Решение задач на определение последовательности нуклеотидов, аминокислот в норме и в случае изменения последовательности нуклеотидов ДНК

Тема: Решение задач на определение последовательности нуклеотидов, аминокислот в норме и в случае изменения последовательности нуклеотидов ДНК

Цели:

методическая – продемонстрировать возможности использования современных развивающих методик;

образовательная – познакомить студентов с общими требованиями к оформлению записи условия задачи и ее решения; формировать умения решать задачи по молекулярной биологии;

развивающая – развитие творческих интересов в процессе изучения выдающихся достижений ученых, вошедших в общечеловеческую культуру;

воспитательная – воспитывать интерес студентов к биологии как науке. Рассмотреть перспективы развития технологий и методов исследования. Воспитать бережное отношение ко всему живому.

Задачи: - рассмотреть различные типы задач и примеры их решения.

               - анализировать, сравнивать и обобщать факты; устанавливать причинно-следственные связи; уметь организовать совместную деятельность на конечный результат; уметь выражать свои мысли.

                - осознанно достигать поставленной цели; воспитывать положительное отношение к совместному труду.

Вид занятия: объяснение и практическая работа.

Тип занятия: комплексное применение знаний и способов действия.

Методы обучения: частично-поисковый, репродуктивный, проблемное обучение.

Формы организации учебной деятельности студентов: практическая работа

Междисциплинарные связи:

обеспечивающие – цитология, физиология, анатомия.

обеспечиваемые – экология, общая биология.

Дидактическое обеспечение занятия: карточки – задания, таблица генетического кода.

Ход занятия

1.      Организационная часть                                                                                              2 мин.

1.1.Взаимное приветствие преподавателя и студентов

1.2. Проверка присутствия студентов и их готовности к занятию

2.      Контроль знаний                                                                                                        10 мин.

3.      Мотивация учебной деятельности                                                                           8 мин.

4.      4.1 Основная часть (объявление темы, проблемы занятия)                                   40 мин

Решение элементарных задач по молекулярной биологии

Цель: формировать умение решать простейшие задачи по молекулярной биологии

Оборудование и материалы: инструктивные карты, таблицы генетического кода.

Ход работы

Задачи (примеры решения)

Задача 1. Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГТ АЦЦ ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ ... Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка той же молекулы?

Решение. По принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А–Т, Г–Ц). Она будет выглядеть так: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ AAА ТГЦ ...

Задача 2. Большая из двух цепей белка инсулина (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот: фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке.

Решение. Поскольку одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК и участка ДНК определить невозможно, структура может варьировать.

 Цепь белка             Фен              Вал            Асн                 Глу                    Гис                Лей

и-РНК                    УУУ             ГУУ          AAУ                ГAA                 ЦАЦ               УУА

Задача 3. Участок гена имеет следующее строение, состоящее из последовательности нуклеотидов: ЦГГ ЦГЦ ТЦA AAA ТЦГ ... Укажите строение соответствующего участка белка, информация о котором содержится в данном гене. Как отразится на строении белка удаление из гена четвертого нуклеотида?

Решение.

Цепь ДНК                   ЦГГ                    ЦГЦ                   ТЦA                     AAA                  ТЦГ
и-РНК                         ГЦЦ                    ГЦГ                    АГУ                     УУУ                  АГЦ
Аминокислоты цепи белка                    Ала — Ала — Сер — Фен — Сер

При удалении из гена четвертого нуклеотида — Ц произойдут заметные изменения — уменьшится количество и состав аминокислот в белке:

Цепь ДНК                                               ЦГГ ГЦТ ЦAA AAТ ЦГ
и-РНК                                                     ГЦЦ ЦГА ГУУ УУА ГЦ
Аминокислоты цепи белка                   Ала — Арг — Вал — Лей —

Задачи

1)      В одной исследовательской лаборатории изучен участок одной из цепочек молекулы ДНК. Оказалось, что он состоит из 24 мономеров – нуклеотидов: ГТГ  ТАА  ЦГА  ЦЦГ  АТА  ЦТГ  ТАЦ  АЦЦ… каково строение соответствующего второй цепочки той же молекулы ДНК?

2)      Молекула ДНК распалась на две цепочки. Одна из низ имеет строение: ТАГ  АЦТ  ГГТ  АЦА  ЦГТ  ГГТ  ГАТ   ТЦА… Какое строение будет иметь вторая молекула ДНК, когда указанная цепочка достроиться до полной двухцепочечной молекулы?

3)      Полипептидная цепь одного белка животных имеет следующее начало: лизин – глутамин – треонин – аланин – аланин – аланин – лизин… С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку?

4)      Какую длину имеет участок ДНК, кодирующий синтез инсулина, который содержит 51 аминокислоту в двух цепях, если один нуклеотид занимает 3,4 (ангстрема) цепи ДНК? 1 = 0,1 нм (нанометра) = 0,0001 мм (микрометра) = 0,0000001 мм = 0,00000000001 м.

Сделайте вывод о проделанной работе.

Укажите значение ДНК и РНК для жизнедеятельности живой клетки и организма в целом.

4.2 Учебно-дискуссионная часть

Рефлексия

Приведите пример меню, которое бы содержало бы макро- и микроэлементы.

4.3 Решение проблемы занятия                                                                                 10 мин

Каковы причины использования медицинских препаратов, содержащих АТФ, при мышечной или сердечной дистрофии?

5.      Заключительная часть. Подведение итогов занятия (замечания по усвоению студентами материала темы; акцентирование внимания на основные понятия темы, выводы по изучению темы)                                                                                      15 мин

Комментирование и оценивания работы студентов (оценка умений и знаний, творческого, исследовательского подхода при подготовке рефератов, докладов, проектов и т.д.)

Рефлексия: самоанализ работы на занятии

6.      Домашнее задание                                                                                                    5 мин

Решить задачи на карточках