Образование и-РНК по матрице ДНК. Матричный принцип биосинтеза белков

Тема. Образование и-РНК по матрице ДНК. Матричный принцип биосинтеза белков.

Автор: Козленко А.Г.

Тип урока. Комбинированный урок с закреплением знаний, новым материалом, решением проблемных вопросов и познавательных задач; групповая работа в компьютерном классе.

Цели урока.

• Познакомить с молекулярными и цитологическими основами реализации наследственной информации на уровне синтеза полипептидной цепи и роли нуклеиновых кислот и белков в этом процессе.

• Продолжить формирование естественнонаучной картины мира при рассмотрении успехи современной науки в решении вопросов, связанных с реализацией наследственной информации.

• Продолжить формирование навыков эффективной работы с компьютерным курсом «Открытая Биология 2.6», закрепить навыки его использования в решении поставленных задач.

Основные понятия. Трансляция. Транскрипция. Матричный синтез.

Мировоззренческий и развивающий аспекты урока.

• Актуализировать знания об этапах синтеза белка и принципах кодирования наследственной информации.

• Продолжить формирование навыков обобщения знаний в виде таблиц, схем; навыков работы с текстом (устным, экранным) и изображениями как основой для самостоятельного решения задач.

• Развивать навыки работы с интерактивными моделями как виртуальным отображением реальных процессов и явлений.

• Продолжить формирование навыков работы с тестами (в электронном варианте представления).

• Отработать навыки внутригруппового взаимодействия и адекватной оценки вклада отдельного участника в общий результат.

• Закрепление навыков работы в многооконном режиме, в т.ч. с текстовым редактором.

Использование новых информационных технологий. Кабинет информатики, имеющий рабочие места перед компьютерами и обычные столы для лекционной работы; мультимедийный проектор (по возможности), интерактивный учебник «Открытая Биология 2.6» (сетевая версия или локальные версии).

Оборудование. Модели РНК и ДНК; модель-аппликация «Синтез белка» (при наличии). Таблица генетического кода (раздаточный материал или электронная версия).

Предполагаемый образовательный продукт, который будет создан учащимся. Текстовый документ, предпочтительно MS Word, с ответами на вопросы (возможно выполнение заданий и решение задач на распечатанном бланке); по итогам мнений учащихся о личном вкладе в групповую работу преподаватель рассчитывает Коэффициент индивидуального участия (КИУ) и – с его помощью – индивидуальный рейтинговый балл каждого участника занятий.

План урока.

Занятие рассчитано на один академический час в компьютерном классе, имеющем рабочие места перед компьютерами и обычные столы для лекционной работы. Указанное время каждого этапа ориентировочное, т.к. все группы работают в своем темпе, учитель лишь рекомендует переходить от этапа к этапу и напоминает о возможности вернуться к заданиям.

До занятия учителю необходимо проверить корректность работы всех компонентов компьютерного курса «Открытая Биология» (обратить внимание на интерактивные модели и тесты, после проверки последних обнулить результаты последнего тестирования). Перед уроком необходимо открыть на всех машинах стартовую страницу компьютерного курса «Открытая Биология» и текстовый документ «Задания для групповой работы учащихся» (или в ходе урока раздать распечатанные бланки для работы)

I. Организационный момент.

При пояснении цели и структуры занятия, формы его проведения, важно обратить внимание на то групповой характер работы (так, объем и сложность заданий превышают возможности отдельного ученика, необходимо коллективное выполнение заданий). Важный момент – подготовка к делению класса на группы. Оптимальный вариант деление (именно это и нужно объяснить) – по набору лидеров: 6-8 учеников – будущих лидеров групп (количество определяется количеством работающих машин), занимающих первые места в рейтинге (по предыдущей теме, контрольной работе по биологии и т.п.), приглашают выйти к доске. Они по очереди приглашают к себе в группы других учеников класса, которые выходят и становятся за спиной у лидеров. (Желательно по возможности сформировать группы заранее, до урока).

II. Разделение учащихся на группы.

Проводится описанным выше методом. Учащиеся занимают места за компьютерами

III. Актуализация изученного материала.

Специальное повторение сведений об интерфейсе компьютерного курса «Открытая Биология», навигации по ресурсу не требуется, т.к. на предыдущем уроке работали с компьютерным курсом фронтально; только индивидуальная помощь. Если учащиеся впервые самостоятельно работают с курсом, можно с помощью мультимедийного проектора показать основные приемы работы и навигации (т.к. курс вэб-ориентированный, особых сложностей возникнуть не должно).

