Разработка учебного занятия «Что такое ДНК?»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Детский технопарк «Кванториум» Разработка учебного занятия по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «Мир микроскопии» 1 год обучения (7­11 лет) к блоку № 3: Флора. Тема №3.6: «Что такое ДНК?» Автор­составитель: Овчинникова Людмила Павловна педагог дополнительного образования МБОУ ДО Кванториум г. Комсомольск­на­Амуре 2019 г. Оглавление Пояснительная записка...........................................................................................3 Ход занятия...............................................................................................................4 Список использованной литературы:.....................................................................6 Лекционный материал к занятию...........................................................................7 Технологическая карта «Растительный микромир: ДНК растений своими глазами»..................................................................................................................10 Пояснительная записка Цель: Сформировать знания у обучающихся о понятии «ДНК», изучить строение и способы выделения из растительной клетки.  Задачи: 1)  2)  образовательные:  Познакомить обучающихся с понятием и строением ДНК; развивающие:  способствовать   развитию  самостоятельного   формулирования проблемы   исследования   и   составления   поэтапной   структуры   будущего самостоятельного исследования; воспитательные:  формирование у обучающихся экологического мышления. 3)  Тип занятия: комбинированное. Основные   понятия:  ДНК,   РНК,   АТФ,   азотистые   основания, нуклеотиды.  Оборудование   и   материалы:  мультимедийное   оборудование;  банан; поваренная соль (лучше не йодированная); пищевая сода; дистиллированная вода   (прошедшая   через   фильтр   и   кипяченая);   спирт   этиловый   от   90%; средство для мытья посуды; марля; стакан; пробирки; глубокая чаша; лед; нож; разделочная доска; ступка с пестиком; мерный стакан; чайная ложка, столовая ложка, ступка с пестиком; пипетки. План занятия: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Организационный момент (3 мин.). Актуализация знаний (7­9 мин.). Динамические паузы (2­3 мин.) Лабораторная работа (15­ 20 мин) Закрепление материала (5 мин.) Рефлексия. Подведение итогов (5 мин.) Особенности и новизна работы заключается в изучении и выделении ДНК из  растительной клетки. Это позволяет учащимся подробнее изучить данную  тему. Ход занятия Этапы занятия Действия педагога Организационный  момент Актуализация  знаний Приветствие обучающихся. Сохранность  контингента. Тема нашего занятия ­ «Что такое ДНК?»». Ответьте мне на вопрос: Кто знает, что такое  ДНК?»? Спасибо за ответ. Объясняю лекционный материал  (приложение 1 к занятию). Объяснение нового  материала Объясняю что такое ДНК. Динамическая  пауза Практическая  деятельность Закрепление  материала Рефлексия Гимнастика для глаз.  Переходим к практической работе. Раздаю  технологические карты к выполнению  практической работы. Техника безопасности.  Объясняю ход работы (приложение 2 к  занятию). Обобщаю изученный материал. Провожу  опрос «Что такое ДНК?»  Корректирую полученные знания Какое строение имеет нуклеотид? Какое строение имеет молекула ДНК? В чем заключается принцип  комплементарности? Что общего и, какие различия в строении  молекул ДНК и РНК? Какие типы молекул РНК вам известны?  Каковы их функции? Рефлексия – что узнали. Рефлексивный тест. Предлагаю детям отметить знаком «+» те  утверждения, с которыми они согласны: 1. Я узнал(а) много нового. 2. Мне это пригодится в работе. 3. На занятии было над чем подумать. 4. На все возникшие в ходе занятия  вопросы я получил(а) ответы. Универсальные учебные действия Обучающиеся отвечают  на поставленный вопрос. Обучающиеся  предлагают свои  варианты ответов. Анализируют  информацию, делают  пометки в тетради. Смотрят на экран,  слушают, анализируют,  сопоставляют. Обучающиеся  выполняют задания. Обучающиеся  внимательно слушают,  изучают материал.  