Для тех кто любит природу, увлекается биологией и не толь...

На этой страничке можно поделиться опытом своей работы/

Для размещения материалы можно прислать по адресу alla642008@yandex.ru 

Интегрированный урок: информатика - биология 11 класс.

Форма проведения: Ролевая игра - устный журнал "Информатика и Общая биология"

Учитель биологии  - Петкевич А.Н.

Учитель инфоратики- Шнайдр С.С.

Тема: Биосинтез белка.

Цели урока:

I .Продолжать  формирование у учащихся основных биологических понятий по теме: Биосинтез белка.

II. Продолжить развивать умение работы на компьютере раскрывая

возможности применения ЭВМ на уроках биологии.

III.Воспитывать интерес к изучаемым предметам.

Технические средства и оформление: Компьютер , наглядные пособия по предмету, использование программ составленных учащимися для проведения урока.

План урока:

I.Вступление

II.Первая страница устного журнала "информатика и Общая биология". Беседа за круглым столом "Обсуждение проблемы использования ЭВМ в биологии"

III.Вторая страница журнала. Биосинтез белка.

iV.Четвертая страница журнала. Новые профессии - генная инженерия.

V.Заключение: домашнее задание.

ВСТУПЛЕНИЕ.

Звучит музыка. Ученики рассаживаются за столами.

Ведущие (2 человека) начинают урок (на экране заставка журнала).

Ведущий 1: Уважаемые друзья. Сегодня все мы участники очередного выпуска устного журнала. Тема выпуска "Информатика и общая биология".

Ведущий 2: Если вы хотите узнать, как протекает один из важнейших жизненных процессов - биосинтез белка в живой клетке...

Ведущий 1: Если вы хотите продолжить приобретение навыков культуры общения с ЭВМ.

Ведущий 2: Слушайте и участвуйте в устном журнале "Информатика и общая биология".

Ведущий 1: Вам предстоит работа с моделирующей программой по биологии "Биосинтез белка".

Ведущий 2: Эта программа поможет вам выработать необходимые навыки в чтении генетического кода.

Ведущий 1: Поможет оценить полученные знания по изучаемой теме.

Ведущий2: Остаётся пожелать вам успехов в биологическом образовании с помощью компьютера.

ПЕРВАЯ СТРАНИЦА ЖУРНАЛА.

Ведущий 2. Открываем первую страницу журнала. (На экране заставка первой страницы журнала). Вам предлагается беседа, в которой принимают участие: преподаватель информатики - ...(фамилия, имя, отчество)

преподаватель биологии - ... ...(фамилия, имя, отчество)

и учащиеся- ... ...(фамилии, имена)

( Участники беседы занимают свои места. Звучит музыка.)

Ученик: Сегодня мы пытаемся изучать биологию с помощью ЭВМ. Это, на мой взгляд очень интересно. Но как Вы считаете (обращается к учителю биологии) почему биология не стала наукой с математическим фундаментом подобно физике?

Пр. биологии:

 Биология - это, прежде всего экспериментальная наука. Основные теоретические построения и законы в биологии до последнего времени базировалась преимущественно на наблюдениях за природой и экспериментальных исследованиях. Именно поэтому биология ещё не стала наукой с математическим фундаментом.

Пр. информатики:

Позвольте с Вами не согласиться. В последнее время математические методы находят широкое применение в таких разделах биологии как генетика, экология, теория эволюции, молекулярная биология. Одна из основных предпосылок - широкое внедрение компьютерной техники во все сферы человеческой жизни. Возможность на их основе осуществлять математическое моделирование различных биологических явлений и процессов.

Пр. биологии: В принципе, Вы правы. Действительно в последнее время начато и успешно продолжаются исследования по расшифровке генома человека.

Ученица:

Я недавно прочла в книге "Молекулярная биология", что геном человека_ способен сохранить большое количество информации. Чтобы хранить запись о геноме человека понадобится целая библиотека. Это действительно так?

Пр. биологии:

 Да, Вы правы. Только для хранения информации о первичной структуре генома кишечной палочки требуется около 1000 томов, по 1000 страниц каждый. А геном человека - это примерно 3000 таких томов.

Пр. информатики:

 Такие объемы информации можно сохранить и в памяти ЭВМ, ведь компьютер - это идеальное средство для организации сбора и обработки данных, а системы управления базой данных-это специальные программы предназначенные для хранения больших объёмов информации.

Ученица:(обращается к преподавателю биологии)

 Как Вы считаете, какие именно биологические процессы и явления пред ставляют большие возможности для математического моделирования?

Пр. биологии

: Почти все и, наверное, все. Речь идёт только о том, с какой целью при изучении того или иного биологического процесса используется компьютер. Мне кажется, что зная возможности компьютера, изучение биологических процессов становится более эффективным и быстрым на основе работы с ЭВМ. Подумайте и назовите эти процессы? (обращение ко всему классу)

Пр. информатики:

Давайте вспомним возможности компьютера.

