Интегрированный урок (биология, информатика)

Технологическая карта урока

Тема: Теория информации в генетическом коде

1. Ф.И.О. Носкова Е.И (учитель биологии), Головачева Н.Р.(учитель информатики)

2. Класс: 9 Дата: 2 Предмет: биология, информатика

3. Место и роль урока в изучаемой теме: урок обобщения знаний и закрепления навыков решения задач

4. Цели урока:

Образовательные:

систематизировать и обобщить знания учащихся о сущности информации, ее свойствах, видах, единицах измерения, об информационных процессах; расширить знания обучающихся о кодировании информации на примере живой природы; совершенствовать умения обучающихся применять знания для решения задач.

Развивающие:

продолжить формирование умений: обобщения изученного материала; поиска аналога изученному явлению

Воспитательные:

способствовать формированию:

научного мировоззрения на основе познаваемости живой природы; способности самостоятельно выполнять задания и нести ответственность за результаты своего труда; культуры пространственного мышления

Методическая: реализация межпредметных связей.

5. Дидактические средства:

• для учителя – презентация, мультимедийный пректор; мультимедийный курс « Физикон» « Открытая биология»

• для учащихся – тетрадь, индивидуальные задания на карточках,2 сообщения

Характеристика этапов урока

Приложение 2

N=2ⁱ 256=2⁸ 1 символ несет 8 бит информации 90*8 бит=720 бит=90 байт.

ДНК человека можно представить себе как некоторое слово в 4-х буквенном алфавите, где каждой буквой помечается звено цепи. Определите, сколько бит информации несет один символ в ДНК человека?

Решение: N=2ⁱ 4=2² 1 символ ДНК несет 2 бита информации

Сколько информации (в битах) содержит ДНК, состоящая примерно из 1,5* 1023 нуклеотидов?

Решение: N=2I 4=22 1 нуклеотид несет 2 бита информации.

Цепочка ДНК несет 2*1,5* 1023=3* 1023 бит информации. Сколько информации (в битах) содержит ДНК, состоящая примерно из 3* 1025 нуклеотидов?

Решение: N=2ⁱ 4=2² 1 нуклеотид несет 2 бита информации.

Цепочка ДНК несет 2*3* 10²³=6* 10²³ бит информации. У одного микроорганизма ДНК содержит 250 нуклеотидов, а у другого – 340 нуклеотидов. Вычислите сумму нуклеотидов в двоичной системе счисления.

Решение: 25010=111110102

34010=1010101002 Осталось выполнить сложение в двоичной системе счисления

Количество Ц-нуклеотидов в ДНК человека, закодированных в шестнадцатеричной системе счисления равно 9А16, Т-нуклеотидов – 14F16. Определите количество А-нуклеотидов и Г-нуклеотидов в десятичной системе счисления.

Решение: 9А16= 15410 14F16= 33510 Количество Ц-нуклеотидов= количеству Г-нуклеотидов= 15410 ; количество Т-нуклеотидов = количеству А-нуклеотидов=33510 ).

Кодирование информации в информатике и в биологии

План занятия:

• Систематизация и обобщение знаний по теории информации:

• Основные понятия теории информации;
• Кодирование текстовой информации;
• Кодирование информации в живой природе.

• Решение задач на кодирование информации.
• Информационные процессы в живой природе.

Домашнее задание:

• Биология § 8;
• Информатика стр.107-121, Н.Д. Угринович; стр. 104 – 108, Ю.А. Шафрин ;
• Задача № 5;
• Подготовка к защите

лабораторной работы.

Информация ― изначально происходит от слова, которое переводится как сведение, разъяснение, ознакомление.

Масштаб высоты/ширины), тогда не надо будет вспоминать размеры для каждого случая. Например: большая иконка (или иллюстрация) — 100%, средняя — 45%, мини — 15%." width="640"

Информация для человека —

это система сигналов, которые человек получает из разных

источников.

Информационный сигнал —

это некоторое изменение физических величин .

Иконку уменьшил до 15%. Масштабы иконок лучше делать в процентах (Формат рисунка – Масштаб высоты/ширины), тогда не надо будет вспоминать размеры для каждого случая. Например: большая иконка (или иллюстрация) — 100%, средняя — 45%, мини — 15%.

Оценка информации

Полная

информация

Свойства

информации :

• достоверность;
• объективность;
• полнота;
• актуальность;
• полезность;
• понятность .

Иногда схемы лучше изображать горизонтально.

Виды информации

обонятельная

визуальная

вкусовая

В качестве цвета вспомогательных линий можно использовать цвет раздела. Примеры к пунктам можно выводить последовательно при помощи анимации.

тактильная

аудиальная

Действия над информацией

Сбор

Обработка

Передача

Хранение

X + 14 = ?

Иногда схемы лучше изображать горизонтально.

Кодирование – это процесс представления информации в виде кода.

Код – это система условных знаков, каждому из которых ставится в соответствие определенное значение.