Повторение теоретического материала осуществляется полностью по разделу 8.2.2. Репликация и транскрипция компьютерного курса. Актуализация работы с таблицей генетического кода (по возможности – с помощью мультимедийного проектора). При актуализации обратитьв нимание на то, что задачи по молекулярной биологии, аналогичные приводимым, входят в блок С5 Единого государственного экзамена по биологии.

Модель 8.7. Транскрипция РНК. 

IV. Решение задач по изученному материалу.

Работа с текстовым файлом (бланком) с задачами, Блок 1, и таблицей генетического кода. Все задачи решать не обязательно, предлагается выбрать 2-4, желательно разных типов. По прошествию некоторого времени (приблизительно 7-9 минут) учитель рекомендует всем перейти к следующему этапу работы, указывая при этом, что при желании и резерве времени к этому заданию можно будет вернуться.

V. Изучение нового материала.

Материал предлагается на самостоятельное изучение по разделу 8.2.3. Синтез белка компьютерного курса и моделями 8.9. Синтез белка, 8.8. Полирибосома. Учитель разъясняет по индивидуальным обращениям сложные места, однако рекомендует более сильным ученикам в группах объяснить остальным материал (при описанном способе деления на группы практически в каждой группе есть сильные ученики).

VI. Решение задач по изученному материалу.

Групповая работа – заполнение таблицы и ответы на вопросы, Блок 2 в текстовом файле с заданиями (бланке) и разделом 8.2.3. Синтез белка, моделями 8.6. Репликация ДНК, 8.7. Транскрипция, 8.9. Синтез белка, 8.8. Полирибосома компьютерного курса.

VII. Выполнение тестовых заданий.

Тесты к разделу 8.2. Молекулярная генетика компьютерного курса «Открытая Биология». После завершения тестирования результаты вносятся в текстовый файл (бланк), Блок 3. При использовании сетевой версии компьютерного курса «Открытая Биология» учитель имеет возможность непосредственно с рабочего места контролировать успешность выполнения заданий всеми группами учащихся.

VIII. Заполнение анкеты о вкладе в общий результат.

Возвращение на места, заполнение анкеты о вкладе в общий результат. За несколько минут до окончания занятия после завершения отчета ученики рассаживаются по местам для фронтальной (лекционной) работы. На небольших листочках они записывают состав своей группы, подчеркнув фамилию лидера и отметив восклицательным знаком (галочкой) свою фамилию, а потом записывают против каждой фамилии вклад (в процентах) каждого в общий результат, и сдают учителю. Например, это может выглядеть так (как оценивает ученица Михайлова вклад каждого из членов группы под руководством Николаева):

Николаев – 30%

Бережная – 35%

v Михайлова – 20%

Волгин – 15%

По этим данным будет рассчитываться коэффициент индивидуального участия ученика в общем результате.

IX. Итог урока, домашнее задание.

По учебнику: Рувинский А.О., Высоцкая Л.В. и др. Общая биология. Учебник для школ с углубленным изучением биологии. – М.: Просвещение, 2000. - § 15.

• Посещение сайта «Протеиновая машина» (https://www.ebi.ac.uk/emboss/transeq/). Это онлайновая программа, осуществляющая перевод с нуклеотидных последовательностей на аминокислотные. Представлена возможность выбора разных вариантов генетического кода (основной, бактериальный, митохондрий разных организмов и т.п.). Можно также ознакомиться с практической работой по теме “Генетический код и его свойства” (https://www.kozlenkoa.narod.ru/gencode.htm), разработанный для работы с программой.

Рекомендации для учителя по оцениванию заданий

Оценивание рекомендуется осуществлять в форме накопительного рейтинга (каждый из видов работы оценивается в некоторое произвольное количество баллов и набранные за разные виды работ баллы суммируются).

Предлагаемые максимальные баллы «Задания для групповой работы учащихся»:

• Блок 1. Четыре обязательных задачи (в любом наборе); если решено больше, то баллы за «дополнительные» задачи делятся на 2. В каждой из задач 1 балл обязательно дается за ответ на вопрос о свойстве генетического кода, которому посвящена задача, и 4 балла – за правильное решение самой задачи. Максимальная оценка задач: 1, 4, 5, 6 – 5 баллов, 2, 3 – 9 баллов.

• Блок 2. Заполнение таблицы – 8 баллов максимум, ответ на вопрос 1 – 3 балла, 2 – 6 баллов.

• Блок 3. Количество процентов, набранных в тестах, делится на 10; это и есть баллы.

Для получения индивидуального рейтингового балла ученика необходимо набранное группой количество баллов умножить на рейтинговый коэффициент индивидуального участия в групповой работе.

Приведенные цифры являются ориентировочными, учитель может сам менять коэффициенты в зависимости от условий конкретного урока.

Бланк "Задания для групповой работы учащихся"