Обучающиеся задают  уточняющие и  корректирующие  вопросы. Приступают к  работе. Обучающиеся отвечают  на вопросы. Обучающиеся  самостоятельно  выполняют тест. 5. На занятии я поработал(а)  добросовестно и цели занятия  достиг(ла). Прошу поднять руки тех, кто отметил знаком «+» три вопроса. Далее прошу поднять руки  тех, кто отметил знаком «+» четыре и пять  вопросов. Объявляю, что количество плюсов в тесте  означает уровень овладения материалом  занятия. Подвожу итоги, благодарю обучающихся за  хорошую работу на занятии. Обучающиеся  самостоятельно  анализируют уровень  овладения учебным  материалом. Подведение итогов Список использованной литературы: 1. Франк­Каменецкий   М.   Самая   главная   молекула:   От   структуры ДНК к биомедицине XXI века / Максим Франк­Каменецкий ; — М. : Альпина нонфикшн, 2017. — 336 с. : ил ISBN 978­5­91671­648­1 2. Клёсов  А.А.  ДНК­генеалогия   от   А   до   Т  /   А.А.  Клёсов  ;   изд.: Книжный мир; Москва; 2016. ­214 с.: ил ISBN 978­5­8041­0873­2 3. Дж. Уотсон Двойная спираль / Дж. Уотсон Издательства Харвест, Neoclassic, АСТ, М. ­2013. – 224 с. ил.  ISBN 978­5­17­079796­7 4. Строение ДНК Аксянов Е.А., 2008 ФББ МГУ 1. A­, B­DNA 2. Электронный учебник. Лекционный материал к занятию История изучения. Сегодня почти каждый знает, что такое ДНК и зачем она нужна, но так было, естественно не всегда. Люди, изучая наследование признаков, не знали, какое именно вещество несет информацию. Впервые   ДНК   была   выделена   в   1869  году   Фридрихом   Мишером,  но этому веществу не было придано должного значения. В 1928 году Грифитс проводил   опыты   на   пневмококке   и   пришел   к   странным   выводам:   он обнаружил,   что   непатогенных   бактерий   можно   превратить   в   патогенных посредством введения какого­то вещества, которое содержится в клетках и его можно оттуда извлечь. Решение этому курьезу было найдено только через 15 лет. В  то   время,  когда  на   планете   бушевала   вторая   мировая   война,  и  на полях   ее   сражений   решались   судьбы   человеческой   цивилизации,   в   тиши лабораторий   Эвери   и   Мак   Карти   решали   судьбу   самого   человечества. Естественно, они об этом даже не подозревали. Но именно ими тогда было показано, что полимерными молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты, т. е.   химически   очищенным   веществом,   впервые   полученным   еще   в   конце прошлого столетия Мишером, можно передавать наследственные признаки. Вещество является материальным носителем наследственности. Тогда это было сделано на микроорганизмах. Но иллюзий, что такое возможно   только   для   них,   уже   не   питал   никто.   И   когда   Уотсон   и   Крик выбрали для расшифровки пространственной структуры именно ДНК – они знали что делали. В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали пространственную модель молекулы   ДНК   (показать   модель).   За   эту   самую   модель   они   получили Нобелевскую премию.  В чем важность этого открытия и что оно за собой повлекло? Строение ДНК. Нуклеиновые кислоты являются высокомолекулярными нерегулярными полимерами. Что это значит? Каков их элементарный состав? (C,H,O,N,P) Их мономеры – нуклеотиды – сложные вещества, состоящие из:  азотистого основания;  углевода;  остатка фосфорной кислоты. Какой углевод входит в состав ДНК и РНК? Сколько атомов углерода в нем? Мономеры соединяются между собой через пентозу в С3  положении и остаток фосфорной кислоты с помощью фосфорной диэфирной связи. Азотистое основание ­ пентоза (у РНК ­ рибоза, у ДНК ­ дезоксирибоза) ­ остаток фосфорной кислоты.  В   природе   существует   всего   5   типов нуклеотидов,   т.е.   всего   5   типов   азотистых оснований   входит   в   состав   нуклеиновых кислот.   В   ДНК   это   аденин   (А),   гуанин   (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). В РНК вместо тимин – урацил   (У).   Основания   принято   обозначать первой буквой их названия. Основания   способны   соединяться попарно А­Т(У), Г­Ц. Они комплиментарные, т.е. дополняют друг друга. А­Т связаны двумя водородными связями, а Г­Ц – тремя (показать на таблице) Нуклеиновые кислоты подобно белкам имеют  первичную структуру  – последовательность нуклеотидов. Расположение нуклеотидов важно, так как задает   последовательность   аминокислот   в   кодируемых   белках.  Вторичную структуру  –  две комплиментарные  цепи, и  третичную  –  пространственную структуру, которую и установили Уотсон и Крик. Запишите: Структура ДНК ­ двухцепочная правозакрученная спираль, один виток которой –10 нуклеотидов, а расстояние между нуклеотидами 0.34 нм. Цепи направлены в противоположные стороны – антипараллельны. ДНК   –   уникальнейшие   молекулы   в   природе,   благодаря   которым возможно хранение, передача, и воспроизведение наследственной информации в разных поколениях клеток, организмов, видов и т.