ინფორმაცია

1.3: დნმ-ის სტრუქტურა - ბიოლოგია

1.3: დნმ-ის სტრუქტურა - ბიოლოგია



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

წინა თავებში ასახულმა ექსპერიმენტებმა დაამტკიცა, რომ დნმ იყო გენეტიკური მასალა, მაგრამ იმ დროისთვის მისი სტრუქტურის შესახებ ძალიან ცოტა იყო ცნობილი.

ჩარგაფის წესები

Როდესაც უოტსონი და კრიკი 1940-იან წლებში შეიქმნა დნმ-ის სტრუქტურის დასადგენად, უკვე ცნობილი იყო, რომ დნმ შედგება ოთხი სხვადასხვა ტიპის მოლეკულისგან, რომელსაც ეწოდება ბაზები ან ნუკლეოტიდები: ადენინი (A), ციტოზინი (C), თიმინი (T). გუანინი (G). უოტსონმა და კრიკმაც იცოდნენ ჩარგაფის წესები, რომელიც წარმოადგენდა დაკვირვებების ერთობლიობას თითოეული ნუკლეოტიდის ფარდობით რაოდენობაზე, რომელიც იყო დნმ-ის თითქმის ნებისმიერ ექსტრაქტში. ჩარგაფმა შენიშნა, რომ ნებისმიერი მოცემული სახეობისთვის, A-ს სიმრავლე იგივე იყო, რაც T, ხოლო G იგივე იყო, რაც C. ეს არსებითი იყო უოტსონ და კრიკის მოდელისთვის.

ორმაგი სპირალი

ცალკეული ნუკლეოტიდების პროპორციული ლითონის მოდელების გამოყენებით, უოტსონმა და კრიკმა გამოიტანეს დნმ-ის სტრუქტურა, რომელიც შეესაბამებოდა ჩარგაფის წესებს და რენტგენის კრისტალოგრაფიის მონაცემებს, რომლებიც მიღებული იყო (გარკვეული წინააღმდეგობით) სხვა მკვლევარისგან, სახელად როზალინდ ფრანკლინისაგან. უოტსონსა და კრიკის ცნობილში ორმაგი სპირალი, თითოეული ორი ჯაჭვი შეიცავს დნმ-ის ფუძეებს, რომლებიც დაკავშირებულია კოვალენტური ბმებით შაქრის ფოსფატის ხერხემალთან (ნახ 1.8, 1.9). იმის გამო, რომ შაქრის თითოეული მოლეკულის ერთი მხარე ყოველთვის დაკავშირებულია შემდეგი შაქრის მოლეკულის მოპირდაპირე მხარეს, დნმ-ის თითოეულ ჯაჭვს აქვს პოლარობა: მათ უწოდებენ 5' (5-პირველი) ბოლო და 3' (3-პირველი) ბოლო. შაქრებში ნახშირბადის ნომენკლატურის შესაბამისად. ორმაგი სპირალის ორი ძაფი ეშვება ანტიპარალელური (ანუ საპირისპირო) მიმართულებები, ერთი ძაფის 5' ბოლოთი მეორე ღეროს 3' ბოლოსთან. ორმაგ სპირალს აქვს ა მემარჯვენე ირონია, (ვიდრე მარცხნივ ირონია, რომელიც ხშირად არასწორად არის წარმოდგენილი პოპულარულ მედიაში). დნმ-ის ფუძეები ვრცელდება ხერხემლიდან სპირალის ცენტრისკენ, თითოეული ჯაჭვიდან წყვილი ფუძე ქმნის წყალბადის ობლიგაციებს, რომლებიც ხელს უწყობენ ორი ჯაჭვის შეკავებას. უმეტეს პირობებში, ორი ძაფები ოდნავ გადახრილია, რაც ქმნის ძირითად ღარს ორმაგი სპირალის ერთ მხარეს, ხოლო მეორეზე მცირე ღარს. ფუძეების სტრუქტურის გამო, A-ს შეუძლია შექმნას წყალბადური ბმები მხოლოდ T-თან, ხოლო G-ს შეუძლია შექმნას წყალბადური ბმები მხოლოდ C-სთან (გაიხსენეთ ჩარგაფის წესები). ამრიგად, ნათქვამია, რომ თითოეული სტრიქონი ავსებს მეორეს და, შესაბამისად, თითოეული სტრიქონი ასევე შეიცავს საკმარის ინფორმაციას, რომ იმოქმედოს როგორც შაბლონი მეორის სინთეზისთვის. ეს დამატებითი სიჭარბე მნიშვნელოვანია დნმ-ის რეპლიკაციასა და შეკეთებაში.

როგორ შეიძლება ეს მოლეკულა, დნმ, შეიცავდეს გენეტიკურ მასალას?


დნმ ორმაგი სპირალი

დნმ-ის ორმაგი სპირალური სტრუქტურა გააცნეს მსოფლიოს უოტსონმა და კრიკმა და გამოვლინდა რენტგენის დიფრაქციის ტექნიკის გამოყენებით დნმ-ის სამგანზომილებიანი სტრუქტურის გასარკვევად. მიუხედავად იმისა, რომ გლობალურად მიღებული სტრუქტურა ცნობილია, როგორც დნმ-ის სტრუქტურის უოტსონის და კრიკის მოდელი, დნმ-ის აღმოჩენის ისტორიული სწავლების მიღმა დარჩენილი ერთი მნიშვნელოვანი პიროვნება არის როზალინდ ფრანკლინი. ამ ქალი ბრიტანელი ბიოფიზიკოსის მონაცემები გადამწყვეტი იყო უოტსონის, კრიკის და ვილსონის მუშაობისთვის, რაც მათ აღმოჩენისთვის ნობელის პრემიას მიიღებდა. ფრანკლინს არ ეკუთვნოდა პრიზი, პირველ რიგში, იმიტომ, რომ ის გარდაიცვალა ნომინაციამდე (რაც მშობიარობის შემდგომ არ არის მოცემული), და მეორეც იმიტომ, რომ ამ პერიოდის განმავლობაში არ იყო იშვიათი, რომ ქალები შეუმჩნეველი იყვნენ მეცნიერებებში და არ ჰქონოდათ მათი წვლილი სათანადოდ დაფასებული და აღიარებული. მართლაც, მათი აღმოჩენა ფრანკლინის მიერ გადაღებულ რენტგენზე იყო დამოკიდებული და მოგვიანებით კრიკმა წერილში დაწერა, რომ “ მონაცემები, რომლებიც ნამდვილად დაგვეხმარა სტრუქტურის მიღებაში, ძირითადად მოიპოვა როზალინდ ფრანკლინმა”.

ამ მოდელის სხვადასხვა პოსტულატები განხილულია ქვემოთ.

1. დნმ შედგება ორი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვისგან

დნმ არის ნუკლეოტიდების პოლიმერი. ეს ნუკლეოტიდები განლაგებულია ორი ჯაჭვის სახით.

დნმ-ის ორმაგ სპირალს აქვს ორი ღარი

ორი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვი არ არის სიმეტრიული. როდესაც ორი ძაფები ერთმანეთს ირგვლივ ახვევენ, სივრცეები უკან რჩება ღარების სახით. დნმ-ის ორმაგ სპირალში ორი ტიპის ღარებია.

  • Major Groove: ეს არის ყველაზე ფართო ღარი, რომელიც ზომავს დაახლოებით 22 ანგსტრომის ერთეულს.
  • მცირე ღარები: ამ ღარის სიგანე ნაკლებია, ვიდრე ძირითადი ღარი. ის ზომავს დაახლოებით 12 ანგსტრომის ერთეულს.

დნმ-ის ორმაგი სპირალის ეს ღარები უზრუნველყოფს სივრცეს ფერმენტების და ტრანსკრიფციის ფაქტორების მიმაგრებისთვის და ა.შ.


უჯრედის მოლეკულური ბიოლოგია. მე-4 გამოცემა.

1940-იან წლებში ბიოლოგებს გაუჭირდათ დნმ-ის, როგორც გენეტიკური მასალის მიღება, მისი ქიმიური შემადგენლობის აშკარა სიმარტივის გამო. ცნობილი იყო, რომ დნმ იყო გრძელი პოლიმერი, რომელიც შედგებოდა მხოლოდ ოთხი ტიპის ქვედანაყოფისგან, რომლებიც ერთმანეთს ქიმიურად ჰგვანან. 1950-იანი წლების დასაწყისში დნმ პირველად გამოიკვლია რენტგენის დიფრაქციული ანალიზით, მოლეკულის სამგანზომილებიანი ატომური სტრუქტურის განსაზღვრის ტექნიკა (განხილულია მე-8 თავში). ადრეულმა რენტგენის დიფრაქციის შედეგებმა აჩვენა, რომ დნმ შედგებოდა პოლიმერის ორი ჯაჭვისგან, რომელიც ხვეულია სპირალში. დაკვირვება, რომ დნმ ორჯაჭვიანი იყო, გადამწყვეტი მნიშვნელობის იყო და წარმოადგენდა ერთ-ერთ მთავარ მინიშნებას, რამაც გამოიწვია დნმ-ის უოტსონ-კრიკის სტრუქტურა. მხოლოდ მაშინ, როდესაც ეს მოდელი იქნა შემოთავაზებული, გამოჩნდა დნმ-ის რეპლიკაციისა და ინფორმაციის კოდირების პოტენციალი. ამ ნაწილში ჩვენ განვიხილავთ დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურას და ზოგადად განვმარტავთ, თუ როგორ შეუძლია მას მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა.


