Gusto mo bang gumawa ng sarili mong modelo ng DNA - ang pangunahing gusali ng buhay? Pagkatapos ay ilabas ang iyong panloob na lumikha at lumikha ng isang modelo ng DNA gamit ang polymer clay o beaded wire para sa isang modelo na siguradong mananalo sa unang lugar sa anumang science fair.

Paraan 1 ng 2: Paggawa ng Clay Model

Bumili ng mga materyales at kasangkapan. Para makagawa ng DNA model mula sa clay, kakailanganin mo munang bumili ng anumang clay na gusto mo. Maaari kang gumawa ng isang modelo kung mayroon kang hindi bababa sa anim na kulay ng polymer clay, pati na rin ang mga tool na iyong gagamitin upang hubugin ang clay (halimbawa, isang plastic na kutsilyo o rolling pin).

• Kung plano mong ipakita ang iyong modelo sa isang palabas, maghanda ng stand kung saan mo ito mailalagay. Ito ay maaaring isang maliit na tabla na gawa sa kahoy na may baras na lumalabas sa gitna nito kung saan ikakabit ang DNA strand.
• Kapag natapos mo na ang paghubog ng iyong polymer clay, kakailanganin mong i-bake ito, kaya siguraduhing mayroon ka ring oven na gumagana.
• Upang magbigay ng karagdagang suporta para sa modelo ng DNA, maaari mong gamitin ang nababaluktot na wire sa loob nito.
1. 
   

   Gumawa ng dalawang mahabang hibla na bubuo ng double helix. Pumili ng polymer clay mula sa isa sa iyong napiling mga kulay at igulong ito sa dalawang piraso na 30 sentimetro ang haba at isa't kalahating sentimetro ang kapal. Ang mga ito ay bubuo sa mga hibla sa gilid ng DNA, kaya kinakailangan upang matiyak ang kanilang lakas upang ang ibang mga bahagi ay ligtas na nakakabit sa mga hibla.

   • Upang magdagdag ng dagdag na katatagan sa modelo, maaari mong balutin ang luad sa paligid ng dalawang mahabang piraso ng flexible wire.
   • Maaari mong malayang baguhin ang laki ng strand ng iyong modelo ng DNA upang umangkop sa lahat ng iyong mga kinakailangan. Para gumawa ng mas maikling pattern, bawasan lang ang laki ng double helix thread.
2. 
   

   Magdagdag ng mga grupo ng asukal at pospeyt. Ang mga hibla ng DNA double helices ay binubuo ng dalawang uri ng grupo: mga asukal at mga pospeyt. Gamitin ang isa sa iyong mga may kulay na polymer clay upang hubugin ang mga grupo ng pospeyt sa isang double helix.

   • Pagulungin ang luwad ng iyong napiling kulay para sa mga grupo ng pospeyt hanggang sa ito ay patag. Gupitin ang mga piraso ng luad na isa at kalahating sentimetro ang haba at lapad.
   • Simula sa ibaba ng mahabang double helix strips, balutin ang mga piraso ng flat phosphate clay sa paligid ng sinulid.
   • Siguraduhin na ang mga ito ay pinindot nang mabuti sa spiral thread at hindi mahuhulog.
   • Ipasa ang isa at kalahating sentimetro ng walang laman na espasyo sa pagitan ng mga piraso ng phosphate clay sa isang sinulid. Ang mga walang laman na espasyo sa double helix strands ay kumakatawan sa mga grupo ng mga asukal.
   • Ipagpatuloy ang paghahalili ng mga clay sugar at phosphate nang isa't kalahating sentimetro ang pagitan hanggang sa mapuno mo ang parehong mga hibla ng double helix.
3. 
   

   Ito ang apat na nitrogenous base na bumubuo sa DNA strand: cytosine, guanine, adenine at thymine. Binubuo nila ang mga baitang ng "hagdan" sa pagitan ng dalawang hibla ng double helix. Pumili ng isang kulay ng polymer clay para sa bawat isa sa apat na base.

   • Pagulungin ang bawat kulay ng luad sa mga piraso ng isa't kalahating sentimetro ang haba at kalahating sentimetro ang lapad. Gumamit ng kutsilyo upang putulin ang mga gilid at bigyan ang ibabaw ng makinis na pagtatapos.
   • Bilangin ang bilang ng mga pangkat ng asukal na iyong ginawa sa double helix strand. Ito ang bilang ng mga pares ng nitrogen base na kakailanganin mong gawin.
   • Ilagay ang iyong mga kulay sa mga pares sa naaangkop na mga grupo. Ang cytosine at guanine ay dapat palaging magkasama (sa anumang pagkakasunud-sunod), pati na rin ang thymine at adenine.
   • Kung gusto mong bigyan ng higit na katatagan ang iyong mga base ng nitrogen, gupitin ang mga piraso ng nababaluktot na kawad na mga dalawa't kalahating sentimetro ang haba at gamitin ang mga ito bilang mga centerpiece ng mga base ng luad.
   • Pagsamahin ang mga pares ng mga kulay sa pamamagitan ng pagkurot sa mga gilid ng iyong isa-at-kalahating pulgadang piraso. Kapag ang mga may kulay na piraso ay konektado sa gitna, maingat na igulong ang mga ito sa isang makinis at solidong piraso ng luad.
4. 
   

   Ikabit ang mga nitrogenous base sa double helix. Kapag nagawa mo na ang lahat ng 2.5cm na haba ng nitrogenous base, kakailanganin mong ikabit ang mga ito sa double helix.

   • Magsimula sa unang pangkat sa double helix. Gumamit ng maliliit na piraso ng luad na kasing laki ng gisantes na kapareho ng kulay ng pangkat ng asukal.
   • Ikabit ang isa sa mga nitrogenous base sa asukal gamit ang isang maliit na piraso ng luad. Pagsamahin ang mga piraso ng luad at pakinisin ang mga gilid sa pamamagitan ng pag-roll sa mga ito gamit ang iyong mga daliri.
   • Ito ay magiging pinakamadaling ilakip ang lahat ng mga piraso ng nitrogenous base sa isang gilid ng isa lamang sa mga hibla ng double helix. Pagkatapos, kapag ang lahat ng 2.5cm na base ay lalabas sa isang double helix strand, ikabit ang pangalawang strand sa kabaligtaran.
   • Siguraduhin na ang lahat ng mga bahagi ay ligtas na nakakabit. Kung ni-thread mo ang iyong mga nitrogen base sa wire, maaari mong idikit ang mga dulo ng wire sa double helix strands para mas ma-secure ang mga ito.
5. 
   

