Стендовый доклад «Решение задач по биохимии»

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ЕГЭ.

автор доклада Смурыгина Татьяна Владимировна.

Актуальность.

Одним из центральных процессов метаболизма клетки, связанных с потоком вещества, энергии и информации, является биосинтез белка-формирование сложной молекулы белка-полимера из мономеров аминокислот.

С механизмом биосинтеза белка мы уже знакомились в 9 классе. Но знакомство это было поверхностное. А передача информации по схеме ДНК-РНК-белок, которая происходит при синтезе белка в клетке, является центральной догмой биологии. И мы, как уважающие себя люди 21 века, должны знать поподробнее, как же происходит этот процесс. Кроме того, белки основа жизни, ещё Энгельс сказал, что «жизнь - это форма существования белковых тел…» и в условиях роста численности населения, и сокращения пищевых ресурсов очень важно познать этот процесс и научиться синтезировать качественные белки. Нарушения при биосинтезе приводят к наследственным заболеваниям и чтобы найти пути лечения данных болезней также необходимо знать процесс. Возможно, знания о биосинтезе белка помогут человечеству ответить на вопрос, который постоянно возникает перед людьми с момента развития интеллекта, «как возникла жизнь и в результате чего она развивалась?»

Формирование знаний о сущности жизненного цикла любой клетки, механизмах клеточного деления (митозе) и его биологической роли, раскрытие особенностей протекания каждой фазы митоза, закрепление знакомых понятий по данной теме и формирование новых, усвоение терминологии играют важную роль в практической деятельности и повседневной жизни человека

Исходя из всего выше сказанного, я предлагаю следующие цели:

Углубление, обобщение и расширение знания о биосинтезе белка, митозе и мейозе;

Осознание значения биосинтеза белка для жизнедеятельности клетки, организма, зарождения и развития жизни на Земле.

Формирование умений систематизировать информацию, взятую из различных источников, строить схемы, таблицы;

Развитие логического мышления, умение анализировать, сравнивать, делать обобщение и выводы, работать с разными источниками информации, демонстрационным материалом; развивать умения устанавливать взаимосвязи строения и функций органоидов клетки;

Совершенствование навыков и умений, необходимых для индивидуальной и групповой работы, развитие познавательного интереса к предмету, использование приобретенных знаний о митотическом и мейотическом цикле клетки

Формирование у учащихся умения по выполнению тестов части 1и 2 в форме ЕГЭ;

Задачи :

актуализация самостоятельной деятельности учащихся;

прохождение новой сложной темы;

выработка коммуникативно-конструктивных форм обучения;

мотивация учащихся на освоение темы с помощью индивидуального обучения с само- и взаимопроверкой.

Методы исследования:

теоретические

изучение и анализ психолого-педагогической литературы по проблеме

эмпирические

наблюдение за деятельностью учащихся; беседы; практические занятия с учащимися

статистические

методы количественных и качественных обработок данных: мониторинг условий, процесса, результатов.

ВЫВОДЫ.
1. В линии 3 испытуемым предлагались задачи на определение хромосомного набора соматических и половых клеток или нуклеотидного состава ДНК. Задания этих линий оценивались в 1 балл. Их выполнение составило в среднем 54,7%, что несколько ниже, чем заданий базового уровня (60–90%). Необходимо отметить, что по некоторым заданиям этой линии были получены очень низкие результаты. Участники затруднились определить число хромосом в соматической клетке организма по хромосомному набору половой клетки (19% выполнения), число аутосом в половой клетке (30%), число Х-хромосом в половой клетке мужчины (32%).

Приведем пример одного задания, которое вызвало затруднение. 0 баллов получили 74% участников. «Сколько хромосом имеет соматическая клетка животного, если гаметы содержат 38 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число»

2. Как и в прошлом году, затруднения у участников вызвали задания базового уровня линий 3 и 6, в которых предлагалось решить биологические задачи по цитологии и генетике, а ответ необходимо было записать в виде числа или последовательности цифр. Средние результаты их выполнения в 2018 г. составили соответственно 55% и 59%, что оказалось ниже прошлогодних результатов (59% и 63%). Сравнение результатов выполнения

3. Линия 27 традиционно посвящена проверке умений применять знания в новой ситуации при решении задач по цитологии на определение числа хромосом и молекул ДНК в разных фазах митоза и мейоза, хромосомного набора клеток гаметофита и спорофита растений, аминокислотной последовательности в молекуле белка, используя таблицу генетического кода. С заданиями этой линии справились в среднем 29% участников, однако максимальные 3 балла получили не более 11% участников. Результаты соответствуют высокому уровню сложности. Приведем пример задания, по которому получены результаты ниже среднего уровня (3 балла – 8%; 2 балла – 19%; 1 балл – 8%). Фрагмент молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: -А Т А А Г Г А Т Г Ц Ц Т Т Т Т-. Определите последовательность аминокислот во фрагменте полипептидной цепи и обоснуйте свой ответ. Какие изменения могли произойти в результате генной мутации во фрагменте молекулы ДНК, если четвёртая аминокислота в полипептиде заменилась на аминокислоту Глу? Какое свойство генетического кода определяет возможность существования разных фрагментов мутированной молекулы ДНК? Ответ обоснуйте. Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода. В целом по данному блоку к числу слабо сформированных у участников знаний и умений можно отнести: 1) знание химического состава клетки, процессов метаболизма (например, фотосинтеза), а также характеристик фаз митоза и мейоза; 2) умения определять число хромосом и молекул ДНК в клетках в разных фазах митоза и мейоза, устанавливать соответствие между характеристиками обмена веществ и конкретными процессами, определять по рисунку фазы деления, обосновывать и объяснять свой выбор.