1.3: დნმ-ის სტრუქტურა - ბიოლოგია


მოთხოვნის მხარდაჭერა

800-863-3496, ოპ. 1, აირჩიე. 1
ორშაბათი - პარასკევი 6:00 სთ-10:00 სთ
ან მოგვწერეთ: [email protected]

რესურსები

Დამატებითი ინფორმაცია


ტექნიკური მომსახურება

UEN უსაფრთხოების ოფისი
801-585-9888

ტექნიკური მომსახურების მხარდაჭერის ცენტრი (TSSC)
800-863-3496
პერსონალის დირექტორია

პროექტები

ქსელის ჯგუფები

ქსელის ინსტრუმენტები

ინფორმაცია

ეკლესის მაუწყებლობის ცენტრი
101 Wasatch Drive
სოლტ ლეიკ სიტი, UT 84112

(800) 866-5852
(801) 585-6105 (ფაქსი)

UEN მმართველობა

ადმინისტრაცია
(801) 585-6013
Org Chart

სასწავლო სერვისები
(800) 866-5852
Org Chart

Ტექნიკური სერვისები
(800) 863-3496
Org Chart

შესავალი
მეცნიერება არის ცოდნის გზა, პროცესი ცოდნის მოპოვებისა და ბუნებრივი სამყაროს გააზრებისთვის. მეცნიერების ძირითადი სასწავლო გეგმა აქცენტს აკეთებს უნარების გაგებასა და გამოყენებაზე. სტუდენტები უნდა იყვნენ აქტიური მოსწავლეები. სტუდენტებისთვის საკმარისი არ არის მეცნიერების წაკითხვა, მათ უნდა აკეთონ მეცნიერება. მათ უნდა დააკვირდნენ, გამოიკითხონ, გამოიკითხონ, ჩამოაყალიბონ და გამოსცადონ ჰიპოთეზები, გააანალიზონ მონაცემები, მოახსენონ და შეაფასონ დასკვნები. სტუდენტებს, როგორც მეცნიერებს, უნდა ჰქონდეთ პრაქტიკული, აქტიური გამოცდილება საბუნებისმეტყველო კურიკულუმის სწავლების განმავლობაში.

Science Core აღწერს რა უნდა იცოდნენ სტუდენტებმა და შეძლონ ყოველი კურსის ბოლოს. ის შეიმუშავეს, გააკრიტიკეს, პილოტირდნენ და გადაიხედეს იუტას მეცნიერების მასწავლებლების, უნივერსიტეტის მეცნიერების მასწავლებლების, განათლების სახელმწიფო ოფისის სპეციალისტების, მეცნიერების, ექსპერტების ეროვნული კონსულტანტების და საკონსულტაციო კომიტეტის მიერ, რომელიც წარმოადგენს საზოგადოების ფართო მრავალფეროვნებას. ბირთვი ასახავს მეცნიერების განათლების ამჟამინდელ ფილოსოფიას, რომელიც გამოხატულია მეცნიერების განვითარების ამერიკული ასოციაციისა და მეცნიერების ეროვნული აკადემიების მიერ შემუშავებულ ეროვნულ დოკუმენტებში. ამ სამეცნიერო ბირთვს აქვს იუტას მეცნიერების მასწავლებელთა ასოციაციის მოწონება. Core ასახავს მეცნიერებაში მიღწევის მაღალ სტანდარტებს ყველა სტუდენტისთვის.

მეცნიერების ბირთვის ორგანიზაცია
Core შექმნილია იმისთვის, რომ დაეხმაროს მასწავლებლებს ინსტრუქციის ორგანიზებაში და მიწოდებაში. ბირთვის ელემენტები მოიცავს შემდეგს:

  • თითოეული კლასის დონე იწყება კურსის მოკლე აღწერილობით.
  • სწავლის განზრახული შედეგები (ILO) აღწერს მიზნებს მეცნიერული უნარებისა და დამოკიდებულებების მისაღწევად. ისინი გვხვდება ყოველი კლასის დასაწყისში და წარმოადგენს ბირთვის განუყოფელ ნაწილს, რომელიც უნდა იყოს შეტანილი ინსტრუქციის ნაწილად.
  • SCIENCE Benchmarks აღწერს სამეცნიერო შინაარსს, რომელიც სტუდენტებმა უნდა იცოდნენ. თითოეულ კლასის დონეს აქვს სამიდან ხუთამდე მეცნიერების კრიტერიუმი. შსო და ინდიკატორები იკვეთება სტანდარტებში, მიზნებსა და ინდიკატორებში.
  • სტანდარტი არის ვრცელი განცხადება იმისა, რისი გაგებაც მოელიან მოსწავლეებს. თითოეული სტანდარტის ქვეშ ჩამოთვლილია რამდენიმე მიზანი.
  • მიზანი არის უფრო ფოკუსირებული აღწერა იმისა, რაც სტუდენტებმა უნდა იცოდნენ და შეძლონ სწავლების დასრულებისას. თუ მოსწავლეებმა აითვისეს მოცემულ სტანდარტთან დაკავშირებული მიზნები, ჩაითვლება, რომ მათ ეს სტანდარტი აითვისეს ამ კლასის დონეზე. თითოეული მიზნისთვის აღწერილია რამდენიმე ინდიკატორი.
  • ინდიკატორი არის გაზომვადი ან დაკვირვებადი მოსწავლის ქმედება, რომელიც საშუალებას აძლევს ადამიანს განსაჯოს, აითვისა თუ არა მოსწავლემ კონკრეტული მიზანი. ინდიკატორები არ არის გათვლილი საკლასო აქტივობებად, მაგრამ მათ შეუძლიათ დაგეხმარონ საკლასო სწავლების წარმართვაში.
  • მეცნიერული ენა, რომელიც სტუდენტებმა უნდა გამოიყენონ, არის ტერმინების ჩამონათვალი, რომელიც სტუდენტებმა და მასწავლებლებმა უნდა გააერთიანონ თავიანთ ჩვეულებრივ ყოველდღიურ საუბრებში საბუნებისმეტყველო თემების ირგვლივ. ეს არ არის ლექსიკური სიები სტუდენტების დასამახსოვრებლად.

შვიდი სახელმძღვანელო იყო გამოყენებული მეცნიერების ბირთვის შემუშავებაში

ასახავს მეცნიერების ბუნებას: მეცნიერება არის ცოდნის გზა, პროცესი ბუნებრივი სამყაროს ცოდნის მოპოვებისა და გაგებისთვის. Core შექმნილია სტუდენტებისთვის განკუთვნილი სწავლის შედეგების (ILOs) ინტეგრირებული ნაკრების შესაქმნელად.

როგორც აღწერილია ამ შსო-ში, სტუდენტები:

  • გამოიყენეთ მეცნიერული პროცესი და სააზროვნო უნარები.
  • გამოავლინეთ სამეცნიერო ინტერესები და დამოკიდებულებები.
  • მნიშვნელოვანი სამეცნიერო ცნებებისა და პრინციპების გაგება.
  • ეფექტური კომუნიკაცია მეცნიერული ენისა და მსჯელობის გამოყენებით.
  • მეცნიერების სოციალური და ისტორიული ასპექტების ინფორმირებულობის დემონსტრირება.
  • გაიგეთ მეცნიერების ბუნება.

თანმიმდევრული: ბირთვი შექმნილია ისე, რომ, სადაც ეს შესაძლებელია, მეცნიერების იდეებს, რომლებიც ისწავლება კონკრეტული კლასის დონეზე, ჰქონდეს ლოგიკური და ბუნებრივი კავშირი ერთმანეთთან და წინა კლასების იდეებთან. ასევე ძალისხმევა გაკეთდა თემებისა და უნარების შესარჩევად, რომლებიც კარგად ერწყმის ერთმანეთს და კლასის დონის შესაბამის სხვა საგნებთან. გარდა ამისა, არსებობს მეცნიერების კონცეფციების, უნარებისა და შინაარსის აღმავალი არტიკულაცია. ეს სპირალი მიზნად ისახავს სტუდენტების მომზადებას, რათა გაიგონ და გამოიყენონ უფრო რთული სამეცნიერო ცნებები და უნარები, რადგან ისინი წინ მიიწევენ თავიანთი მეცნიერების სწავლის პროცესში.

განვითარებისათვის შესაბამისი: ბირთვი ითვალისწინებს სტუდენტების ფსიქოლოგიურ და სოციალურ მზაობას. იგი აგებულია კონკრეტული გამოცდილებიდან უფრო აბსტრაქტულ გაგებამდე. ბირთვი აღწერს საბუნებისმეტყველო ენას, რომელიც სტუდენტებმა უნდა გამოიყენონ, რომელიც შეესაბამება მათ კლასის დონეს. უფრო ვრცელი ლექსიკა არ უნდა იყოს ხაზგასმული. წარსულში, ბევრ მასწავლებელს შეიძლება შეცდომით ეგონა, რომ მოსწავლეებს ესმით აბსტრაქტული ცნებები (როგორიცაა ატომის ბუნება), რადგან ისინი იმეორებდნენ შესაბამის სახელებს და ლექსიკას (როგორიცაა "elektron" და "ნეიტრონი"). Core ეწინააღმდეგება ცდუნებას აღწეროს აბსტრაქტული ცნებები არასათანადო კლასის დონეზე, ის ფოკუსირებულია გამოცდილების მიწოდებაზე ცნებებით, რომლებიც სტუდენტებს შეუძლიათ შეისწავლონ და გაიგონ სიღრმისეულად, რათა საფუძველი შექმნან მომავალი მეცნიერების სწავლისთვის.