   Baluktot ng double helix. Upang bigyan ang iyong modelo ng DNA ng klasikong helical na hugis, hawakan ang magkabilang dulo ng iyong double helix at paikutin ang mga ito nang counterclockwise.

6. 
   

   I-bake ang iyong modelo. Sundin ang mga tagubilin sa polymer clay package at pagkatapos ay i-bake ang iyong modelo upang tumigas ito.

   • Kung mayroon kang wax paper, i-bake ang modelo dito upang hindi dumikit ang modelo sa kawali.
   • Palaging hayaang lumamig ang modelo bago ito alisin, kung hindi, maaari kang masunog.
7. 
   

   Kapag ang modelo ay inihurnong at pinalamig, ipakita ang mga bunga ng iyong paggawa! Isabit ito sa kisame gamit ang pangingisda, o ikabit ito sa isang kahoy na stand.

Paraan 2 ng 2: Paglikha ng Modelo mula sa Wire at Beads

1. 
   

   Magtipon ng mga materyales. Para sa proyektong ito kakailanganin mo ng ilang metro ng flexible wire, wire cutter at beads na iyong pinili.

   • Kung gusto mong pagbutihin ang kalidad ng iyong modelo, maaari kang gumamit ng panghinang na bakal upang mahigpit na ikabit ang mga bahagi sa isa't isa.
   • Maaari kang gumamit ng anumang mga kuwintas, ngunit ang mga kuwintas na salamin ay magbibigay sa disenyo ng isang mas magandang hitsura. Kung gusto mo, maaari kang magdagdag ng mga kuwintas bilang isang separator sa pagitan ng mas malalaking kuwintas.
   • Upang tumugma sa nais na laki ng modelo, kakailanganin mo ng sapat na mga kuwintas sa hindi bababa sa anim na kulay.
   • Kung ipapakita mo ang iyong modelo, gumawa ng isang stand out sa kahoy upang ikabit ang iyong modelo sa.
2. 
   

   Gumawa ng double helix. Binubuo ito ng dalawang mahabang gilid na hibla na humahawak sa buong molekula ng DNA at binibigyan ito ng hugis ng hagdan. Gupitin ang dalawang piraso ng wire na magkapareho ang haba. Ang mga pirasong ito ay magsisilbing balangkas ng modelo ng DNA, kaya piliin ang kanilang haba depende sa haba ng buong modelo.

   • Pumili ng dalawang kulay ng kuwintas at ikabit ang isa sa bawat dulo ng kawad. I-thread ang wire sa bead sa pangalawang pagkakataon, na lumilikha ng loop sa dulo ng wire. Pipigilan nito ang mga butil na dumulas.
   • Salit-salit na ikabit ang mga kuwintas na may dalawang kulay sa kawad. Ang dalawang kulay ay kumakatawan sa mga grupo ng asukal at pospeyt na bumubuo sa mahabang bahagi ng double helix.
   • Maaari mong i-thread ang isa o maraming mga kuwintas ng bawat kulay, ngunit siguraduhin na mayroon kang parehong bilang ng mga kuwintas ng bawat kulay sa wire.
   • Gawin ang parehong para sa pangalawang piraso ng double helix wire, siguraduhin na ang mga kulay ng dalawang beads (asukal at phosphate) sa dalawang wire strand na nakahiga sa tabi ng bawat isa ay tumutugma.
   • Mag-iwan ng isang pulgada ng hindi napunong espasyo sa tuktok ng kawad upang mailakip mo ang "mga hagdan ng hagdan" sa mga puwang sa pagitan ng mga kuwintas.
3. 
   

   Magdagdag ng "mga hagdan ng hagdan". Bilangin ang bilang ng mga sugar group na ginawa mo sa double helix at pagkatapos ay gupitin ang 2.5cm na piraso ng wire sa parehong dami.

   • I-wrap ang mga dulo ng isang piraso ng wire sa palibot ng double helix strand ng sugar bead. Gawin ito para sa lahat ng piraso ng kawad upang magkaroon ka ng kumpletong double helix strand na nakadikit ang mga piraso ng kawad.
   • Kung gusto mong gumawa ng mas pandekorasyon at matibay na modelo ng DNA, gumamit ng soldering iron para maghinang ng mga piraso ng wire sa double helix strand.
4. 
   

   Gumawa ng nitrogenous base. Pumili ng apat na iba pang mga kulay at italaga ang bawat isa ng nitrogenous base. Ang guanine at cytosine ay palaging ipinares, tulad ng thymine at adenine.

   • Upang punan ang bawat maliit na piraso ng kawad, malamang na kakailanganin mo ng maraming kuwintas, kaya kapag ikinakabit ang mga kuwintas sa kawad, pumili ng pantay na bilang ng mga ito na nakatalaga sa bawat nitrogenous base.
   • Siguraduhin mong panatilihing magkakasama ang mga pares ng kuwintas. Palaging itali ang cytosine at guanine, gayundin ang thymine at adenine. Gayunpaman, maaari mong ilagay ang mga ito sa anumang pagkakasunud-sunod at gumawa ng ilang mga pares nang higit pa kaysa sa iba.
5. 
   

   String ang iyong mga nitrogenous base. Kapag nahiwalay mo na ang lahat ng iyong butil, ilagay ang mga ito sa mga sanga ng wire na lalabas sa double helix strand. Siguraduhing mag-iwan ng 1.5 sentimetro sa dulo ng wire upang ikabit ito sa isa pang double helix strand.

6. 
   

   Ikabit ang pangalawang double helix strand. Pagkatapos idagdag ang lahat ng nitrogen base beads, ihanda at ikabit ang pangalawang strand ng double helix. I-orient ang gilid upang ipakita ang unang nitrous base at ikabit ang mga piraso ng wire.

   • Maaari mong balutin ang mga piraso ng wire sa palibot ng double helix gamit ang needle nose pliers. Ikabit ang maliliit na piraso ng wire na ito sa parehong lugar kung saan mo ginawa para sa kabaligtaran na strand ng double helix.
   • Kung magagawa mo, gumamit ng panghinang na bakal upang ihinang ang mga huling piraso ng wire nang magkasama, na magbibigay sa modelo ng mas makinis na hitsura.
7. 
   

   I-seal ang mga dulo ng modelo. Upang maiwasang mahulog ang mga butil sa modelo, i-twist ang wire sa bawat dulo ng double helix strands sa isang loop. Maaari mo ring ihinang ang wire sa mga hugis na buhol upang maiwasan ang pagkalat ng mga kuwintas.