4. Проведенный качественный анализ ответов экзаменуемых, вопросов на семинарах, вебинарах, вопросов родителей и выпускников позволил определить круг проблем, связанных с освоением определенных элементов содержания, выявлением затруднений и типичных ошибок. В целях более эффективной организации преподавания биологии в школе и подготовки обучающихся 11 классов к ЕГЭ в 2019 г. по биологии рекомендуем учителям обратить внимание на ряд содержательных и организационных аспектов в построении системы подготовки к итоговой аттестации по биологии. Изменение структуры и содержания КИМ ЕГЭ в 2019 г. не планируется. В отдельных линиях могут быть предложены задания с новыми сюжетами.

Литература.

.

Болгова И.В. Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в вузы–М.: ООО "Издательство Оникс":"Издательство."Мир и Образование", 2008г.

Воробьев О.В. Уроки биологии с применением информационных технологий .10 класс. Методическое пособие с электронным приложением–М.:Планета,2012г.

Чередниченко И.П. Биология. Интерактивные дидактические материалы.6-11 класс. Методическое пособие с электронным интерактивным приложением. – М.:Планета,2012г.

Интернет-ссылки:

http://ru.convdocs.org/download/docs-8406/8406.doc

http://bio.1september.ru/articles/2009/06

Решение задач первого типа

Основная информация:

В ДНК существует 4 разновидности нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин).

В 1953 г Дж.Уотсон и Ф.Крик открыли, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль.

Цепи комплементарны друг другу: напротив аденина в одной цепи всегда находится тимин в другой и наоборот (А-Т и Т-А); напротив цитозина — гуанин (Ц-Г и Г-Ц).

В ДНК количество аденина и гуанина равно числу цитозина и тимина, а также А=Т и Ц=Г (правило Чаргаффа).

Задача: в молекуле ДНК содержится ¹⁷ аденина. Определите, сколько (в ^%) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

Решение: количество аденина равно количеству тимина, следовательно, тимина в этой молекуле содержится  . На гуанин и цитозин приходится  . Т.к. их количества равны, то Ц=Г= .

Решение задач второго типа

Основная информация:

Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.

Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.

Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.

Задача: в трансляции участвовало   молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Решение: если в синтезе участвовало   т-РНК, то они перенесли   аминокислот. Поскольку одна аминокислота кодируется одним триплетом, то в гене будет   триплетов или   нуклеотидов.

Решение задач третьего типа

Основная информация:

Транскрипция — это процесс синтеза и-РНК по матрице ДНК.

Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности.

В состав РНК вместо тимина входит урацил

Задача: фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ААГГЦТАЦГТТГ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка.

Решение: по правилу комплементарности определяем фрагмент и-РНК и разбиваем его на триплеты: УУЦ-ЦГА-УГЦ-ААУ. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот: фен-арг-цис-асн.

Решение задач четвертого типа

Основная информация:

Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов в т-РНК, комплементарных нуклеотидам кодона и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.

Молекула и-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.

В состав ДНК вместо урацила входит тимин.

Задача: фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК.

Решение: разбиваем и-РНК на триплеты ГАУ-ГАГ-УАЦ-УУЦ-ААА и определяем последовательность аминокислот, используя таблицу генетического кода: асп-глу-тир-фен-лиз. В данном фрагменте содержится   триплетов, поэтому в синтезе будет участвовать   т-РНК. Их антикодоны определяем по правилу комплементарности: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Также по правилу комплементарности определяем фрагмент ДНК (по и-РНК!!!): ЦТАЦТЦАТГААГТТТ.

Решение задач пятого типа

Основная информация:

Молекула т-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.

Не забудьте, что в состав РНК вместо тимина входит урацил.

Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.

Задача: фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов ТТАГЦЦГАТЦЦГ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Решение: определяем состав молекулы т-РНК: ААУЦГГЦУАГГЦ и находим третий триплет — это ЦУА. Это антикодону комплементарен триплет и-РНК — ГАУ. Он кодирует аминокислоту асп, которую и переносит данная т-РНК.

Решение задач шестого типа

Основная информация:

Два основных способа деления клеток — митоз и мейоз.

Изменение генетического набора в клетке во время митоза и мейоза.

Задача: в клетке животного диплоидный набор хромосом равен  . Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.

Решение: По условию,  . Генетический набор:

перед митозом  , поэтому в этой клетке содержится   молекул ДНК;

после митоза  , поэтому в этой клетке содержится   молекулы ДНК;

после первого деления мейоза  , поэтому в этой клетке содержится   молекул ДНК;

после второго деления мейоза  , поэтому в этой клетке содержится   молекул ДНК.

Решение задач седьмого типа

Основная информация:

Что такое обмен веществ, диссимиляция и ассимиляция.

Диссимиляция у аэробных и анаэробных организмов, ее особенности.

Сколько этапов в диссимиляции, где они проходят, какие химические реакции проходят во время каждого этапа.

Задача: в диссимиляцию вступило   молекул глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.

Решение: запишем уравнение гликолиза:   = 2ПВК + 4Н + 2АТФ. Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется   молекулы ПВК и 2АТФ, следовательно, синтезируется 20 АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется   молекул АТФ (при распаде   молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется   АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен   АТФ.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/361694-stendovyj-dokladreshenie-zadach-po-biohimii