

РНК –одноцепочная, а ДНК, слепком с которой является –двухцепочная, значит %- состав РНК делим на 2 и, используя принцип комплементарности, записываем процентный состав 1-ой цепи.

РНК -У-32% , Ц-26%, А -20%, Г -22%.

ДНК первая цепь: А=16%, Г=13%, Т= 10%, Ц=11%

Вторая цепочка: Т=16%, Ц =13% , А=10%, Г- 11%

Аденина:16%+10%=26%. А=Т. Т=26%

Гуанина:13%+11% = 24%. Г = Ц. Ц = 24%

Задача №4. Последовательность нуклеотидов в фрагменте цепи ДНК:ГТТ-ГАЦ-ЦЦТ-ТЦА. Определите последовательность нуклеотидов на РНК, антикодоны РНК и соответствующую последовательность аминокислот фрагмента молекулы белка. Используйте таблицу генетического кода.

Решение:

ГТТ-ГАЦ-ЦЦТ-ТЦА - ДНК

ЦАА-ЦУГ-ГГА-АГУ - и- РНК

ГУУ- ГАЦ-ЦЦУ-УЦА - т -РНК

Находим аминокислоты : Глн. ;Лей. ; Гли.; Сер. по и-РНК находим.

Задача №5. В биосинтезе полипептида участвуют молекулы т-РНК с антикодонами:

УГА, АУГ,АГУ,ГГЦ,ААУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК и число нуклеотидов, содержащих аденин(А) и цитозин(Ц).

тРНК - УГА, АУГ ,АГУ,ГГЦ,ААУ по принципу комплементарности.

и- РНК АЦУ-УАЦ-УЦА-ЦЦГ-УУА

1 ц. ДНК ТГА- АТГ-АГТ- ГГЦ- ААТ

2 цепь АЦТ-ТАЦ-ТЦА-ЦЦГ-ТТА

Всего нуклеотидов в двух цепях ДНК = 30.

А=9 9уножить на 100 и разделить на 30 = 30%.

Ц=6 100х6/30 =20%

Задача №6.

Дана одна цепь молекулы ДНК -ТГЦ-АТА-ГЦТ-АГ

а) Постройте вторую цепь ДНК.

б) Определите длину участка гена.

в) Определите количество водородных связей .

Решение: Т Г Ц А Т А Г Ц Т А Г

А)-- А Ц Г Т А Т Ц Г А Т Ц

Всего нуклеотидов в одной цепи =11. Длина нуклеотида= 0,34нм.

б)11х0,34=3,74нм.

А=Т Между ними -2 двойные связи. Их 6 пар. 6х2=12связей.

Ц=Т- 3 водородные связи. Их 5пар. 3х5=15. Всего: 12+15=27связей.

Задача № 7.

На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т

Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК и длину гена.

Решение:

1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности)

2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24,

из них ∑(А) = 8 = ∑(Т)

24 – 100%
8 – х%
х = 33,4%

∑(Г) = 4 = ∑(Ц)

24 – 100%
4 – х%
х = 16,6%

3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи:

12 × 0,34 = 4,08 нм

Задача № 8.

В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой ДНК.

Определите:

а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК?
б) какова длина этого фрагмента?

Решение:

1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%);

На долю других нуклеотидов приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%;

Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию:

22% – 880
28% – х, отсюда х = 1120

2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи:

(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 × 0,34 = 680 (нм)