8. 
   

   Baluktot ng double helix. Upang lumikha ng klasikong helical na hugis ng isang DNA strand, hawakan ito sa mga dulo at dahan-dahang i-twist ito nang pakaliwa.

9. 
   

   Ilagay ang iyong modelo sa display. Kapag naidagdag mo na ang lahat ng mga finishing touch, kumpleto na ang iyong modelo! Isabit ito mula sa isang nakasabit na kabit o kisame, o ilakip ito sa isang kahoy na stand gamit ang isang maliit na wire o pandikit. Ipakita sa lahat ang iyong gawa!

• Kung gumagamit ka ng oven o panghinang na bakal upang lumikha ng modelo ng DNA, mag-ingat na huwag masunog ang iyong sarili.
• Ang parehong mga pamamaraan na ito ay masyadong mahirap para sa mga bata, kaya kung ikaw ay gumagawa ng isang modelo para sa isang proyekto sa paaralan, siguraduhin na ang iyong mga katulong ay nasa sapat na gulang upang hindi masaktan ang kanilang sarili kapag hinahawakan ang mga materyales.

Alam ng maraming tao kung gaano kadali ang pagkopya ng bahagi ng kanilang sariling DNA. Ang proseso ay mahalagang simple. Ngunit pagkatapos ay mayroong napakaraming masigasig na lisps mula sa seryeng "naku, kamukha niya si tatay/nanay!" Gayunpaman, ang gawain ay nagiging mas kumplikado kapag kailangan mong lumikha ng ilang uri ng abstract na modelo ng DNA sa iyong desk mula sa mga scrap na materyales.

Bakit ko kailangan ito, itatanong mo? Napakasimple. Ang aking anak na babae ay may paksa sa paaralan na katulad ng "biology" sa mga paaralang Ruso. Alinsunod dito, ang mga mag-aaral ay itinalaga ng isang proyekto sa bahay, na kasama hindi lamang ang pagkakaroon ng teoretikal na kaalaman tungkol sa istraktura ng DNA, kundi pati na rin ang paglikha ng isang modelo nito. Gamit ang modelong ito, kailangan mong magsalita sa harap ng guro at ng klase, na sinasabi kung ano ang nasa loob nito at kung paano.

Sa pangkalahatan, hindi ito magiging eksaktong "aking" post. Ito ay medyo nakatuon sa kanyang anak na babae. Bagama't nakibahagi ako sa proseso, ang pakikilahok na ito ay higit na limitado sa pagkonsulta... Gayunpaman, paano kung may interesado, o paano kung ang anak ng isang tao sa paaralan ay hilingan na gumawa ng katulad na bagay. Kaya't handa na ang gabay.

Ayon sa mga kondisyon ng problema, ang modelo ay dapat matugunan ang ilang mga kinakailangan. Kapansin-pansin na ang mag-aaral mismo ay maaaring pumili kung aling mga kondisyon ang kanyang tutuparin. Ang bawat punto ng pagtatanghal ay "nagtitimbang" ng isang tiyak na bilang ng mga puntos ng kredito. Alinsunod dito, maaari mong sundin ang simpleng landas at makakuha ng isang tiyak na minimum na marka ng pagpasa o subukang ipatupad ang "maximum na programa".

Paunang pahayag ng problema:

Gayundin, tulad ng mga sumusunod mula sa problema, hindi ito kinakailangang maging isang modelo. Ito ay maaaring anuman mula sa isang story book hanggang sa isang palaisipan. Ang pangunahing bagay ay mayroon itong ilang pisikal na representasyon. Ito ay hiwalay na nabanggit na kung ang isang mag-aaral ay nagpasya na gumawa ng isang modelo, pagkatapos ay ipinagbabawal na gumamit ng isang handa na tindahan kit. Isang bagay na tulad nito, halimbawa.

Ang aking anak na babae ay nagpasya na gumawa ng isang modelo at subukan upang puntos ang maximum na bilang ng mga puntos. OK.

Nagsimula kami sa isang modelo ng computer... sa totoo lang hindi ako isang tunay na welder. Well, iyon ay, sa mga pangkalahatang termino alam ko kung ano ang DNA, kung ano ang binubuo nito at kung paano ito karaniwang inilalarawan. Wala na. Samakatuwid, mula sa mga unang hakbang, kinuha ng anak na babae ang inisyatiba. Naipaliwanag niya sa akin kung ano ang gawa sa kung ano at kung ano ang nakakabit sa kung ano.

Ito ay naging ganito:

Nang maging malinaw. Anong mga bahagi ang kailangan namin, nag-shopping kami. Kakailanganin mo: mga bola ng foam na may dalawang laki, mga kahoy na baras, pintura, pandikit at isang piraso ng MDF para sa stand.

Ay oo... Kakailanganin mo rin talaga ng Aso:

Sa totoo lang, hindi ko talaga maintindihan kung bakit kailangan ang Aso, ngunit siya mismo ay may sapat na tiwala dito para sa ating lahat. Kung tutuusin, humaharang lang siya... Pero baka may na-misunderstood lang ako.

Ang mga bola ng styrofoam ay binili sa tindahan ng dolyar. Sa seksyong "lahat para sa mga partido." Hindi ko rin gustong subukang malaman kung paano magagamit ang mga foam ball sa konteksto ng isang party. Ngunit mabuti na natagpuan sila. Ito ang aming pinakaproblemadong sandali. Ito ay kinakailangan upang mahanap ang mga bola na magiging madaling iproseso. Halimbawa, hindi gagana ang mga glass beads - mapapagod ka sa pagbabarena. Kahoy... Sa prinsipyo, magkasya sila. Para sa akin. Ngunit ang aking anak na babae ay kailangang gawin ang trabaho, at nag-alinlangan ako na magagawa niyang pantay-pantay na mabutas ang isang kahoy na bola gamit ang isang hand drill nang ganoon lang. Kalahati sa kanila ay madudumi dahil sa ugali. At ang mga ito ay medyo mahal. Isang mas malambot at mas murang materyal ang kailangan. Ang foam ay ganap na magkasya.

Ang mga kahoy na slats ay binili sa isang tindahan ng mga materyales sa gusali. Ang mga tungkod na ito ay mas manipis na katapat ng mga ginamit ko sa pagdekorasyon ng kama at mga nightstand. Walang naging problema dito. Palaging available ang mga ito sa iba't ibang uri sa lahat ng mga tindahan ng konstruksiyon.

