елективний курс
Програма елективного курсу розроблена для учнів 11 - го класу і розрахована на 17 год.
Теми «Молекулярна біологія» і «Генетика» - найцікавіші і складні теми в курсі «Загальна біологія». Ці теми вивчаються і в 9 - х, і в 11 - х класах, але часу на відпрацювання вміння вирішувати завдання в програмі явно недостатньо. Однак вміння розв'язувати задачі з генетики та молекулярної біології передбачено Стандартом біологічної освіти; крім того такі завдання входять до складу КІМ ЄДІ (завдання № 5 і № 6 в частині С).
Мета елективного курсу. створити умови для формування в учнів уміння вирішувати завдання з молекулярної біології і генетики різного ступеня складності.
- коротке повторення матеріалу, вивченого за темами «Молекулярна біологія» і «Генетика»;
- виявлення і ліквідація прогалин в знаннях учнів за темами шкільної програми, а також в уміннях вирішувати завдання;
- навчання учнів рішенню задач з молекулярної біології і генетики підвищеної складності.
Програма елективного курсу
1. Введення. Білки: актуалізація знань по темі (білки - полімери, структури білкової молекули, функції білків в клітині), рішення задач - (1 ч).
2. Нуклеїнові кислоти: актуалізація знань по темі (порівняльна характеристика ДНК і РНК), рішення задач - (1 ч).
3. Біосинтез білка: актуалізація знань по темі (код ДНК, транскрипція, трансляція - динаміка біосинтезу білка), рішення задач - (1 ч).
4. Енергетичний обмін: актуалізація знань по темі (метаболізм, анаболізм, катаболізм, асиміляція, дисиміляція; етапи енергетичного обміну: підготовчий, гліколіз, клітинне дихання), рішення задач - (1 ч).
5. Рубежная діагностика: контрольна робота - (1 ч).
6. Генетичні символи і терміни - (1 ч).
7. Закони Г. Менделя: актуалізація знань по темі (закономірності, встановлені Менделем при моно-- і дигибридном схрещуванні), тестовий контроль вміння вирішувати завдання на закони Менделя, передбачені програмою, рішення задач на моно- і дигибридное схрещування підвищеної складності - (1 ч).
8. Неповне домінування: актуалізація знань по темі, рішення задач підвищеної складності по темі - (1 ч).
9. Спадкування груп крові: актуалізація знань по темі, рішення задач - (1 ч).
10. Генетика статі; успадкування, зчеплене зі статтю: актуалізація знань по темі (хромосомні і нехромосомной визначення статі в природі), рішення задач підвищеної складності на зчеплене з підлогою спадкування - (1 ч).
11. Рішення комбінованих завдань - (1 ч).
12. Взаємодія генів: актуалізація знань по темі (взаємодія алельних і неалельних генів), рішення задач підвищеної складності на всі види взаємодії: компліментарність, епістаз, полімери - (1 ч).
13. Рубежная діагностика: гра «Біг з бар'єрами» - (1 ч).
14. Закон Т.Моргана: актуалізація знань (чому Т.Морган, ставлячи за мету спростувати закони м.Мена-ділячи, не зміг цього зробити, хоча отримав зовсім інші результати?), Рішення задач на кроссін-Говер, складання хромосомних карт - ( 1 ч).
15. Закон Харді-Вайнберга: лекція «Слідом за Харді і Вайнбергом», рішення задач з генетики популяцій - (1 ч).
16. Генетика людини: актуалізація знань по темі, терміни і символи, рішення задач - (1 ч).
17. Заключне заняття. Підсумкова діагностика: рішення цікавих завдань - (1 ч).
Учень отримує «залік» за підсумками:
- виконання контрольної роботи з молекулярної біології;
- заповнення кросворду «Генетичні терміни»;
- виконання завдань тестового контролю № 1 і № 2;
- вирішення завдань в грі «Біг з бар'єрами»;
- виконання підсумкової контрольної роботи (вирішення завдань підвищеної складності).