ხელს უწყობს კარგი სწავლების პრაქტიკას: შეუძლებელია ბირთვის სრული მიზნის მიღწევა ლექციების წაკითხვით და სტუდენტების წაკითხვით სახელმძღვანელოებიდან. Science Core ხაზს უსვამს სტუდენტის გამოკითხვას. მეცნიერების პროცესის უნარები ცენტრალურია თითოეულ სტანდარტში. კარგი მეცნიერება წაახალისებს სტუდენტებს ცოდნის მიღებაში მეცნიერების კეთების გზით: დაკვირვება, კითხვა, ჰიპოთეზების შესწავლა, შედგენა და ტესტირება, პროგნოზების შედარება, მონაცემების შეფასება და დასკვნების გადაცემა. Core შექმნილია იმისთვის, რომ წაახალისოს სწავლება კოოპერატიულ ჯგუფებში მომუშავე სტუდენტებთან. სწავლებამ უნდა დააკავშიროს გაკვეთილები მოსწავლეთა ყოველდღიურ ცხოვრებასთან. Core ხელმძღვანელობს ექსპერიმენტული მეცნიერების სწავლებას ყველა სტუდენტისთვის და არა მხოლოდ მათთვის, ვინც ტრადიციულად წარმატებას მიაღწევს მეცნიერების კლასებში.

ყოვლისმომცველი: მეცნიერების ბირთვი არ მოიცავს ყველა თემას, რომელიც ტრადიციულად იყო მეცნიერების სასწავლო გეგმაში, თუმცა, ის უზრუნველყოფს მეცნიერების ყოვლისმომცველ ფონს. სიღრმეზე და არა სიგანეზე ხაზგასმით, Core ცდილობს გააძლიეროს სტუდენტები, ვიდრე დააშინოს ისინი იზოლირებული და დავიწყებული ფაქტების კრებულით. მასწავლებლებს თავისუფლად შეუძლიათ დაამატონ დაკავშირებული ცნებები და უნარები, მაგრამ მათ უნდა ასწავლონ ძირითადი სტანდარტები და ამოცანები მათი კლასის დონისთვის.

სასარგებლო და რელევანტური: ეს სასწავლო პროგრამა პირდაპირ ეხება სტუდენტის საჭიროებებსა და ინტერესებს. ის დაფუძნებულია ბუნებრივ სამყაროში, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ. მეცნიერების შესაბამისობა სხვა მცდელობებთან საშუალებას აძლევს სტუდენტებს გადაიტანონ საბუნებისმეტყველო სწავლებიდან მიღებული უნარები მათ სხვა სასკოლო საგნებში და მათ ცხოვრებაში საკლასო ოთახის გარეთ.

ხელს უწყობს კარგი შეფასების პრაქტიკას: მოსწავლეთა მიღწევები ამ ბირთვში სტანდარტებისა და მიზნების საუკეთესოდ შეფასებულია შეფასების სხვადასხვა ინსტრუმენტების გამოყენებით. შეფასების მიზანი მასწავლებლისთვის ნათელი უნდა იყოს, რადგან ის დაგეგმილია, განხორციელდება და ფასდება. შესრულების ტესტები განსაკუთრებით მიზანშეწონილია სტუდენტის საბუნებისმეტყველო პროცესების დაუფლებისა და პრობლემის გადაჭრის უნარების შესაფასებლად. მასწავლებლებმა უნდა გამოიყენონ კლასის შეფასების სხვადასხვა მიდგომა სტანდარტულ შეფასების ინსტრუმენტებთან ერთად, რათა აცნობონ თავიანთი ინსტრუქციები. საბუნებისმეტყველო აქტივობებში ჩართულ სტუდენტებზე დაკვირვება რეკომენდირებულია, როგორც მოსწავლეთა უნარებისა და დამოკიდებულებების შესაფასებლად მეცნიერებაში. სტუდენტების მიერ დასმული კითხვების ბუნება მნიშვნელოვან მტკიცებულებას იძლევა სტუდენტების მიერ მეცნიერების გაგებისა და ინტერესის შესახებ.

ბიოლოგიის ძირითად სასწავლო გეგმას აქვს ორი ძირითადი მიზანი: (1) სტუდენტები დააფასებენ და გამოიყენებენ მეცნიერებას, როგორც დაკვირვებად მტკიცებულებებზე დაფუძნებული ცოდნის მიღების პროცესს, და (2) სტუდენტების ცნობისმოყვარეობა შენარჩუნდება, როდესაც ისინი განავითარებენ და დახვეწენ სამეცნიერო კვლევასთან დაკავშირებულ უნარებს. .

თემა
ბიოლოგიის ბირთვს აქვს სამი ძირითადი კონცეფცია სწავლების ფოკუსისთვის: (1) სტრუქტურები ყველა ცოცხალ არსებაში წარმოიქმნება აუცილებელი ფუნქციების შედეგად. (2) ორგანიზმების ურთიერთქმედება გარემოში განისაზღვრება გარემოს ბიოტური და აბიოტური კომპონენტებით. (3) სახეობების ევოლუცია ხდება დროთა განმავლობაში და დაკავშირებულია იმ გარემოსთან, რომელშიც სახეობა ცხოვრობს.

გამოკითხვა
ბიოლოგიის სტუდენტებმა უნდა შეიმუშავონ და ჩაატარონ ექსპერიმენტები და შეაფასონ კვლევა, როგორც ფუნდამენტური სამეცნიერო პროცესი. მათ უნდა წაახალისონ, შეინარჩუნონ ღია და კითხვითი გონება, დასვან საკუთარი კითხვები საგნების, მოვლენების, პროცესებისა და შედეგების შესახებ. მათ უნდა ჰქონდეთ შესაძლებლობა დაგეგმონ და ჩაატარონ საკუთარი ექსპერიმენტები და მივიდნენ საკუთარ დასკვნამდე, როდესაც კითხულობენ, აკვირდებიან, ადარებენ, აღწერენ, გამოიტანენ დასკვნას და აკეთებენ დასკვნებს. მათი ექსპერიმენტების შედეგები გონივრულობისთვის საჭიროა ინფორმაციის მრავალ წყაროსთან შედარება. მათ უნდა წაახალისონ გამოიყენონ მსჯელობა, რადგან ისინი იყენებენ ბიოლოგიის კონცეფციებს თავიანთ ცხოვრებაში.

კარგი მეცნიერების სწავლება მოითხოვს პრაქტიკულ მეცნიერულ გამოკვლევებს, რომლებშიც სტუდენტის კვლევა მნიშვნელოვანი მიზანია. მასწავლებელმა ყველა სტუდენტს უნდა მისცეს შესაძლებლობა, განიცადოს ბევრი რამ. მოსწავლეებმა უნდა გამოიკვლიონ ცოცხალი ორგანიზმები თითოეული სამეფოდან. ლაბორატორიული კვლევები ბიოლოგიის სწავლების ხშირი და მნიშვნელოვანი კომპონენტი უნდა იყოს. მოსწავლეებმა უნდა დატკბნენ მეცნიერებით, როგორც ბუნებრივი სამყაროს აღმოჩენისა და გაგების პროცესით.

შესაბამისობა
ბიოლოგია ძირითადი ცნებები უნდა იყოს ინტეგრირებული ცნებებთან და უნარებთან სხვა სასწავლო გეგმის სფეროებიდან. კითხვის, წერის და მათემატიკის უნარები უნდა იყოს ხაზგასმული, როგორც მეცნიერების სწავლების განუყოფელი ნაწილი. მეცნიერების პირადი აქტუალობა სტუდენტების ცხოვრებაში არის მნიშვნელოვანი ნაწილი, რომელიც ეხმარება სტუდენტებს დააფასონ მეცნიერება და ხაზგასმული უნდა იყოს ამ კლასის დონეზე. სტუდენტების წერითი უნარების განვითარება მეცნიერებაში უნდა იყოს ბიოლოგიის მეცნიერების სწავლების მნიშვნელოვანი ნაწილი. მოსწავლეებმა რეგულარულად უნდა დაწერონ თავიანთი დაკვირვებებისა და ექსპერიმენტების აღწერა. ლაბორატორიული ჟურნალები ეფექტური საშუალებაა მეცნიერებაში წერის მნიშვნელობის ხაზგასასმელად.

სტუდენტებისთვის შესაძლებლობების მიწოდება მეცნიერებასთან დაკავშირებულ კარიერაში გააზრების მიზნით, მატებს მეცნიერების სწავლის აქტუალობას. ბიოლოგია აძლევს სტუდენტებს შესაძლებლობას გამოიკვლიონ კარიერა გენეტიკაში, ბიოტექნოლოგიაში, ველური ბუნების მენეჯმენტში, გარემოსდაცვით მეცნიერებაში და მედიცინის ბევრ დარგში.

პერსონაჟი
პატიოსნების, მთლიანობის, თვითდისციპლინის, პატივისცემის, პასუხისმგებლობის, პუნქტუალურობის, საიმედოობის, თავაზიანობის, თანამშრომლობის, განხილვისა და გუნდური მუშაობის ღირებულება უნდა იყოს ხაზგასმული, როგორც მეცნიერების სწავლის განუყოფელი ნაწილი. ეს ეხება ცოცხალ არსებებზე ზრუნვას, უსაფრთხოებას და ზრუნვას საკუთარი თავისა და სხვების მიმართ და გარემოს დაცვას. პატიოსნება კვლევის, ექსპერიმენტების, მონაცემთა შეგროვებისა და მოხსენების ყველა ასპექტში მეცნიერების არსებითი კომპონენტია.

სასწავლო რესურსები
ეს ბირთვი შეიქმნა მეცნიერების განვითარების ამერიკული ასოციაციის გამოყენებით პროექტი 2061: მეცნიერული წიგნიერების ნიშნები და მეცნიერებათა ეროვნული აკადემია ეროვნული სამეცნიერო განათლების სტანდარტები როგორც სახელმძღვანელო შესაბამისი შინაარსისა და უნარების დასადგენად.