Mga pintura/pandikit – walang halaga. Kumuha kami ng regular na aerosol paint. Una naming sinubukan ito sa isa sa mga bola - hindi kinain ng pintura ang bula. Alinsunod dito, binili namin ang kinakailangang bilang ng mga bulaklak. Ang pandikit ay regular na PVA.

Mayroon na akong isang piraso ng MDF panel para sa stand sa aking itago. Maaari kang magsimulang magtrabaho.

Una ang stand. Ang aking anak na babae ay nakinig sa aking payo at nag-print ng isang template, na kanyang idinikit sa isang piraso ng MDF:

Ang kanyang pagpipilian ay upang makahanap ng isang platito ng isang angkop na diameter at gumuhit ng isang bilog sa paligid nito. Ngunit nagawa kong kumbinsihin siya na ang landas na ito ay hindi ang landas ng samurai. Sino pa maliban sa akin ang dapat malaman na sa aming sambahayan ay wala kaming mga platito na may angkop na diameter na may makinis na gilid - lahat sila ay may kulot na gilid. Nakalangoy na kami - alam namin :-)

Nakakagulat na putol ito ng maayos. Medyo nabigla pa ako...

Inalis niya ang mga maliliit na iregularidad sa gilid gamit ang isang sander:

Upang bigyan ang stand ng isang aesthetic na hitsura, ang gilid nito ay naproseso gamit ang isang milling cutter:

Ang resulta ay isang disk tulad nito:

Well, ang butas sa gitna kung saan ipapasok ang modelo:

Sumunod ay ang boring na operasyon mismo. Kinakailangan na kumuha ng foam ball at mag-drill ng dalawang butas sa loob nito nang crosswise. Sa pamamagitan ng unang butas, ang naturang bola ay inilalagay sa isang karaniwang axis, sa isa pang butas, ang mga nakahalang stick ay natigil sa magkabilang dulo. Sampu sa mga bolang ito ay kailangang gawin:

Ito ang pinakamahirap para sa akin. Hindi mo maisip kung ano ang pagpapahirap na tumayo at manood. Sa halip na ikaw mismo ang kumuha ng Dremel at mabilis na i-drill ang lahat sa loob ng ilang minuto. Natapos ito ng aking anak na babae sa loob ng halos kalahating oras... Ang maluwag na pamamaraan na ginawa niya ang lahat ng ito ay pinatay lang ako :-)

Tinawag niyang shish kebab ang resulta:

Ngayon kailangan naming ilagay ang mga cross stick sa kebab. Lahat sila ay pinutol mula sa parehong kahoy na baras bilang gitnang aksis:

Muli, gusto niyang putulin ang mga stick gamit ang isang hacksaw, ngunit nagawa kong kumbinsihin siya na ang isang cutting disc at isang Dremel ay mas mabilis.

Susunod na hakbang: kunin ang natanggap na mga stick:

... at ilagay ang mga ito sa kebab na nakuha nang mas maaga:

Ito ay kinakailangan upang idikit ang mga sentral na bola (sa pamamagitan ng paraan, ito ay hindi ilang kalokohan, ngunit tunay na hydrogen bond) sa isang karaniwang stick. Sa larawan makikita mo na ang isa pang template ay naka-attach sa base kung saan minarkahan ang mga segment. Ang mga crossbars ay natigil sa bola, ang pandikit ay inilapat sa gitnang axis, ang bola ay nakatakda sa nais na taas at pinaikot kasama ang nais na sektor ng pagmamarka. Yung. Sa yugtong ito, tinutulungan ng mga crossbar na iposisyon ang gitnang bola sa nais na anggulo ng pag-ikot. Ulitin ng sampung beses:

Pagkatapos nito, ang mga miyembro ng krus ay maaaring alisin at ang mga bahagi ay maaaring ipadala para sa pagpipinta:

Nang matuyo na ang lahat, sinimulan namin ang pangwakas na pagpupulong.

Ang bawat nakahalang stick ay may deoxyribose na nakakabit dito... Sa tingin ko... Deoxyribose sa orihinal. Alam ng kanyang aso kung ano ito... Hindi mahalaga. Ang pangunahing bagay ay alam ng anak na babae kung ano ito. Bahala siya na itulak ang regalo sa harap ng guro, hindi ako :-)

Ang mga bola mismo ay dapat na puti, kaya hindi na kailangang ipinta ang mga ito:

Ang mahaba at maingat na proseso ng pag-assemble ng modelo:

Ang natitira na lang ay magdagdag ng mga phosphate chain. Sa pagkakaintindi natin, kadalasang inilalarawan ang mga ito sa anyo ng napakakilalang double helix na iyon.

Dalawang ribbon ang pinutol mula sa makapal na makapal na pilak na papel:

Ang mga guhit na ito ay nakadikit sa mga tuktok ng pinakalabas na mga bola sa modelo. Ganito:

Sa yugtong ito ako ay personal na nasangkot sa unang pagkakataon. Hindi sapat ang dalawang kamay. Kinakailangan para sa isang tao na hawakan at gabayan ang mga piraso, at ang pangalawa ay maglapat ng pandikit at pindutin.

Hindi bababa sa, pinamamahalaan namin ang pamamaraang ito, sa kalaunan ay nakuha ang ninanais na modelo:

Ayon sa mga kondisyon ng gawain, kinakailangan din na italaga ang lahat ng mga ekstrang bahagi. Nagpasya kaming limitahan ang aming sarili sa pagdikit ng alamat sa stand. Sa swerte, naubusan ng color ink ang printer. Samakatuwid, kinailangan kong mag-print ng b/w na bersyon at kulayan ito ng mga felt-tip pen:

Hindi rin gumana ang lamination sa unang pagkakataon. Ang yunit ay ngumunguya ng dalawang label bago gawin ang pangatlo nang normal:

Hindi ko alam kung ano ang nangyari. Nagamit ko na ang unit na ito nang isang daang beses at hindi pa siya ngumunguya ng kahit ano dati... One way or another, we got our label:

Ang modelo ay handa na:

Ngayon ang aking anak na babae ay kailangang kabisaduhin ang bibig na bahagi ng pagtatanghal. Pero hindi ko na siya matutulungan dito. Sana kayanin niya mismo. Mayroon pa siyang isang linggo para isiksik ang teoretikal na bahagi. Isusulat ko mamaya kung paano ko natuloy ang proyekto..