Завдання з молекулярної біології
- середня молекулярна маса одного амінокислотного залишку приймається за 120;
- обчислення молекулярної маси білка:
Завдання № 1. Гемоглобін крові людини містить 0,34% заліза. Обчисліть мінімальну молекулярну масу гемоглобіну.
Мmin = 56. 0,34% × 100% = 16 471
Завдання № 2. Альбумін сироватки крові людини має молекулярну масу 68400. Визначте кількість амінокислотних залишків в молекулі цього білка.
68400. 120 = 570 (амінокислот в молекулі альбуміну).
Завдання № 3. Білок містить 0,5% гліцину. Чому дорівнює мінімальна молекулярна маса цього білка, якщо Мгліціна = 75,1? Скільки амінокислотних залишків в цьому білку?
1) Мmin = 75,1. 0,5% × 100% = 15 020
2) 15 020. 120 = 125 (амінокислот в цьому білку)
Тема: «Нуклеїнові кислоти»
- відносна молекулярна маса одного нуклеотиду приймається за 345;
- відстань між нуклеотидами в ланцюжку молекули ДНК (довжина одного нуклеотиду) - 0, 34 нм;
- Правила Чаргаффа:
Завдання № 4. На фрагменті однієї нитки ДНК нуклеотиди розташовані в послідовності:
1) добудовуємо другу нитку (за принципом комплементарності)
24 - 100%
8 - х%
х = 33,4%
24 - 100%
4 - х%
х = 16,6%
3) молекула ДНК двуцепочечной, тому довжина гена дорівнює довжині одного ланцюга:
12 × 0,34 = 4,08 нм
1) тому що Ц = 18%, то і Г = 18%;
2) на частку А + Т доводиться 100% - (18% + 18%) = 64%, тобто по 32%
Відповідь. Г і Ц - за 18%, А і Т - по 32%.
Завдання № 6. У молекулі ДНК виявлено 880 гуаніділових нуклеотидів, які складають 22% від загального числа нуклеотидів в цій ДНК.
а) скільки інших нуклеотидів в цій ДНК?
б) яка довжина цього фрагмента?
1) Σ (Г) = Σ (Ц) = 880 (це 22%);
На частку інших нуклеотидів припадає 100% - (22% + 22%) = 56%, тобто по 28%;
Для обчислення кількості цих нуклеотидів складаємо пропорцію:
22% - 880
28% - х, звідси х = 1120
2) для визначення довжини ДНК потрібно дізнатися, скільки всього нуклеотидів міститься в 1 ланцюга:
Завдання № 7. Дана молекула ДНК з відносною молекулярною масою 69 000, з них 8625 припадає на частку аденілових нуклеотидів.
Знайдіть кількість всіх нуклеотидів в цій ДНК. Визначте довжину цього фрагмента.
1) 69 000. 345 = 200 (нуклеотидів в ДНК),
8625. 345 = 25 (аденілових нуклеотидів в цій ДНК),
Σ (Г + Ц) = 200 - (25 + 25) = 150, тобто їх по 75;
2) 200 нуклеотидів в двох ланцюгах, значить в одній - 100.
100 × 0,34 = 34 (нм)
Завдання № 8. Що важче: білок або його ген?
Нехай х - кількість амінокислот у білку, тоді маса цього білка - 120х, кількість нуклеотидів в гені, що кодує цей білок, - 3х, маса цього гена - 345 × 3х.
120х <345 × 3х
Відповідь: ген важче білка.
Завдання № 9. Послідовність нуклеотидів на початку гена, що зберігає інформацію про білку інсуліні, починається так:
Напишіть послідовності амінокислот, якої починається ланцюг інсуліну.
Завдання виконується за допомогою таблиці, в якій нуклеотиди в іРНК (в дужках - у вихідній ДНК) відповідають амінокислотним залишкам.
Двадцять амінокислот, що входять до складу білків
Відповідь: фенілаланін - валін - аспарагінова кислота - глутамінова кислота - гістидин - лейцин.