Უსაფრთხოების ზომები
საბუნებისმეტყველო სწავლების პრაქტიკული ბუნება ზრდის მასწავლებლების საჭიროებას, გამოიყენონ შესაბამისი სიფრთხილის ზომები კლასში და სფეროში. ქიმიკატების სათანადო დამუშავება და განადგურება გადამწყვეტია უსაფრთხო კლასისთვის. ბიოლოგიაში აღწერილი ქიმია შეიძლება განხორციელდეს უსაფრთხო საყოფაცხოვრებო ქიმიკატებისა და მიკროქიმიის ტექნიკის გამოყენებით. მნიშვნელოვანია, რომ ყველა სტუდენტმა გააცნობიეროს უსაფრთხო კლასის წესები.

ცოცხალი ნივთების სათანადო გამოყენება მეცნიერების კლასში
მნიშვნელოვანია კლასში ცხოველებისთვის უსაფრთხო, ჰუმანური გარემოს შენარჩუნება. საველე აქტივობები კარგად უნდა იყოს გააზრებული და გამოიყენოს შესაბამისი და უსაფრთხო პრაქტიკა. მოსწავლეთა შეგროვება უნდა მოხდეს მასწავლებლის ხელმძღვანელობით გარემოზე ზემოქმედების გათვალისწინებით. კოლექციებისთვის აღებული ნიმუშების რაოდენობა და ზომა უნდა იქნას გათვალისწინებული საგანმანათლებლო სარგებლობის გათვალისწინებით. ზოგიერთი ორგანიზმი არ უნდა იყოს აღებული გარემოდან, არამედ უნდა იყოს დაკვირვებული და აღწერილი ფოტოების, ნახატების ან წერილობითი აღწერილობების გამოყენებით, რომლებიც შეიტანება მოსწავლის კოლექციაში. მასწავლებლებმა უნდა დაიცვან გამოქვეყნებული გაიდლაინები კლასში ცხოველების, აღჭურვილობისა და ქიმიკატების სათანადო გამოყენების შესახებ. ეს გაიდლაინები ხელმისაწვდომია იუტას მეცნიერების მთავარ გვერდზე.

ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზანი
საბუნებისმეტყველო სწავლებამ უნდა განავითაროს და დაამყაროს მოსწავლეთა ცნობისმოყვარეობა და გაოცების გრძნობა. ეფექტური საბუნებისმეტყველო სწავლება მოსწავლეებს ართმევს სასიამოვნო სასწავლო გამოცდილებას. მეცნიერების სწავლება სტუდენტისთვის ისეთივე ამაღელვებელი გამოცდილება უნდა იყოს, როგორც კლდის გახსნა და ნამარხი ნამარხის დანახვა, მემკვიდრეობის მიკვლევა და ინტერპრეტაცია, ან რაიმე ქიმიური ნივთიერების ზემოქმედების დაკვირვება დაფნიის გულისცემაზე. მეცნიერება არ არის მხოლოდ მათთვის, ვინც ტრადიციულად მიაღწია წარმატებას ამ საკითხში და ის არ არის მხოლოდ მათთვის, ვინც აირჩევს მეცნიერებასთან დაკავშირებულ კარიერას. სწრაფად მზარდი ცოდნისა და ტექნოლოგიების სამყაროში, ყველა სტუდენტმა უნდა მოიპოვოს ის უნარ-ჩვევები, რომლებიც დასჭირდებათ მსოფლიოში პასუხისმგებლობით და წარმატებით ფუნქციონირებისთვის. Core უზრუნველყოფს უნარებს იმ კონტექსტში, რომელიც საშუალებას აძლევს სტუდენტებს განიცადონ მეცნიერების კეთების სიხარული.

განკუთვნილი სწავლის შედეგები დედამიწის სისტემების მეცნიერებაში, ბიოლოგიაში, ქიმიასა და ფიზიკაში

განზრახ სწავლის შედეგები (ILO) აღწერს იმ უნარებსა და დამოკიდებულებებს, რომლებიც სტუდენტებმა უნდა ისწავლონ საბუნებისმეტყველო სწავლების შედეგად. ისინი მეცნიერების ძირითადი სასწავლო გეგმის არსებითი ნაწილია და მასწავლებლებს აწვდიან სტანდარტს მოსწავლეთა სწავლის მეცნიერებაში შესაფასებლად. ინსტრუქცია უნდა მოიცავდეს მნიშვნელოვან სამეცნიერო გამოცდილებას, რომელიც მიგვიყვანს სტუდენტთა გაგებამდე შსო-ს გამოყენებით.

იუტაში მეცნიერების სწავლების მთავარი მიზანია ის, რომ სტუდენტები დააფასებენ და გამოიყენებენ მეცნიერებას, როგორც ცოდნის მიღების პროცესს, რომელიც დაფუძნებულია დაკვირვებად მტკიცებულებებზე.

საშუალო სკოლაში საბუნებისმეტყველო სწავლების დასრულების შემდეგ მოსწავლეები შეძლებენ:

  1. გამოიყენეთ მეცნიერების პროცესი და სააზროვნო უნარები
    1. დააკვირდით ობიექტებს, მოვლენებსა და შაბლონებს და ჩაწერეთ როგორც ხარისხობრივი, ასევე რაოდენობრივი ინფორმაცია.
    2. გამოიყენეთ შედარება დაკვირვებებისა და ფენომენების გასაგებად.
    3. მონაცემების შეფასება, დახარისხება და თანმიმდევრობა მოცემული კრიტერიუმების მიხედვით.
    4. შეარჩიეთ და გამოიყენეთ შესაბამისი ტექნოლოგიური ინსტრუმენტები მონაცემთა შეგროვებისა და ანალიზისთვის.
    5. დაგეგმონ და ჩაატარონ ექსპერიმენტები, რომლებშიც მოსწავლეებს შეუძლიათ:
      • პრობლემის იდენტიფიცირება.
      • ჩამოაყალიბეთ კვლევის კითხვები და ჰიპოთეზები.
      • წინასწარი მონაცემების საფუძველზე გამოკვლევების შედეგების პროგნოზირება.
      • ცვლადების ამოცნობა და მათ შორის ურთიერთობების აღწერა.
      • დაგეგმეთ პროცედურები დამოუკიდებელი ცვლადების გასაკონტროლებლად.
      • შეაგროვეთ მონაცემები დამოკიდებულ ცვლად(ებ)ზე.
      • აირჩიეთ შესაბამისი ფორმატი (მაგ. გრაფიკი, სქემა, დიაგრამა) და გამოიყენეთ იგი მიღებული მონაცემების შესაჯამებლად.
      • გაანალიზეთ მონაცემები, შეამოწმეთ მათი სიზუსტე და გააკეთეთ გონივრული დასკვნები.
      • მოამზადეთ გამოძიების წერილობითი და ზეპირი ანგარიშები.
    6. განასხვავებენ ფაქტობრივ განცხადებებსა და დასკვნებს.
    7. კლასიფიკაციის სისტემების შემუშავება და გამოყენება.
    8. შექმენით მოდელები, სიმულაციები და მეტაფორები ბუნებრივი მოვლენების აღსაწერად და ასახსნელად.
    9. გამოიყენეთ მათემატიკა, როგორც ზუსტი მეთოდი ურთიერთობების საჩვენებლად.
    10. შექმენით ალტერნატიული ჰიპოთეზა პრობლემის ასახსნელად.
    1. ნებაყოფლობით წაიკითხეთ და შეისწავლეთ წიგნები და სხვა მასალები მეცნიერების შესახებ.
    2. დასვით კითხვები ობიექტებზე, მოვლენებსა და პროცესებზე, რომლებზეც პასუხის გაცემა შესაძლებელია სამეცნიერო გამოკვლევით.
    3. შეინარჩუნეთ ღია და კითხვითი გონება იდეებისა და ალტერნატიული შეხედულებების მიმართ.
    4. მიიღეთ პასუხისმგებლობა მეცნიერებასა და ტექნოლოგიასთან დაკავშირებული სოციალური, ეთიკური და ეკოლოგიური პრობლემების გადაჭრაში აქტიური დახმარებისთვის.
    5. შეაფასეთ მეცნიერულად დაკავშირებული პრეტენზიები არსებული მტკიცებულებების წინააღმდეგ.
    6. უარყოთ ფსევდომეცნიერება, როგორც მეცნიერული ცოდნის წყარო.
    1. იცოდე და ახსნას მეცნიერული ინფორმაცია შესწავლილი საგნისთვის.
    2. განასხვავებენ ნასწავლი ცნებების მაგალითებსა და არამაგალითებს.
    3. გამოიყენეთ მეცნიერების პრინციპები და ცნებები სხვადასხვა ფენომენის ასახსნელად.
    4. პრობლემების გადაჭრა მეცნიერების პრინციპებისა და პროცედურების გამოყენებით.
    1. მიაწოდეთ შესაბამისი მონაცემები მათი დასკვნებისა და დასკვნების გასამყარებლად.
    2. გამოიყენეთ ზუსტი სამეცნიერო ენა ზეპირ და წერილობით კომუნიკაციაში.
    3. გამოიყენეთ სათანადო ინგლისური ზეპირ და წერილობით მოხსენებებში.
    4. ინფორმაციის მისაღებად გამოიყენეთ საცნობარო წყაროები და მოიხსენიეთ წყაროები.
    5. გამოიყენეთ მათემატიკური ენა და მსჯელობა ინფორმაციის გადასაცემად.
    1. მოიყვანეთ მაგალითები, თუ როგორ მოქმედებს მეცნიერება ადამიანის ცხოვრებაზე.
    2. მიეცით მაგალითები იმის შესახებ, თუ როგორ იმოქმედა ტექნოლოგიურმა მიღწევებმა მეცნიერების პროგრესზე და როგორ იმოქმედა მეცნიერებამ ტექნოლოგიების მიღწევებზე.
    3. მეცნიერული ცოდნის კუმულაციური ბუნების გაგება.
    4. აღიარეთ მეცნიერების ცოდნაში შეტანილი წვლილი, რომელიც შეიტანეს როგორც ქალებმა, ასევე მამაკაცებმა.
    1. მეცნიერება არის ცოდნის საშუალება, რომელსაც ბევრი ადამიანი იყენებს და არა მხოლოდ მეცნიერები.
    2. გესმოდეთ, რომ მეცნიერული გამოკვლევები იყენებს მრავალფეროვან მეთოდებს და ყოველთვის არ იყენებენ პროცედურების ერთსა და იმავე კომპლექტს, გესმოდეთ, რომ არ არსებობს მხოლოდ ერთი "მეცნიერული მეთოდი".
    3. მეცნიერების დასკვნები ეფუძნება მტკიცებულებებს.
    4. გესმოდეთ, რომ მეცნიერების დასკვნები სავარაუდოა და, შესაბამისად, არასდროს საბოლოო. ამ დასკვნებზე დაფუძნებული გაგება ექვემდებარება გადახედვას ახალი მტკიცებულებების გათვალისწინებით.
    5. გესმოდეთ, რომ მეცნიერული დასკვნები ეფუძნება ვარაუდს, რომ ბუნებრივი კანონები მოქმედებს დღეს ისევე, როგორც წარსულში და რომ ისინი ასე გაგრძელდება მომავალში.
    6. გაიგეთ მეცნიერებაში ტერმინის „ციტოთეორიის“ გამოყენება და რომ სამეცნიერო საზოგადოება ამოწმებს თითოეულ თეორიას მის მიღებამდე. თუ აღმოჩენილია ახალი მტკიცებულება, რომელსაც თეორია არ შეესაბამება, თეორია ზოგადად იცვლება ამ ახალი მტკიცებულებების გათვალისწინებით.
    7. გაიგეთ, რომ მეცნიერების სხვადასხვა დისციპლინა ურთიერთდაკავშირებულია და იზიარებენ მტკიცებულების საერთო წესებს ბუნებრივ სამყაროში ფენომენების ასახსნელად.
    8. გესმოდეთ, რომ სამეცნიერო კვლევას ახასიათებს ღირებულებების საერთო ნაკრები, რომელიც მოიცავს ლოგიკურ აზროვნებას, სიზუსტეს, გონებაგახსნილობას, ობიექტურობას, სკეპტიციზმს, შედეგების გამეორებას და აღმოჩენების პატიოსან და ეთიკურ მოხსენებას. ეს ღირებულებები ფუნქციონირებს როგორც კრიტერიუმები მეცნიერებისა და არამეცნიერების გარჩევისას.
    9. გესმოდეთ, რომ მეცნიერებამ და ტექნოლოგიამ შეიძლება წამოჭრას ეთიკური საკითხები, რომელთა გადაწყვეტას მეცნიერება თავისთავად არ იძლევა.