Madali ang pagtiklop ng paper crane! Ang paggawa ng crane mula sa DNA molecule... ay madali din! Sa kaunting tiyaga at kasanayan, maaari kang lumikha ng mga tunay na gawa ng sining sa labas ng papel gamit ang iyong sariling mga kamay. Ang mga molekula ng DNA, sa turn, ay hindi nangangailangan ng mga espesyal na kasanayan at binuo sa magagandang istruktura tulad ng origami nang madali at natural! Parang mga ravings ng isang baliw, sabi mo. Hindi talaga! Sa artikulong ito, matututunan mo kung paano gumawa ng sarili mong DNA origami figurine, kung paano magnakaw ng ginto gamit ang mga robot, at kung sino ang mananalo sa labanan sa pagitan ng ipis at DNA machine.

Ang gawaing ito ay nai-publish bilang bahagi ng isang kumpetisyon ng mga sikat na artikulo sa agham na ginanap sa kumperensyang "Biology - Science of the 21st Century" noong 2014.

Ang origami ng DNA at mga kaugnay na DNA nanotechnologies ay bumuo ng isang hiwalay na larangang pang-agham sa nakalipas na dekada at nakatanggap ng mabilis na pag-unlad sa gawain ng ilang mga grupong siyentipiko sa buong mundo. Sa pangkalahatan, ang terminong "DNA origami" ay nagtatago ng isang teknolohiya para sa nakadirekta na pagbuo ng mga molekula ng DNA na may kakayahang mag-assemble ng sarili sa mga paunang nakalkula at kunwa na mga bagay. Ang ganitong mga disenyo ay maaaring maging flat o three-dimensional, medyo simple at lubhang masalimuot. Ang lahat ay kapareho ng sa Japanese art ng pagtitiklop ng isang sheet ng papel, dito lamang sa halip na isang sheet ng papel ay may isang DNA strand!

Tulad ng maraming pagtuklas at pag-unlad sa siyensiya, ang direksyong ito ay lumitaw, sa isang kahulugan, nang hindi sinasadya at hindi inaasahan. Sa unang pagkakataon, ang Amerikanong siyentipiko na si Ned Seaman ( Ned Seeman) noong unang bahagi ng 1980s. Itinuro ng mananaliksik ang isa sa mga pangunahing paghihirap ng paraan ng crystallography ng X-ray (ginagamit noon at hanggang ngayon upang matukoy ang istraktura ng mga molekula ng protina), lalo na ang pangangailangan na pumili ng tumpak na mga kondisyon para sa pagkuha ng isang "dalisay" na kristal, kung saan ang isa maaaring hatulan ang istraktura ng protina, at itakda bilang kanyang layunin ang pag-unlad ng auxiliary na teknolohiya para sa pag-aayos ng mga sample ng protina (Fig. 1). Upang malutas ang mga problema, kailangan munang malaman kung paano tipunin ang mga molekula ng DNA sa mga kinakailangang istruktura ayon sa sariling pagnanais at pag-unawa.

Larawan 1. A. Woodcut "Depth" na nilikha ni Maurits Cornelis Escher noong 1955. Sinasabi na habang tinitingnan ang gawaing ito ng sining sa cafeteria ng unibersidad, si Ned Seaman ay nabigyang inspirasyon na lumikha ng isang bagong teknolohiya na magpapasimple sa pagkikristal ng polypeptides at, samakatuwid, ang mga istrukturang pag-aaral ng mga protina. Nagkaroon ng mali sa pagtukoy sa spatial na organisasyon ng mga protina, ngunit ang mga ideya ng Seaman ay kinuha ng ibang mga mananaliksik at humantong sa paglitaw ng DNA origami. B. Scheme ng proseso ng crystallization ng protina, iginuhit SA. Ang ideya ng mga istruktura ng DNA para sa tamang oryentasyon ng mga molekula sa espasyo, na inilalarawan ni Seeman (pagsasalin ng may-akda ng artikulo).

Ang paghahanap at paglalarawan ng iba't ibang katangian ng elementarya na mga konstruksyon ng DNA ay tumagal ng ilang taon. Noong 1991, ipinakilala ni Ned Seaman ang isang nanometer cube na ang mga gilid ay kumakatawan sa mga molekula ng DNA. Pagkaraan ng ilang oras, sa kabila ng pag-aalinlangan ng ilang mga siyentipiko, ang gawain ay kinikilala bilang natitirang. Para sa kanya, si Ned Seaman ay ginawaran ng Feynman Prize para sa nanotechnology noong 1995 at tuluyang bumaba sa kasaysayan ng agham bilang lumikha ng unang DNA nanotechnology.

Ang mga resulta ni Ned Seaman at ng kanyang laboratoryo ay nagsilbing pundasyon para sa mga ideya ng isa pang makikinang na mananaliksik at, nang walang pagmamalabis, isang pangunahing pigura sa larangan ng DNA origami - ang Amerikanong si Paul Rothemund. Noong 2006, naglathala siya ng isang artikulo sa pinaka-makapangyarihang publikasyong siyentipiko Kalikasan, na naglalarawan ng isang paraan para sa pagkuha ng tumpak na mga istruktura ng DNA na may ibinigay na hugis, at nagpakita rin ng mga detalyadong resulta at pagsusuri ng naturang naka-target na disenyo. Hindi tulad ng iba pang mga mananaliksik, hindi siya nakagawa ng mga sala-sala mula sa mga indibidwal na molekula, ngunit tunay na mga flat figure ng ilang mga hibla ng DNA ang lapad (Fig. 2). Agad na kumalat ang artikulong ito sa mga sikat na magazine, balita at blog sa agham, dahil ang mga istruktura at larawang ipinakita ay humanga kahit na ang hindi sanay na mambabasa sa siyensya. Hindi nakakagulat, ang mga ilustrasyon ng eksperimento ay itinampok sa pabalat ng isyu ng magazine.

Figure 2. Ang ilang mga istraktura na binuo gamit ang DNA origami at ipinakita sa isang artikulo ni Paul Rothemund.

Sa mga sumunod na taon, ilang dosenang artikulo ang nai-publish sa teknolohiya ng DNA origami. Ang bilang ng mga nakuhang hugis, sukat ng mga istraktura at ang kanilang pagiging kumplikado ay lumago. Ang ilan sa mga resulta ay eksperimento na nasubok sa mga tunay na biological na bagay upang malutas ang mga inilapat na biotechnological at medikal na problema.