Учащиеся:

 ( Компьютер обладает многими способностями человека. Он способен имитировать процессы, происходящие в живых организмах. Трудно сравниться с ЭВМ в быстроте проведения анализов и математических расчётов.)

Ученица:

Я думаю что, прежде всего в ЭВМ можно хранить большие объёмы генной информации, проведение генно-инженерных исследований и многое другое.

Ученик:

Одно из интереснейших направлений в биологии - это процессы, протекающие в клетке: фотосинтез, биосинтез белка.

Пр. биологии:

Вы правы, почти все биологические процессы - это сложнейшие реакции, которые требуют огромных вычислений и математических моделей. И сегодня я предлагаю вам поработать с программой моделирующей синтез белка.

Ведущий 1. Спасибо вам за интересную беседу. Надеемся, что этот разговор о взаимодействии ЭВМ и биологии будет продолжен на уроках биологии и информатики

.

ВТОРАЯ СТРАНИЦА ЖУРНАЛА.

Ведущий 2:

 Продолжаем листать страницы нашего журнала. (На экране заставка второй страницы журнала. Звучит музыка.)

Ведущий 1:

 Вторая страница журнала называется "Биосинтез Белка". Предлагаю вам взять ручки и тетради и сесть за свои рабочие места.

Пр. биологии:

 Я приглашаю вас в удивительный мир живого - биосинтеза белка. Часть моих обучающих функций предлагаю взять на себя, проявляя самостоятельность. Для этого используйте свои знания по данному вопросу. Размышляем вместе со мной:

Почему именно биосинтез белка является основой жизнедеятельности клетки?

Чем объяснить уникальность этого процесса?

Назовите основные стадии биосинтеза?

(работа с таблицей на экране )

Пр. информатики:

 Я предлагаю поработать с программой, моделирующий на экране биосинтез белка. (пересылка программы "биосинтез белка")

Пр. биологии: 

Эта программа моделирует биосинтез белка. Ваша задача по заданной последовательности ДНК построить полипептидную цепь.

Пр. информатики:

 Познакомимся с работой программы.

Для осуществления этой идеи в вашем расположении набор действий, которые выполняются с помощью набора функциональных клавиш F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7. F8-подсказка. Работать можно на оценку и без оценки, выбрав соответствующий режим да/нет. Для работы включить режимы РУС и CAPS

. Пр. биологии: На экране набор базовых действий. Зачитываем. (идет работа с экраном) Вы будете вести диалог с компьютером по теме "Передача генетической информации на уровне клетки" или "Биосинтез белка". Перед этим я обращаю ваше внимание на замечательные слова французского философа:

        "Пусть вымерли все наши предки,

          Бессмертные живые клетки

          Наследье бережно хранят "

                                 Р. Сюлли - Прюдом XIX век.Франция.

Я предлагаю вам с помощью сигналов - биологических терминов составить опорную схему, переводящую бессмертные слова в тему сегодняшнего урока.

(Идёт самостоятельная работа).

КЛЕТКА ЯДРО ДНК ГЕН и-РНК РИБОСОМА БЕЛОК Допустим, мы правы, давайте перейдём к практической части.

Итак: "Биосинтез белка".

Задачи: Используя компьютер, воспроизведите биосинтез белка. Я предлагаю Вам наметить план действий:

1. Транскрипция.

2. Движение и-РНК в рибосому.

3. Связь аминокислоты с Т-РНК

4. Движение Т-РНК в рибосому.

5. Синтез полипептидной цепи.

Сколько действий? Посмотрим на программу моделирующую построение белка. Сколько действий? (6).

Что мы не предусмотрели? (подсказку). Хорошо, будем работать без подсказки.

F4 - активизация аминокислоты. Какая молекула поставляет энергию-АТФ?

F7 - продвижение рибосомы по и-РНК на один нуклеотид.

Ну что же, остается представить, что от ваших действий сейчас будет зависеть синтез молекулы гемоглобина, характерный для здоровых людей. Ошибка в ваших действиях означает синтез молекулы гемоглобина, которая вызывает наследственное заболевание - анемию. (идет работа с программой)

Работа программы. Выберите нужное действие F1

Т А Ц Г Т А А Т А Г Т Г А Ц Т Постройте и-РНК.

Укажите нуклеотид.

F2-движение и-РНК.

Клавишами управления курсора подвести и-РНК в рибосому.

F3- активизация аминокислоты.

F4- связь с Т-РНК.

Укажите кодовый триплет и-РНК.

(работа закончена)

Почему ушла рибосома? Что мы синтезировали?

А теперь выполним программу на оценку. У вас имеется возможность оценить свои знания в процентном отношении, т. е. насколько процентов вы усвоили материал. Выберем режим да. За неправильно выбранное действие штрафное очко. (идет работа с компьютером)

Вывод: Бессмертные живые клетки наследье бережно хранят.

ТРЕТЬЯ СТРАНИЦА ЖУРНАЛА.

Ведущий 1: Предлагаем открыть третью страницу нашего журнала.. Она называется "Диагностика". (на экране заставка третьей страницы).