    კურსის ძირითადი სტანდარტები

    სტანდარტი 1
    მოსწავლეები მიხვდებიან, რომ ცოცხალი ორგანიზმები ურთიერთობენ ერთმანეთთან და მათ გარემოსთან.

    მიზანი 1
    შეაჯამეთ როგორ მიედინება ენერგია ეკოსისტემაში.

    1. კვებითი ჯაჭვის კომპონენტების დალაგება ენერგიის ნაკადის მიხედვით.
    2. შეადარეთ ენერგიის რაოდენობა ენერგეტიკული პირამიდის საფეხურებში.
    3. აღწერეთ ორგანიზმების მიერ გამოყენებული სტრატეგიები საკვების მისაღებად დახარჯული ენერგიის დასაბალანსებლად საკვებიდან მიღებულ ენერგიასთან (მაგ. მიგრაცია სეზონური სიმრავლის ადგილებში, მტაცებლის ტიპის შეცვლა ხელმისაწვდომობის, ჰიბერნაციის ან მიძინების საფუძველზე).
    4. შეადარეთ ორგანიზმის მიერ საკვების მისაღებად დახარჯული შედარებითი ენერგიის გამომუშავება საკვებისგან მიღებულ ენერგიას (მაგ. ერთის დაჭერა, ენერგია დახარჯული ფრინველების მიგრაციაში სეზონური სიუხვის ადგილებზე შედარებით ცივ კლიმატში შეზღუდული საკვებით ყოფნის შედეგად მიღებული ენერგია).
    5. შეისწავლეთ საკვების წარმოება მსოფლიოს სხვადასხვა კუთხეში (მაგ., ინდუსტრიული საზოგადოებები და წიაღისეული საწვავის უფრო დიდი გამოყენება საკვების წარმოებაში, ადამიანის ჯანმრთელობა საკვებ პროდუქტთან დაკავშირებული).

    მიზანი 2
    ახსენით ურთიერთობა მატერიის ციკლებსა და ორგანიზმებს შორის.

    1. გამოიყენეთ დიაგრამები, რათა თვალყური ადევნოთ მატერიის მოძრაობას ციკლში (ანუ ნახშირბადი, ჟანგბადი, აზოტი, წყალი) სხვადასხვა ბიოლოგიურ საზოგადოებასა და ეკოსისტემებში.
    2. ახსენით, როგორ არის წყალი სხვადასხვა ეკოსისტემებში შემზღუდველი ფაქტორი.
    3. განასხვავეთ დასკვნა და მტკიცებულება გაზეთში, ჟურნალში, ჟურნალში ან ინტერნეტ სტატიაში, რომელიც ეხება ადამიანის ზემოქმედებას ეკოსისტემაში მატერიის ციკლებზე და დაადგინეთ მიკერძოება სტატიაში.
    4. შეაფასეთ პირადი არჩევანის გავლენა მატერიის ციკლურობასთან დაკავშირებით ეკოსისტემაში (მაგ. ავტომობილების გავლენა ნახშირბადის ციკლზე, გავლენა გადამუშავებული და დაფასოებული საკვების ნაგავსაყრელებზე).

    მიზანი 3
    აღწერეთ, როგორ ეხმარება ორგანიზმებსა და მათ გარემოს შორის ურთიერთქმედება ეკოსისტემების ჩამოყალიბებას.

    1. დაალაგეთ ცოცხალ არსებებს შორის ურთიერთობები მტაცებელი-მტაცებლის, კონკურენციისა და სიმბიოზის მიხედვით.
    2. ჩამოაყალიბეთ და შეამოწმეთ ჰიპოთეზა, რომელიც სპეციფიკურია მცირე ეკოსისტემაში ერთი ცვლადის მეორეზე შეცვლის ეფექტისთვის.
    3. გამოიყენეთ მონაცემები ბიოტურ და აბიოტურ ფაქტორებს შორის (მაგ. pH, ტემპერატურა, ნალექი, პოპულაციები, მრავალფეროვნება) ურთიერთქმედების ინტერპრეტაცია ეკოსისტემაში.
    4. გამოიკვლიეთ ეკოსისტემა მეცნიერების მეთოდების გამოყენებით, რათა შეაგროვოს რაოდენობრივი და ხარისხობრივი მონაცემები, რომლებიც დეტალურად აღწერს ეკოსისტემას.
    5. შეისწავლეთ და შეაფასეთ ადგილობრივი და გლობალური პრაქტიკა, რომელიც გავლენას ახდენს ეკოსისტემებზე.

    სტანდარტი 2
    მოსწავლეები მიხვდებიან, რომ ყველა ორგანიზმი შედგება ერთი ან მეტი უჯრედისაგან, რომლებიც შედგება მოლეკულებისგან, მომდინარეობს უკვე არსებული უჯრედებიდან და ასრულებენ სასიცოცხლო ფუნქციებს.

    მიზანი 1
    აღწერეთ ცოცხალი უჯრედების ფუნდამენტური ქიმია.

    1. ჩამოთვალეთ უჯრედების ძირითადი ქიმიური ელემენტები (ანუ ნახშირბადი, წყალბადი, აზოტი, ჟანგბადი, ფოსფორი, გოგირდი, მიკროელემენტები).
    2. დაადგინეთ ოთხი ძირითადი მაკრომოლეკულის ფუნქცია (ანუ ნახშირწყლები, ცილები, ლიპიდები, ნუკლეინის მჟავები).
    3. ახსენით, როგორ უწყობს ხელს წყლის თვისებები (მაგ., შეკრულობა, ადჰეზია, სითბოს მოცულობა, გამხსნელის თვისებები) უჯრედებისა და ცოცხალი ორგანიზმების შენარჩუნებაში.
    4. ახსენით ფერმენტების როლი უჯრედის ქიმიაში.

    მიზანი 2
    აღწერეთ ენერგიისა და მატერიის ნაკადი უჯრედულ ფუნქციაში.

    1. განასხვავებენ აუტოტროფულ და ჰეტეროტროფულ უჯრედებს.
    2. აჩვენეთ მატერიის ციკლი და ენერგიის ნაკადი ფოტოსინთეზის გზით (მაგ., სინათლის ენერგიის გამოყენებით CO გაერთიანებისთვის2 და ჰ2O ჟანგბადისა და შაქრის წარმოებისთვის) და სუნთქვა (მაგ., შაქრისა და O-სგან ენერგიის გამოთავისუფლებით2 CO-ს წარმოებისთვის2 და ჰ2O).
    3. გაზომეთ ფოტოსინთეზის ან სუნთქვის ერთი ან მეტი პროდუქტის წარმოება.

    მიზანი 3
    შეისწავლეთ უჯრედების და უჯრედების ნაწილების სტრუქტურა და ფუნქცია.