2D DNA origami: mula simple hanggang kumplikado

Paano tinitiklop ng mga siyentipiko ang DNA origami? Tingnan natin ang mga detalye ng pamamaraang ito. Upang magsimula, kailangan natin ng isang mahabang single-stranded na molekula ng DNA, na gaganap sa papel ng isang frame at ang batayan ng ating hinaharap na bagay. Sa mga unang eksperimento, ginamit ang M13 phage DNA, 7249 nucleotides ang haba, ngunit ngayon, sa pagpapabuti ng isang bilang ng mga teknolohiya, ang iba pang mga sequence ng DNA ay nagsimula nang gamitin. Kakailanganin natin ang paunang na-synthesize na maikling komplementaryong DNA strands (tinatawag ding "splicer strands" o "DNA staples", karaniwang 30-40 nucleotides ang haba), ang pagkakasunud-sunod nito ay dapat piliin gamit ang computer modelling at structural analysis. Ngayon paghaluin natin ang mga solusyon sa isang mahabang molekula at maiikling "mga clip" at painitin ang timpla sa temperatura na 95 ° C upang ang mga random at hindi kinakailangang mga molekular na bono ay masira. Sa panahon ng proseso ng paglamig sa temperatura ng silid (ang pamamaraang ito ay tinatawag na pagsusubo), ang mga molekula ng DNA mismo ay magsasama-sama, na bumubuo ng istraktura na kailangan natin. Ito ay kasing simple - ginagawa nila ang lahat para sa atin mismo!

Larawan 3. A, B ilarawan ang isang diagram ng mga koneksyon sa pagitan ng scaffold DNA (gray curve) at fastening oligonucleotides (curves ng iba't ibang kulay). SA) Hakbang-hakbang na diagram para sa paggawa ng DNA origami.

Ang resulta ng eksperimento ay isang solusyon na naglalaman ng nais na mga konstruksyon ng DNA. Sa isang patak ng solusyon mayroong bilyun-bilyong maliliit na bagay na, hindi tulad ng mga papel na origami figure, ay hindi maaaring hawakan, ibigay sa iyong mga kamay o suriin. Upang suriin ang resulta, kailangan namin ng isang device na may ultra-high na resolution - isang atomic force microscope (AFM) o isang electron microscope. Pagkatapos ng lahat, napakahirap makakita ng mga figure na may sukat na 50-100 nm!

Para makalikha ng flat DNA origami structures, ang magkatabing double-stranded molecule ay dapat na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng crossover, isang espesyal na uri ng intertwining ng DNA strands. Ang interweaving na "glue" na mga katabing chain sa pamamagitan ng Watson-Crick na komplementaryong pagpapares at pinipigilan ang buong istraktura mula sa pagbagsak. Dahil sa malaking bilang ng mga fastening chain, ang mga algorithm ay kinakailangan upang kalkulahin ang posibilidad ng kanilang tumpak na akma sa pangunahing kadena. Kung ang isang staple ng DNA ay nakaupo sa maling lugar, maaari itong humantong sa parehong depekto sa istruktura at kumpletong pagkalito sa akma ng lahat ng iba pang staple. Sa pinakamasamang kaso, maaari itong humantong sa hindi pagsasama-sama ng istraktura. Gayunpaman, ang sariling pagpupulong ng mga molekula sa isang perpektong patag na istraktura ay hindi isang madaling gawain.

Figure 4. Ang katumpakan ng nakolektang pattern ay maaaring masyadong mataas at literal na nasa bingit ng resolusyon ng mga modernong aparato. Posible upang matiyak na ang mga hairpin ng DNA ay na-knock out sa isang makinis, patag na "DNA canvas" sa mga paunang natukoy na lugar. Tila isang pattern ang ginawa gamit ang mga buhol sa isang piraso ng tela. Ito ay eksakto kung paano pinagsama-sama ang isang mapa ng western hemisphere ng Earth, na maaaring makita ng eksklusibo sa tulong ng AFM (a, b).

Ang dalawang-dimensional na istruktura batay sa DNA origami ay nagpapahintulot sa isa na makamit hindi lamang ang isang malawak na iba't ibang mga hugis, ngunit sa tulong ng pamamaraang ito ay maaaring makamit ng isang tao ang walang uliran na katumpakan sa paglalagay ng mga kinakailangang functional na grupo at molekula. Ang mga molekula na nakatali sa mga staple ng DNA ay maaaring ilagay nang may katumpakan hanggang sa ilang nanometer at kahit angstrom (kung na-assemble nang tama)!

Kung kailangan mong mag-ipon ng isang mas malaking istraktura, kailangan mo lamang na ikonekta ang ilang mahabang kadena sa isang pinagsama-samang istraktura, tulad ng sa isang set ng konstruksiyon o malalaking numero ng origami. Sa pagsasagawa, ito ay maaaring gawin sa parehong paraan tulad ng inilarawan para sa isang solong frame na molekula ng DNA - kailangan mong paghaluin ang lahat ng mga sangkap ng hinaharap na bagay sa isang test tube, painitin ito at maghintay para sa isang himala, o tipunin ang bawat bahagi nang hiwalay. , at pagkatapos ay pagsamahin ang mga yari na elemento para sa huling pagpupulong. hindi gaanong matinding pag-init. Sa unang diskarte, kailangan nating magtrabaho kasama ang isang medyo malaking bilang ng mga bahagi, na nagpapataas ng posibilidad ng hindi tamang pagpupulong ng molekular. Kapag nag-iipon ng mga bahagi nang hiwalay, kinakailangan na magsagawa ng ilang independiyenteng mga eksperimento at magsagawa ng karagdagang hakbang - paulit-ulit na pagsusubo ng mga maliliit na istruktura kapag pinainit sa temperatura na 50 ° C. Sa temperatura na ito, ang mga bahagi ay hindi pa nahuhulog, ngunit mas madaling nauugnay sa isa't isa [,].

3D DNA origami

Sa ilang partikular na pagbabago, ang diskarte na ginagamit sa pagdidisenyo ng mga patag na istruktura ay maaaring gawing pangkalahatan sa isang mas kumplikadong volumetric case. Kapag nagtatayo ng mga istrukturang 3D, maaari mong, tulad ng dati, gumamit ng mga crossover, isinasaalang-alang ang karagdagang ikatlong dimensyon, at tipunin ang lahat sa isang eksperimento, o kailangan mong magsimula sa mga indibidwal na pinagsama-samang mga flat DNA na bagay at pagkatapos ay pagsamahin ang mga ito sa panghuling istraktura. Napakahalaga ng pagpili ng tamang pagkakasunud-sunod ng mga hakbang sa kaso ng 3D DNA origami dahil sa mas malaking bilang ng mga molekulang kasangkot. Para sa mga partikular na kumplikadong istruktura (lalo na kapag pumipili ng unang diskarte sa pagpupulong sa isang eksperimento), maaaring tumagal ng ilang araw ang self-assembly ng isang bagay.