д. А где хранится ДНК в клетке эукариот и прокариот? Перед делением ДНК должно удвоиться, для того чтобы каждая клетка получила точно такую же генетическую информацию, какая была в исходной клетке. В какой фазе клеточного цикла это происходит? Две   цепи   исходной   молекулы   расходятся,   потому   что   разрываются слабые водородные связи между азотистыми основаниями. Каждая цепочка служит матрицей для новой (нарисовать на доске). Сборка идет по принципу комплиментарности А­Т, Г­Ц. Такой способ называется полуконсервативным. РНК. Информация, хранящаяся в ДНК должна реализоваться в виде белков. Для   этого   служит   РНК   –   переносит   информацию   о   последовательности аминокислот в белках, т.е. от хромосом к месту синтеза белков и участвует в синтезе. Назовите 2 структурных отличия РНК от ДНК? Существует три типа РНК – это информационная (матричная) и­РНК, транспортная т­РНК и рибосомная р­РНК. Все три типа синтезируются непосредственно на ДНК. АТФ. Аденозинтрифосфорная   кислота.   Универсальный   биологический аккумулятор энергии. Высококалорийное клеточное «топливо». Содержит 2 макроэргические   связи.   Макроэргическими   называются   соединения,   в химических   связях   которых   запасена   энергия   в   форме,   доступной   для использования в биологических процессах. Строение: Аденин углевод АДФ + энергия + 1 молекула Н3РО4 АМФ + энергия + 1 молекула Н3РО4 Технологическая карта «Растительный микромир: ДНК растений своими глазами» Название ФИО   преподавателя, должность, место работы Цель   Задачи Оборудование Ход работы «Биоквантум   ­   мир   открытий»:   «Растительный   микромир: ДНК растений своими глазами» Овчинникова   Людмила   Павловна   педагог   дополнительного образования,   МБОУ ДО «Детский технопарк «Кванториум» г. Комсомольск­на­Амуре Познакомить и научить участников мастер­класса способами выделения ДНК из растительной клетки. Научить   участников   мастер­класса   со   способами   выделения ДНК из растительной клетки; Развитие   у   участников   познавательного   интереса,   умения обобщать   и   сравнивать,   анализировать,   способствовать творческому самовыражению, желания получить правильный результат через мотивацию успеха; Воспитывать   культурно   ­   гигиенические   навыки,   интерес   к экспериментальной Воспитывать положительные   взаимоотношения,   умение   договариваться друг с другом для решения общей задачи. Банан; поваренная соль (лучше не йодированная); пищевая  сода; дистиллированная вода (прошедшая через фильтр и  кипяченая); спирт этиловый от 90%; средство для мытья  посуды; марля; стакан; пробирки; глубокая чаша; лед; нож;  разделочная доска; ступка с пестиком; мерный стакан;  чайная ложка, столовая ложка, ступка с пестиком; пипетки. Техника безопасности. Техника выполнения работы. Подготовка к работе: 1. 2. должен быть холодным. Заморозить лёд.  Поставить спирт в холодильник, так как он тоже  деятельности.     Пока раствор охлаждается, готовим биологический  Ставим раствор охлаждаться в емкость заполненную  Наливаем 120 мл дистиллированной воды в стакан; Добавляем 1/2 чайной ложки поваренной соли и 1  Практическая работа: 1. 2. чайную ложку пищевой соды; 3. льдом; 4. материал, банан. Кладем его в ступку и тщательно разминаем  пестиком; 5. Добавляем чайную ложку средства для мытья посуды,  приливаем две столовые ложки охлажденного буфера и очень  тщательно давим пестиком в течение 3­4 минут; 6. этого фильтруем раствор через воронку и фильтровальную  бумагу. Должно получиться 5­10 мл раствора; 7. Отделяем раствор от оставшихся твердых частиц. Для  Аккуратно переливаем в высокий узкий стеклянный Ждем минут 5­10. Можно поставить пробирку в стакан  Дальше аккуратно по стеночке приливаем спирт к  сосуд (пробирку); 8. фильтрату; 9. со льдом; Если присмотреться, то можно увидеть, что слой спирта  находится над фильтратом, так как имеет другую плотность.  И именно на границе слоев через несколько минут появятся  полупрозрачные белые нити – это и будет то, ради чего  затевался весь эксперимент. 30 минут Обучающиеся ОУ города Продолжительность Для кого