    1. ახსენით, როგორ იყოფა უჯრედები არსებული უჯრედებისგან.
    2. აღწერეთ უჯრედის თეორია და დაუკავშირეთ მეცნიერების ბუნება უჯრედის თეორიის განვითარებას (მაგ., წინა ცოდნის საფუძველზე, სულ უფრო დახვეწილი ტექნოლოგიების გამოყენება).
    3. აღწერეთ, როგორ აძლევს უჯრედებს უჯრედებში მასალების ტრანსპორტირება ჰომეოსტაზის შესანარჩუნებლად (მაგ., ოსმოზი, დიფუზია, აქტიური ტრანსპორტი).
    4. აღწერეთ კავშირი უჯრედის ორგანელებსა და ამ უჯრედის ფუნქციებს შორის.
    5. ექსპერიმენტი მიკროორგანიზმებთან და/ან მცენარეებთან ზრდისა და გამრავლების გამოსაკვლევად.

    სტანდარტი 3
    მოსწავლეები გაიგებენ ურთიერთობას ორგანოებისა და ორგანოთა სისტემების სტრუქტურასა და ფუნქციას შორის.

    მიზანი 1
    აღწერეთ ორგანოების სტრუქტურა და ფუნქცია.

    1. დიაგრამა და აღნიშნეთ მცენარეებსა და ცხოველებში წარმომადგენლობითი ორგანოების პირველადი კომპონენტების აგებულება (მაგ., გულ-კუნთოვანი ქსოვილი, სარქველები და ფილტვები - ტრაქეა, ბრონქული, ალვეოლის ფოთოლი - ვენები, სტომატის ღერო - ქსილემა, ფლომა, კამბიუმის ფესვი - წვერი, გახანგრძლივება, თმა კანი - შრეები, საოფლე ჯირკვლები, ცხიმოვანი ჯირკვლები, თმის ფოლიკულები საკვერცხეები - კვერცხები, ფოლიკულები, ყვითელი სხეული).
    2. აღწერეთ სხვადასხვა ორგანოების ფუნქცია (მაგ. გული, ფილტვები, კანი, ფოთოლი, ღერო, ფესვი, საკვერცხე).
    3. ორგანოების აგებულების დაკავშირება ორგანოების ფუნქციასთან.
    4. შეადარეთ ორგანოების სტრუქტურა და ფუნქცია სხვა ორგანიზმში.
    5. ორგანოებთან დაკავშირებული ტექნოლოგიური მიღწევების კვლევა და ანგარიში.

    მიზანი 2
    აღწერეთ კავშირი მცენარეებსა და ცხოველებში ორგანოთა სისტემების სტრუქტურასა და ფუნქციას შორის.

    1. დააკავშირეთ ორგანოს ფუნქცია ორგანოთა სისტემის ფუნქციასთან.
    2. აღწერეთ სხვადასხვა ორგანოთა სისტემის სტრუქტურა და ფუნქცია (მაგ. საჭმლის მონელება, სუნთქვა, მიმოქცევა, დაცვა და მხარდაჭერა, ნერვული) და როგორ უწყობს ხელს ეს სისტემები ორგანიზმის ჰომეოსტაზს.
    3. გამოიკვლიეთ ორგანოთა სისტემების კავშირები ორგანიზმში (მაგ., სუნთქვა ცირკულაციამდე, ფოთლები ფესვებთან) და აღწერეთ სტრუქტურის ურთიერთობა ფუნქციონირებასთან ურთიერთობაში.
    4. დაუკავშირეთ ქსოვილები, რომლებიც ქმნიან ორგანოებს, ორგანოს სტრუქტურასა და ფუნქციას.
    5. შეადარეთ ერთ ორგანიზმში ორგანოთა სისტემების სტრუქტურა და ფუნქცია სხვა ორგანიზმის სტრუქტურასა და ფუნქციას (მაგ., ქათმის ცხვრის საჭმლის მომნელებელი სისტემა გვიმრა და ატმის რეპროდუქციული სისტემა).

    არსებობს მემკვიდრეობის პროგნოზირებადი ნიმუშები. სქესობრივი გამრავლება ზრდის სახეობის გენეტიკურ ვარიაციას. ასექსუალური რეპროდუქცია იძლევა შთამომავლობას, რომელსაც აქვს იგივე გენეტიკური კოდი, როგორც მშობელი.

    სტანდარტი 4
    მოსწავლეები გაიგებენ, რომ დნმ-ში კოდირებული გენეტიკური ინფორმაცია მშობლებიდან შთამომავლებს გადაეცემა სექსუალური და ასექსუალური გამრავლების გზით. დნმ-ის ძირითადი სტრუქტურა ყველა ცოცხალ არსებაში ერთნაირია. დნმ-ის ცვლილებებმა შეიძლება შეცვალოს გენეტიკური გამოხატულება.

    მიზანი 1
    შეადარეთ სექსუალური და ასექსუალური გამრავლება.

    1. ახსენით მეიოზისა და განაყოფიერების მნიშვნელობა გენეტიკურ ვარიაციებში.
    2. შეადარეთ სექსუალური და ასექსუალური გამრავლების უპირატესობები/მინუსები სახეობების გადარჩენას.
    3. ფორმულირება, დაცვა და მხარდაჭერა ბიოეთიკური საკითხის პერსპექტივის შესახებ, რომელიც დაკავშირებულია განზრახ ან უნებლიე ქრომოსომულ მუტაციებთან.

    მიზანი 2
    სქესობრივი გამრავლების ორგანიზმებში მემკვიდრეობის ნიმუშების პროგნოზირება და ინტერპრეტაცია.

    1. ახსენით მენდელის სეგრეგაციისა და დამოუკიდებელი ასორტიმენტის კანონები და მათი როლი გენეტიკურ მემკვიდრეობაში.
    2. აჩვენეთ რეკომბინაციის შესაძლო შედეგები სქესობრივ რეპროდუცირებად ორგანიზმებში ერთი ან ორი წყვილი კონტრასტული ნიშან-თვისებების გამოყენებით შემდეგ ჯვრებში: დომინირება/რეცესიული, არასრული დომინირება, კოდომინანტობა და სქესთან დაკავშირებული ნიშნები.
    3. დაუკავშირეთ მენდელის პრინციპები მცენარეებისა და ცხოველების მოშენების თანამედროვე პრაქტიკას.
    4. ბიოეთიკური საკითხების გაანალიზება და მეცნიერების როლის განხილვა საჯარო პოლიტიკის განსაზღვრაში.

    მიზანი 3
    ახსენით, თუ რამდენად მნიშვნელოვანია დნმ-ის სტრუქტურა და რეპლიკაცია მემკვიდრეობისა და ცილების სინთეზისთვის.

    1. Use a model to describe the structure of DNA.
    2. Explain the importance of DNA replication in cell reproduction.
    3. Summarize how genetic information encoded in DNA provides instructions for assembling protein molecules.
    4. Describe how mutations may affect genetic expression and cite examples of mutagens.
    5. Relate the historical events that lead to our present understanding of DNA to the cumulative nature of science knowledge and technology.
    6. Research, report, and debate genetic technologies that may improve the quality of life (e.g., genetic engineering, cloning, gene splicing).

    Standard 5
    Students will understand that biological diversity is a result of evolutionary processes.

    Objective 1
    Relate principles of evolution to biological diversity.

    1. Describe the effects of environmental factors on natural selection.
    2. Relate genetic variability to a species’ potential for adaptation to a changing environment.
    3. Relate reproductive isolation to speciation.
    4. Compare selective breeding to natural selection and relate the differences to agricultural practices.

    მიზანი 2
    Cite evidence for changes in populations over time and use concepts of evolution to explain these changes.

    1. Cite evidence that supports biological evolution over time (e.g., geologic and fossil records, chemical mechanisms, DNA structural similarities, homologous and vestigial structures).
    2. Identify the role of mutation and recombination in evolution.
    3. Relate the nature of science to the historical development of the theory of evolution.
    4. Distinguish between observations and inferences in making interpretations related to evolution (e.g., observed similarities and differences in the beaks of Galapagos finches leads to the inference that they evolved from a common ancestor observed similarities and differences in the structures of birds and reptiles leads to the inference that birds evolved from reptiles).
    5. Review a scientific article and identify the research methods used to gather evidence that documents the evolution of a species.

    მიზანი 3
    Classify organisms into a hierarchy of groups based on similarities that reflect their evolutionary relationships.

    1. Classify organisms using a classification tool such as a key or field guide.
    2. Generalize criteria used for classification of organisms (e.g., dichotomy, structure, broad to specific).
    3. Explain how evolutionary relationships are related to classification systems.
    4. Justify the ongoing changes to classification schemes used in biology.

    These materials have been produced by and for the teachers of the State of Utah. Copies of these materials may be freely reproduced for teacher and classroom use. When distributing these materials, credit should be given to Utah State Board of Education. These materials may not be published, in whole or part, or in any other format, without the written permission of the Utah State Board of Education, 250 East 500 South, PO Box 144200, Salt Lake City, Utah 84114-4200.


    1.3: The Structure of DNA - Biology

    This page, looking at the structure of DNA, is the first in a sequence of pages leading on to how DNA replicates (makes copies of) itself, and then to how information stored in DNA is used to make protein molecules. This material is aimed at 16 - 18 year old ქიმია სტუდენტები. If you are interested in this from a biological or biochemical point of view, you may find these pages a useful introduction before you get more information somewhere else.

    Შენიშვნა: If you are doing biology or biochemistry and are interested in more detail you can download a very useful pdf file about DNA from the Biochemical Society.

    Chemistry students at UK A level (or its various equivalents) should არა waste time on this. The booklet is written for A level biology students, and goes into far more detail than you will need for chemistry purposes.

    A quick look at the whole structure of DNA

    These days, most people know about DNA as a complex molecule which carries the genetic code. Most will also have heard of the famous double helix.