Sa kabila ng lahat ng mga paghihirap na maaaring lumitaw, ang mga three-dimensional na istruktura ay kaakit-akit sa mga mananaliksik! Pagkatapos ng lahat, ang mga three-dimensional na bagay, dahil sa iba't ibang posibleng mga hugis, ay maaaring gamitin sa isang malawak na hanay ng iba't ibang mga inilapat na gawain.

Figure 5. "kahon" ng DNA na may pambungad na takip at isang molekular na "lock". Nakuha sa Danish Center para sa DNA Nanotechnology noong 2009. Inaasahan na sa hinaharap ang gayong disenyo ay gagamitin para sa naka-target na paghahatid ng mga gamot sa ilang mga cell, kung saan ito ay bubuksan gamit ang isang molekular na "susi".

Kaya, gamit ang ilang magkaparehong mga parisukat, nagawa ng mga siyentipiko na mag-ipon ng isang guwang na kubo (bagaman bahagyang deformed). Upang maalis ang mga bahid ng disenyo, ang mga mananaliksik ay naglagay ng takip sa kubo na ito, na naka-lock ng isang nanometer-sized na lock. Ang pagbubukas ng takip ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagbabago ng conformation ng lock sa pamamagitan ng pagpapares sa maliliit na “DNA keys” (Fig. 5). Nakatulong ang FRET effect na matiyak na ang cube ay ligtas na naka-lock at nakabukas lamang gamit ang isang partikular na susi. Kasabay nito, ang disenyong ito ay naging isa sa mga unang lalagyan ng uri nito para sa target na paghahatid ng gamot. Sa ngayon, siyempre, sa hinaharap lamang.

Ang susunod na yugto sa disenyo ng mga 3D na bagay ay ang pagpupulong ng mga bloke ng gusali, na kalaunan ay pinagsama-sama tulad ng mga bahagi ng isang set ng konstruksiyon (maaari mong basahin ang higit pa tungkol dito sa).

Diksyunaryo

Mga aplikasyon ng DNA origami: DNA chips, molecular machine at nanorobots

Sa ngayon, higit sa lahat ay hinawakan namin ang proseso ng pagdidisenyo at pag-assemble ng DNA origami, at halos walang binanggit kung bakit kailangan ang lahat ng ito. At sa katunayan, ang mga istruktura ng DNA ay hindi binuo upang humanga sa kanila at makatanggap ng aesthetic na kasiyahan! Ang modernong DNA nanotechnology ay naglalayong lutasin ang ilang inilapat na problema na may kaugnayan sa medisina, biotechnology at programming.

Ang mga konstruksyon ng DNA ay maaaring magdala sa ibabaw ng ilang mahigpit na nakatuon na mga functional na grupo na partikular na nagbubuklod sa isa o ibang molekula, at sa gayon ay nairehistro ang kanilang presensya. Sa pinakasimpleng mga kaso, ang isang espesyal na staple ng DNA ay na-synthesize na may isang sequence na pantulong sa RNA o DNA molecule sa solusyon. Kapag gumagamit ng AFM, maaari pa nating i-record ang pagkilos ng isang solong pagbubuklod ng naturang molekula, dahil kapag ang isang koneksyon ay nangyari sa pagitan ng istraktura ng DNA origami at ang target na molekula, ang huli ay nagsisimulang "lumabas" nang malakas. Ito ay agad na mapapansin kapag sinusuri ang imahe.

Ang paggamit ng mga ligand o aptamer ay nagbibigay-daan sa paglikha ng mga tunay na sensor chips. Sa kanilang tulong, posible na irehistro ang pagkakaroon ng hindi lamang single-stranded nucleic acid molecule, kundi pati na rin ang mga molekula ng protina at iba pang mga compound na interesado sa amin. Sa isang matagumpay na kumbinasyon ng mga pangyayari, maaari nating pag-usapan ang pag-detect ng kahit isang molekula.

Ang kakayahan sa pagpaparehistro ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pag-aayos ng mga istruktura ng DNA origami sa ibabaw ng isang substrate. Sa kasong ito, ang substrate ay paunang minarkahan gamit ang mga pamamaraan ng lithography at etching, pagkatapos nito ay ginagamot ng mga espesyal na compound ng kemikal. Gamit ang tamang paghahanda ng "springboard" para sa pagtatanim, ang mga istruktura ng DNA ay eksaktong nakahanay sa pagkakasunud-sunod sa mga lugar na interesado sa amin at maging sa nais na oryentasyon. Kung sama-sama, ang pagkakasunud-sunod ng naturang mga operasyon ay nagreresulta sa medyo tumpak na paglalagay ng mga istruktura ng DNA origami sa substrate, na, naman, ay nagsisilbing substrate para sa mas tumpak na paglalagay ng mga pinag-aralan na molekula ng isang napaka-ibang kalikasan. Ang chip para sa isang malawak na hanay ng mga nakikitang kemikal na compound ay handa nang gamitin!

Ang isa sa mga pinaka-kagiliw-giliw na lugar ng DNA nanotechnology ay ang paglikha ng mga molekular na makina na maaaring magsagawa ng iba't ibang mga operasyon na may kaunting interbensyon ng tao. Halimbawa, si Ned Seaman at ang kanyang mga kasamahan ay nag-assemble ng walking DNA machine na may dalawang paa. Sa isang pre-designed na substrate (ginawa rin mula sa DNA), naglagay sila ng ilang iba pang simpleng DNA machine na may hawak na mga nanoparticle ng ginto at maaaring palabasin ang mga ito kapag binago nila ang conformation. Ang aming "molecular pedestrian" ay lumakad sa substrate (sa isang dating kilalang kalsada, na kailangan ding tipunin) at, nang makitang malapit ito sa mga gold carrier, inalis nito ang isang gold nanoparticle mula sa kanila! Nang makakuha ng ilang ginto, hindi huminahon ang ating bayani at sinundan ang susunod na bahagi ng pagnanakaw ng ginto. Sa pagtatapos ng mga eksperimento, ang sakim na DNA pedestrian ay dapat na nagpayaman nang husto!