Пр. информатики: Продолжаем изучение темы "Организация и обработка данных". Наша цель - научиться осуществлять поиск информации в таблице по заданному условию. Используя знания по информатике, решим биологическую задачу. Вам предоставлены результаты клинического обследования крови N больных. Вы должны составить программу, результатом которой является список обследуемых больных с указанием, около каждой фамилии здоров или болен. Подвести итоги, сколько человек больны и сколько здоровы. Данные к программе:

РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ:

Ф.И.О.: Сергеев  А.Ю.

Результат анализа:

ГУГ-ЦА У-ЦУУ-АЦУ-ЦЦУ-ГАГ-ЦАА

(примерно 10 штук)

Пр. биологии: Вернёмся к гемоглобину. (Повторяют: чем отличается здоровая клетка молекулы гемоглобина от больной клетки).

Пр. информатики: Итак, мы выяснили, что условием здоровой клетки является наличие в клетке триплета ГАГ.

Составим план построения программы:

1. Для работы необходимо организовать два массива. Массив фамилий и массив результатов обследования.

2.Используя команду ветвления, просмотреть массив результатов обследования и сравнить аминокислоты, входящие в полипептидную цепь, на наличие в ней аминокислоты ГАГ.

3. Организовать два счётчика, где будем накапливать количество здоровых и больных обследуемых.

4.Результаты работы программы выведем на экран в виде таблицы:

ДИАГНОСТИКА ОБСЛЕДУЕМЫХ БОЛЬНЫХ.

Аникин здоров

Акимов здоров

Баранов болен

…… ….

ИТОГО: здоровы - 6 человек

больны - 4 человека

Приступаем к разработке программы. Массивы организуем символьные. Фамилии в массив вводим в порядке алфавита.

10CLS

20 PRINT "ВВЕДИТЕ ФАМИЛИЮ И РЕЗУЛЬТАТ АНАЛИЗА "

30 PRINT

40 PRINT "ВВЕДИТЕ КОЛИЧЕСТВО ОБСЛЕДУЕМЫХ"

50 DIMA$(10),B$(10)

60 FOR 1=1 ТО 10

70 INPUT "Введите фамилию: " ; А$(1)

80 LOCATE 30, I+I

90 INPUT "Результат анализа" ; B$(I)

100 NEXT I

110 CLS

120 PRINT "Диагностика обследования больных"

130 PRINT

140 FOR I=1 TO 10

150 IF B$(I)="ГАГ" THEN PRINT A$(I); TAB(15); "болен " : K=K+1 ELSE PRINT A$(I); TAB(15); " здоров": L=L+1

160 NEXT I

170 PRINT STRING (25,"-")

180 PRINT "итого: здоровы" : L; "чел"

190 PRINT " больны"; K; "чел"

Программы составлены. Проанализируем результаты ваших работ.

(Пр. информатики проверяет правильность написания программ, а пр. биологии проверяет правильность получения результатов)

Пр. информатики:Итак, сделаем выводы. Мы познакомились с новым типом задач - поиска элементов в массиве.

При решении таких задач нам необходимо:

1. Объявить массив(ы), с которым(и) предстоит работа.

2. Заполнить массив данными.

3. Работать с элементами массива. (Сравнить каждый элемент массива с некоторым заданным условием.) При решении задачи мы применили алгоритм нахождения количества.

4. Выводить результаты работы программы на экран.

ЧЕТВЁРТАЯ СТРАНИЦА ЖУРНАЛА.

Ведущий 1: Наконец мы приглашаем всех на встречу с настоящим и будущим.

( на экране заставка четвертой страницы журнала).

Ученик: Настоящее - это все мы, это наш урок (Одевает халат, очки, достает модель ДНК, микроскоп)

Будущее - это я, а может кто-то из вас.

Ведущий 2: Простите, а вы кто?

Ученик: Я инженер. Нет - я генетик. Нет. Я инженер - генетик. А вот здесь, в пробирках некоторые успехи генной инженерии.

Пробирка №1 - здесь специально конструируемые клетки бактерий кишечной палочки, которые синтезируют гормон роста человека.

Как вы, думаете - как я достиг этого? (ввели ген человека) Правильно. Пробирка №2 - здесь специальный спектр бактерий,

которые синтезируют инсулин, регулирующий уровень сахара в крови. Основные задачи, которые стоят перед учеными

- управление генетической информацией на пользу человека.

Пр. биологии: А какие наиболее актуальные программы Вы сегодня разрабатываете?

Ученик: Ученые всего мира работают над программой введения в зародыш человека, на ранних этапах его развития каких-либо

недостающих генов и тем самым избавить от наследственных заболеваний

Ведущий 1: Спасибо, уважаемый инженер - генетик за интересную встречу. К сожалению, наше время подходит к концу.

Спасибо всем за внимание и активное участие. Специальный выпуск устного журнала вели и подготовили (фамилии участников журнала)

Домашнее задание.