    I'm going to start with a diagram of the whole structure, and then take it apart to see how it all fits together. The diagram shows a tiny bit of a DNA double helix.

    Შენიშვნა: This diagram comes from the US National Library of Medicine. You can see it in its original context by following this link if you are interested.

    Normally I prefer to draw my own diagrams, but my drawing software isn't sophisticated enough to produce convincing twisted "ribbons".

    Exploring a DNA chain

    The sugars in the backbone

    The backbone of DNA is based on a repeated pattern of a sugar group and a phosphate group. The full name of DNA, deoxyribonucleic acid, gives you the name of the sugar present - deoxyribose.

    Deoxyribose is a modified form of another sugar called ribose. I'm going to give you the structure of that first, because you will need it later anyway. Ribose is the sugar in the backbone of RNA, ribonucleic acid.

    This diagram misses out the carbon atoms in the ring for clarity. Each of the four corners where there isn't an atom shown has a carbon atom.

    The heavier lines are coming out of the screen or paper towards you. In other words, you are looking at the molecule from a bit above the plane of the ring.

    So that's ribose. Deoxyribose, as the name might suggest, is ribose which has lost an oxygen atom - "de-oxy".

    The only other thing you need to know about deoxyribose (or ribose, for that matter) is how the carbon atoms in the ring are numbered.

    The carbon atom to the right of the oxygen as we have drawn the ring is given the number 1, and then you work around to the carbon on the CH2OH side group which is number 5.

    You will notice that each of the numbers has a small dash by it - 3' or 5', for example. If you just had ribose or deoxyribose on its own, that wouldn't be necessary, but in DNA and RNA these sugars are attached to other ring compounds. The carbons in the sugars are given the little dashes so that they can be distinguished from any numbers given to atoms in the other rings.

    You read 3' or 5' as "3-prime" or "5-prime".

    Attaching a phosphate group

    The other repeating part of the DNA backbone is a phosphate group. A phosphate group is attached to the sugar molecule in place of the -OH group on the 5' carbon.

    Შენიშვნა: You may find other versions of this with varying degrees of ionisation. You may find a hydrogen attached instead of having a negative charge on one of the oxygens, or the hydrogen removed from the top -OH group to leave a negative ion there as well.

    I don't want to get bogged down in this. The version I am using is fine for chemistry purposes, and will make it easy to see how the DNA backbone is put together. We are soon going to simplify all this down anyway!

    Attaching a base and making a ნუკლეოტიდი

    The final piece that we need to add to this structure before we can build a DNA strand is one of four complicated organic bases. In DNA, these bases are cytosine (C), thymine (T), adenine (A) და guanine (G).

    Შენიშვნა: These are called "bases" because that is exactly what they are in chemical terms. They have lone pairs on nitrogens and so can act as electron pair donors (or accept hydrogen ions, if you prefer the simpler definition). This isn't particularly relevant to their function in DNA, but they are always referred to as bases anyway.

    These bases attach in place of the -OH group on the 1' carbon atom in the sugar ring.

    What we have produced is known as a ნუკლეოტიდი.

    We now need a quick look at the four bases. If you need these in a chemistry exam at this level, the structures will almost certainly be given to you.

    Here are their structures:

    The nitrogen and hydrogen atoms shown in blue on each molecule show where these molecules join on to the deoxyribose. In each case, the hydrogen is lost together with the -OH group on the 1' carbon atom of the sugar. This is a condensation reaction - two molecules joining together with the loss of a small one (not necessarily water).

    For example, here is what the nucleotide containing cytosine would look like:

    Შენიშვნა: I've flipped the cytosine horizontally (compared with the structure of cytosine I've given previously) so that it fits better into the diagram. You must be prepared to rotate or flip these structures if necessary.

    Joining the nucleotides into a DNA strand

    A DNA strand is simply a string of nucleotides joined together. I can show how this happens perfectly well by going back to a simpler diagram and not worrying about the structure of the bases.

    The phosphate group on one nucleotide links to the 3' carbon atom on the sugar of another one. In the process, a molecule of water is lost - another condensation reaction.

    . . . and you can continue to add more nucleotides in the same way to build up the DNA chain.

    Now we can simplify all this down to the bare essentials!

    Შენიშვნა: You will notice that I have drawn the P-O bonds attaching to the two sugar molecules opposite each other in the diagram above. You will also find diagrams where they are drawn at right angles to each other. Which is right?

    Both are right and, equally, both are misleading! The shape of the bonds around the phosphorus atom is tetrahedral, and all of the bonds are at approximately 109° to each other. Whichever way you choose to draw this in 2-dimensions on paper, it still represents the same molecule in reality.

    To take a simpler example, if you draw a structural formula for CH2კლ2 using simple bond notation, you could equally well draw the chlorine atoms at right angles to each other or opposite each other. The molecule would still be exactly the same. This is one of the things you had to learn when you first started drawing structures for organic molecules. If you still aren't sure about this, look again at the page about drawing organic molecules.

    Building a DNA chain concentrating on the essentials

    What matters in DNA is the sequence the four bases take up in the chain. We aren't particularly interested in the backbone, so we can simplify that down. For the moment, we can simplify the precise structures of the bases as well.

    We can build the chain based on this fairly obvious simplification:

    There is only one possible point of confusion here - and that relates to how the phosphate group, , is attached to the sugar ring. Notice that it is joined via ორი lines with an angle between them.

    By convention, if you draw lines like this, there is a carbon atom where these two lines join. That is the carbon atom in the CH2 group if you refer back to a previous diagram. If you had tried to attach the phosphate to the ring by a single straight line, that CH2 group would have got lost!

    Joining up lots of these gives you a part of a DNA chain. The diagram below is a bit from the middle of a chain. Notice that the individual bases have been identified by the first letters of the base names. (A = adenine, etc). Notice also that there are two different sizes of base. Adenine and guanine are bigger because they both have two rings. Cytosine and thymine only have one ring each.

    If the top of this segment was the end of the chain, then the phosphate group would have an -OH group attached to the spare bond rather than another sugar ring.

    Similarly, if the bottom of this segment of chain was the end, then the spare bond at the bottom would also be to an -OH group on the deoxyribose ring.

    Joining the two DNA chains together

    The importance of "base pairs"

    Have another look at the diagram we started from:

    If you look at this carefully, you will see that an adenine on one chain is always paired with a thymine on the second chain. And a guanine on one chain is always paired with a cytosine on the other one.

    So how exactly does this work?

    The first thing to notice is that a smaller base is always paired with a bigger one. The effect of this is to keep the two chains at a fixed distance from each other all the way along.

    But, more than this, the pairing has to be ზუსტად . . .

    adenine (A) pairs with thymine (T)

    guanine (G) pairs with cytosine (C).

    That is because these particular pairs fit exactly to form very effective hydrogen bonds with each other. It is these hydrogen bonds which hold the two chains together.

    The base pairs fit together as follows.

    If you try any other combination of base pairs, they won't fit!

    Შენიშვნა: If the structures confuse you at first sight, it is because the molecules have had to be turned around from the way they have been drawn above in order to make them fit. Be sure that you understand how to do that. As long as you were given the structures of the bases, you could be asked to show how they hydrogen bond - and that would include showing the lone pairs and polarity of the important atoms.

    If hydrogen bonding worries you, follow this link for detailed explanations. Use the BACK button on your browser to return here later.

    A final structure for DNA showing the important bits

    Შენიშვნა: You might have noticed that I have shorten the chains by one base pair compared with the previous diagram. There isn't any sophisticated reason for this. The diagram just got a little bit too big for my normal page width, and it was a lot easier to just chop a bit off the bottom than rework all my previous diagrams to make them slightly smaller! This diagram only represents a tiny bit of a DNA molecule anyway.

    Notice that the two chains run in opposite directions, and the right-hand chain is essentially upside-down. You will also notice that I have labelled the ends of these bits of chain with 3' and 5'.

    If you followed the left-hand chain to its very end at the top, you would have a phosphate group attached to the 5' carbon in the deoxyribose ring. If you followed it all the way to the other end, you would have an -OH group attached to the 3' carbon.

    In the second chain, the top end has a 3' carbon, and the bottom end a 5'.

    This 5' and 3' notation becomes important when we start talking about the genetic code and genes. The genetic code in genes is always written in the 5' to 3' direction along a chain.

    It is also important when we take a very simplified look at how DNA makes copies of itself on the next page . . .

    კითხვები თქვენი გაგების შესამოწმებლად

    თუ ეს არის კითხვების პირველი ნაკრები, რომელიც თქვენ გააკეთეთ, გთხოვთ, წაიკითხოთ შესავალი გვერდი სანამ დაიწყებთ. თქვენ უნდა გამოიყენოთ BACK ღილაკი თქვენს ბრაუზერში, რომ შემდეგ დაბრუნდეთ აქ.


    What is DNA Polymerase 3

    DNA polymerase 3 is the main enzyme involved in prokaryotic DNA replication. DNA polymerase 3 possesses 5’ to 3’ polymerization activity where new nucleotides are added to the growing chain at its 3’ end. The enzyme aids the base pairing of incoming nucleotides with the template strand. The other function of DNA polymerase 3 is proofreading the replicated DNA. DNA polymerase 3 possess 3’ to 5’ exonuclease activity. Hence, this enzyme reads the just added nucleotides, and if there is any mismatch with the template strand, it will be removed and resynthesized. Therefore, DNA polymerase 3 is important in maintaining the stability of the genome.

    Figure 2: DNA polymerase 3

    DNA polymerase 3 holoenzymes is composed of ten subunits, which are arranged into two DNA polymerases. The α subunit is the catalytic subunit. The ε subunit has 3’ to 5’ proofreading activity. The θ subunit has an unknown function. The α subunit is encoded by the dnaE gene. The ε and θ subunits are encoded by the dnaQ and holE genes. The structure of the DNA polymerase 3 is shown in სურათი 2.