Процесс познания (накопление знаний)

Т.е. уменьшение неопределенности знания

11

Количество информации – это мера уменьшения неопределенности знаний при получении информационных сообщений.

N = 2 I

‒ формула Хартли

N – количество информационных сообщений

I – количество информации, которое несет

полученное сообщение

11

1 бит – это количество информации в сообщении, которое уменьшает неопреде-ленность.

Байт – это единица измерения количества информации.

1 байт = 8 бит

= 2 3 бит

2 n

11

1 Кбайт = 2 10 байтов = 1024 байтов

1 Мбайт = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайт

11

НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ

• О ЧЕМ ?

• ГДЕ ХРАНИТСЯ ?
• КАК ЗАКОДИРОВАНА ?

Генетическая информация представлена в живой клетки в виде генов – участков молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, сокращенно ДНК .

О ЧЕМ ? Наследственная информация

Хранение наследственной информации

Структура ДНК

• двойная спираль
• биополимер
• мономер: нуклеотид
• строение нуклеотида: 1.углевод – дезоксирибоза; 2.4 вида азотистых оснований 3.остаток фосфорной кислоты
• принцип комплементарности (А = Т), (Ц Ξ Г);

Авторы пространственной модели ДНК (1953г)

• Уотсон (Watson) Джеймс Дьюи

(06.04.1928, Чикаго), американский биохимик, специалист в области молекулярной биологии

• Крик (Crick) Фрэнсис Харри Комптон (08.06.1916,Нортгемптон), английский биофизик

Генетический код

Свойства генетического кода

• Триплетность
• Однозначность
• Вырожденность
• Универсальность
• Неперекрываемость

Аминокислота

Кодирующие триплеты РНК

(кодоны)

Алании

Аргинин

Аспарагин

Аспарагиновая кислота

Валин

Гистидин

Глицин

Глутамик

Глутаминовая кислота

Изолейцин

Лейцин

Лизин

Метионин

Пролин

Серии

Тирозин

Треонин

Триптофан

Фенилаланин

Цистеин

Знаки препинания

ГЦУ ГЦЦ ГЦА ГЦГ

ЦГУ ЦГЦ ЦГА ЦГГ АГА АГГ

ААУ ААЦ

ГАУ ГАЦ

ГУУ ГУЦ ГУА ГУГ

ЦАУ ЦАЦ

ГГУ ГГЦ ГГА ГГГ

ЦАА ЦАГ

ГАА ГАГ

АУУ АУЦ АУА

ЦУУ ЦУЦ ЦУА ЦУГ УУА УУГ

ААА ААГ

АУГ

ЦЦУ ЦЦЦ ЦЦА ЦЦГ

УЦУ УЦЦ УЦА УЦГ АГУ АГЦ

УАУ УАЦ

АЦУ АЦЦ АЦА АЦГ

УГГ

УУУ УУЦ

УГУ УГЦ

УАА УАГ УГА

Таблица : ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД и-РНК

1 основание

2 основание

У

У

Ц

ФЕН

СЕР

ФЕН

А

3 основание

СЕР

Г

ТИР

ЛЕЙ

Ц

СЕР

ЦИС

ТИР

ЛЕЙ

ЦИС

У

СЕР

ЛЕЙ

***

Ц

***

ПРО

***

ЛЕЙ

А

ПРО

ТРИ

ЛЕЙ

ГИС

А

ПРО

Г

ГИС

ЛЕЙ

АРГ

ИЛЕ

ПРО

ГЛН

АРГ

У

АРГ

ИЛЕ

ТРЕ

Ц

ГЛН

ТРЕ

А

АРГ

АСП

ИЛЕ

Г

ТРЕ

СЕР

Г

АСП

МЕТ

ТРЕ

У

СЕР

ЛИЗ

ВАЛ

Ц

АРГ

АЛА

ВАЛ

ЛИЗ

А

АЛА

АРГ

АСП

ВАЛ

Г

ВАЛ

ГЛИ

АСП

АЛА

У

ГЛИ

АЛА

ГЛУ

Ц

ГЛУ

ГЛИ

А

ГЛИ

Г

Информация в информатике и биологии

Какие информационные процессы осуществляются в живой природе?

• Репликация, (редупликация) - удвоение ДНК;
• Транскрипция - переписывание генетической информации с ДНК на и-РНК;
• Трансляция - передача информации с и-РНК на белковую форму, т.е. синтез белка.

Задача 1

• Белок инсулин содержит 51 аминокислоту. Определите количество информации, которое несет ген кодирующий данный белок? Если известно, что нуклеотид несет 2 бит информации.
• 306 бит

Задача 2

• Белок инсулин содержит 51 аминокислоту. Определите количество информации находящемся в этом белке? Если известно, что триплет несет 6 бит информации.
• 306 бит

Рефлексия

• составьте синквейн к слову ИНФОРМАЦИЯ

• ИНФОРМАЦИЯ
• какая? – два слова
• что делает? - три слова
• моё отношение к информации
• синоним к первому слову