    3.5.4 Explain the process of translation, leading to polypeptide formation.

    Translation is the process through which proteins are synthesized. It uses ribosomes, messenger RNA which is composed of codons and transfer RNA which has a triplet of bases called the anticodon. The first stage of translation is the binding of messenger RNA to the small subunit of the ribosome. The transfer RNA&rsquos have a specific amino acid attached to them which corresponds to their anticodons. A transfer RNA molecule will bind to the ribosome however it&rsquos anticodon must match the codon on the messenger RNA. This is done through complementary base pairing. These two form a hydrogen bond together. Another transfer RNA molecule then bonds. Two transfer RNA molecules can bind at once. Then the two amino acids on the two transfer RNA molecules form a peptide bond. The first transfer RNA then detaches from the ribosome and the second one takes it&rsquos place.The ribosome moves along the messenger RNA to the next codon so that another transfer RNA can bind. Again, a peptide bond is formed between the amino acids and this process continues. This forms a polypeptide chain and is the basis of protein synthesis.


    ნუკლეოტიდის სტრუქტურა

    Nucleotide structure is simple, but the structure they can form together is complex. Below is an image of DNA. This molecule consists of two strands which wrap around each other, forming წყალბადის ბმები in the middle of the structure for support. Each nucleotide within has a specific structure which enables this formation.

    Nitrogenous base

    The nitrogenous base is the central information carrying part of the nucleotide structure. These molecules, which have different exposed functional groups, have differing abilities to interact with each other. As in the image, the idea arrangement is the maximum amount of hydrogen bonds between nucleotides involved. Because of the structure of the nucleotide, only a certain nucleotide can interact with other. The image above shows thymine bonding to adenine, and guanine bonding to cytosine. This is the proper and typical arrangement.

    This even formation causes a twist in the structure, and is smooth if there are no errors. One of the ways proteins are able to repair damaged DNA is that they can bind to uneven spots within the structure. Uneven spots are created when hydrogen bonding does not occur between the opposing nucleotide molecules. The protein will cut out one nucleotide, and replace it with another. The duplicate nature of the genetic strands ensures that errors like this can be corrected with a high degree of accuracy.

    Შაქარი

    The sugar, with its exposed oxygen, can bond with the phosphate group of the next molecule. They then form a bond, which becomes the sugar-phosphate backbone. This structure adds rigidity to the structure, as the covalent bonds they form are much stronger than the hydrogen bonds between the two strands. When proteins come to process and transpose the DNA, they do so by separating the strands and reading only one side. When they pass on, the strands of genetic material comes back together, driven by the attraction between the opposing nucleotide bases. The sugar-phosphate backbone stays connected the whole time.

    Phosphate Group

    The last part of nucleotide structure, the phosphate group, is probably familiar from another important molecule ATP. Adenosine triphosphate, or ATP, is the energy molecule that most life on Earth relies upon to store and transfer energy between reactions. ATP contains three phosphate groups, which can store a lot of energy in their bonds. Unlike ATP, the bonds formed within a nucleotide are known as ფოსფოდიესტერული ბმები, because they happen between the phosphate group and the sugar molecule.

    During DNA replication, an enzyme known as დნმ პოლიმერაზა assembles the correct nucleotide bases, and begins organizing them against the chain it is reading. Another protein, დნმ ლიგაზა, finished the job by creating the phosphodiester bond between the sugar molecule of one base and the phosphate group of the next. This creates the backbone of a new genetic molecule, able to be passed to the next generation. DNA and RNA contain all the genetic information necessary for cells to function.


    ადამიანის ფიზიოლოგია

    Homeostasis and Negative Feedback - Concepts and Breathing Experiments (revised, June, 2019)

    This minds-on, hands-on activity begins with analysis and discussion questions that develop student understanding of homeostasis, negative feedback, and positive feedback. Then, students carry out a breathing experiment and develop a negative feedback interpretation of observed changes in breathing questions about cellular respiration and the circulatory and respiratory systems help the students to develop their negative feedback model. In an optional final section, each student group formulates a question or hypothesis concerning homeostasis and changes in breathing they design a relevant experimental investigation, carry it out, and interpret the results. Information provided in the Teacher Preparation Notes can be used to facilitate student investigations of exercise, breath-holding, changes in rate vs. depth of breathing, or the effects of CO2 vs. O2 levels. (NGSS)

    Download Student Handout: PDF format or Word format

    Download Teacher Preparation Notes: PDF format or Word format

    View and submit comments

    Regulation of Human Heart Rate (revised, July, 2013)

    Students learn how to measure heart rate accurately. Then students design and carry out an experiment to test the effects of an activity or stimulus on heart rate, analyze and interpret the data, and present their experiments in a poster session. In this activity students learn about both cardiac physiology and scientific method.

    Download Student Handout: PDF format or Word format

    Download Teacher Preparation Notes: PDF format or Word format

    View and submit comments

    How do we Sense the Flavors of Food? (new, July, 2017)

    In this minds-on activity, students develop science practice skills by developing plans for a hands-on investigation, carrying out the investigation, analyzing the data, and interpreting the results. Then, students answer analysis and discussion questions as they develop a basic understanding of how taste and olfactory receptor cells function and how sensory messages to the brain contribute to flavor perception and flavor-related behavior. (NGSS)

    Download Student Handout: PDF format or Word format

    Download Teacher Preparation Notes: PDF format or Word format

    View and submit comments

    More Minds-on Activities

    If you prefer, you can send a private message with comments or requests for additional information to Ingrid Waldron at [email protected]

    © 2003- by Drs. Ingrid Waldron, Jennifer Doherty, Scott Poethig, and Lori Spindler, University of Pennsylvania Biology Department, and Bob Farber, retired from Central High School, Philadelphia

    Teachers are encouraged to copy and modify these labs for use in their teaching.

    Send us your comments at Serendip © by Serendip 1994- - Last Modified: Tuesday, 23-Mar-2021 10:04:04 EDT


    Thinking Conceptually

    მიმოხილვა

    Approaches to teaching the content

    As a fundamental underpinning of Biology, DNA structure needs to be taught rigorously and the significance of its three functions made clear:

    • coding biologically useful information via transcription and therefore acting as a blueprint for building cells and bodies
    • ensuring continuity within a multicellular organism and between generations through semi-conservative replication
    • allowing evolution to occur by generating variation through mutation.

    Common misconceptions or difficulties students may have

    There are a number of common misconceptions that surface in student exam answers. Ესენი მოიცავს:

    • Misunderstanding that the double helix means that a DNA მოლეკულა is composed of two strands. It is common for students to refer to the whole double-stranded molecule as a ‘strand of DNA’
    • Using the words ბაზა და ნუკლეოტიდი interchangeably and inappropriately, for example, saying that new bases come in and pair up with DNA during replication
    • Confusion between transcription and translation, and between replication and transcription
    • Misuse of the verb ‘transcribe’, for example, saying the mRNA transcribes the DNA rather than that the DNA is transcribed (passive) into mRNA
    • Failing to discriminate between DNA, mRNA and protein sequences
    • Misunderstanding that the word mutation refers to a change in the DNA, not in mRNA and protein sequences
    • Failing to adequately discriminate between the gene (DNA) and the gene product (protein) in contextual questions.

    Conceptual links to other areas of the specification – useful ways to approach this topic to set students up for topics later in the course

    A thorough knowledge of this section is a prerequisite for study of cellular control (6.1.1), patterns of inheritance (6.1.2), manipulating genomes (6.1.3) and cloning (6.2.1 a-d). It is also important to relate molecular changes at the DNA level to classification and evolution (4.2.2) as well as to biodiversity (4.2.1a). Knowledge of DNA structure and function should inform work on the cell cycle (2.1.6) also, particularly the relationship between the DNA double helix and whole chromosome structure, and the occurrence of DNA replication at S of interphase in the cell cycle. The relationship of the two daughter DNA molecules to sister chromatids should also be stressed to make the link between the molecular level and whole cell functioning. In section 2.1.1(i) students tend to concentrate on the ribosome and Golgi body, overlooking the role of the nucleus, so the role of DNA and the enzymes involved in transcription should be stressed. For all work on applications of genetics, it is vitally important that students retain a working knowledge of the structure of the DNA molecule and of the link between the base sequences in DNA and mRNA and the amino acid sequence in proteins.

    Building DNA: Advanced version!

    An activity designed to consolidate student knowledge of the structure of DNA. There is now a plethora of different ways of producing DNA models (see the two links), but students are expected to show increasing understanding of the way in which components fit together. Consider spending some time with the nucleotide ‘molecule’ containing Adenine to show how this is a precursor to ADP and ATP (2.1.2c).

    The activity is best completed in small groups of 3-4 to enable students to construct a double helix using criteria shown in Learner resource 2.

    • Using chosen materials e.g. molecular modelling kits or paper, build at least four nucleotides per student, representing A, T, C და . They must choose a suitable colour key for different components and maintain this key throughout the activity.
    • Once the nucleotides are made, join these to form a single-stranded polynucleotide. (The strand should contain at least 10 nucleotides which can be joined in random sequence to provide some interest in later activities involving translation and transcription).
    • Using this strand as a template, single nucleotides can now be added (refer to Learner resource 2 for criteria). These are then joined to form the second strand once the ‘complementary base-pairing rule’ has been observed. More nucleotides may need to be made at this stage dependent on the sequence chosen.
    • Finally twist the molecule - how many nucleotides per twist are found in the double helix?

    Save this molecule for use in further activities.

    This website is a Manitoba government website but has a conservation section with a good worksheet example for model DNA.


    Უყურე ვიდეოს: დნმ (აგვისტო 2022).