Upang ipakita ang mga kakayahan sa paggalaw ng mga molecular machine, ang isa pang grupo ng mga mananaliksik ay nagtipon ng isang "spider" ng DNA na may tatlong binti at isang buntot. (Ito ay naging kakaibang gagamba, siyempre, ngunit ipipikit namin ang aming mga mata doon.) Ang mga functional na molekular na grupo ay nakakabit sa mga binti ng DNA na "gagamba," na naging posible na lumipat sa isang track na espesyal na nilikha. para sa layuning ito. Ang gagamba ay tinalian ng buntot na may molecule-lock sa pinakasimula ng paglalakbay nito; pagkatapos, pagkatapos iugnay ang lock molecule sa key molecule, siya ay pinakawalan at tumakbo upang galugarin ang mundo! Ang paggalaw ng DNA spider ay nakunan sa real time gamit ang kabuuang internal reflection microscopy - ang average na bilis nito ay 3 nm/min. Tila, hindi siya tumakas, ngunit sa halip ay naglakad-lakad sa kanyang landas na may kasiyahan.

Malaki ang pag-asa sa DNA origami at iba pang DNA nanotechnologies na may kaugnayan sa isyu ng naka-target na paghahatid ng mga gamot sa mga cell na nangangailangan. Sa kasamaang palad, ang lugar na ito ay hindi gaanong binuo gaya ng iba at nasa ilalim pa rin ng masinsinang pananaliksik. Maaari lamang tayong maniwala na ang mga pagtuklas na may kaugnayan sa mga robot ng DNA na nagsisilbi sa benepisyo ng pangangalagang pangkalusugan at sangkatauhan sa kabuuan ay darating pa!

Sa halip na isang konklusyon

Sa ngayon, ang mga siyentipiko mula sa iba't ibang bansa ay nakolekta ng isang malaking halaga ng pang-eksperimentong data at inilarawan ang isang malaking bilang ng mga mekanismo batay sa mga teknolohiya ng DNA, na hindi pa ganap na nauunawaan at nasusuri. Imposibleng ilarawan nang detalyado ang bawat isa sa mga nagresultang istruktura at ang mga pakinabang nito sa iba. Pagkatapos ng lahat, kung 10 taon lamang ang nakalipas ay ilang mga laboratoryo lamang sa buong mundo ang nagsasagawa ng ganitong uri ng pananaliksik, ngayon ang kanilang bilang ay umaabot sa ilang dosena. Tungkol sa kinabukasan ng larangang ito ng agham, isa lamang ang masasabing tiyak - ito ay magiging mas kawili-wili! Upang kumbinsihin ka nito, narito ang pamagat ng isang artikulo na inilathala noong Abril 2014 - "Universal computing ng DNA origami robots sa isang buhay na hayop," na naglalarawan sa paggamit ng DNA nanorobots sa mga buhay na ipis Programmed two-dimensional self-assembly ng maraming piraso ng DNA origami jigsaw. ACS Nano 5, 665-671; ;

Zhao Z., Liu Y., Yan H. (2011). Pag-aayos ng mga tile ng DNA origami sa mas malalaking istruktura gamit ang mga preformed scaffold frame. Nano Lett. 11, 2997-3002; ;

Andersen E. S., Dong M., Nielsen M. M., Jahn K., Subramani R., Mamdouh W., Kjems J. (2009). Self-assembly ng isang nanoscale DNA box na may nakokontrol na takip. Kalikasan 459, 73-76; ;

Mga Elemento: "Ang mga nanostructure ng DNA ay maaaring tipunin gamit ang prinsipyo ng Lego";

Ke Y., Lindsay S., Chang Y., Liu Y., Yan H. (2008). Self-assembled water-soluble nucleic acid probe tiles para sa walang label na RNA hybridization assays. Agham 319, 180-183; ;

Kershner R.J., Bozano L.D., Micheel C.M., Hung A.M., Fornof A.R., Cha J.N., Wallraff G.M. (2009). Paglalagay at oryentasyon ng mga indibidwal na hugis ng DNA sa mga ibabaw na may pattern na lithographic. Nat. Nanotechnol. 4, 557-561; ;

Omabegho T., Sha R., Seeman N.C. (2009). Isang bipedal DNA Brownian motor na may mga naka-coordinate na binti. Agham 324, 67-71; ;

Gu H., Chao J., Xiao S.J., Seeman N.C. (2010). Isang proximity-based programmable DNA nanoscale assembly line. Kalikasan 465, 202-205; ;

Lund K., Manzo A. J., Dabby N., Michelotti N., Johnson-Buck A., Nangreave J., Yan H. (2010). Molecular robot na ginagabayan ng mga prescriptive na landscape. Kalikasan 465, 206-210; ;

Amir Y., Ben-Ishay E., Levner D., Ittah S., Abu-Horowitz A., Bachelet I. (2014). Universal computing sa pamamagitan ng DNA origami robot sa isang buhay na hayop. Nat. Nanotechnol. doi: 10.1038/nnano.2014.58;

• Pang-edukasyon: upang makabuo ng paunang kaalaman tungkol sa istruktura, komposisyon ng kemikal at mga tungkulin ng molekula ng DNA.
• Pag-unlad: itaguyod ang paglago ng isang aktibong posisyon sa buhay, bumuo ng kakayahang pag-aralan at ilapat ang nakuha na kaalaman sa buhay.
• Pang-edukasyon: upang pagyamanin ang isang pakiramdam ng responsibilidad para sa iyong buhay at ang buhay ng mga hinaharap na mga bata; magtanim ng pagmamahal sa kalikasan.

Pang-edukasyon na visual aid:

• indibidwal na mga task card para sa pagsuri sa materyal na sakop sa tatlong bersyon
• audio recorder
• card na may mga termino
• Modelo ng pagpapakita ng DNA
• isang set ng may kulay na wire para sa paggawa ng "iyong sariling" DNA
• set ng mga colored crayons

Sa panahon ng mga klase

1. Panimulang talumpati ng guro.

"Ang kalikasan ang pinakamahalagang bagay, at ang lahat ay ginagawa ayon sa mga batas nito, at tayo ay isang butil ng kalikasan mismo at nabubuhay din ayon sa mga batas nito, at ang parehong mga puwersa ay kumikilos sa loob natin." Ito ang mga salita mula sa libro, may-akda ng sikat na "Hardening System - Human Training" - P.K. Ivanov.

Subukan nating tukuyin ang mga keyword dito:

KALIKASAN, MGA BATAS NG "KAPANGYARIHAN" SA LOOB NATIN.

Pamilyar kami sa mga konseptong ito mula sa mga kurso sa pisika, kimika, at biology. Ngunit anong mga puwersa ang nasa loob natin, kung paano sila gumana - malalaman natin sa panahon ng aralin.

2. Magpainit.

Tulad ng alam mo na, ang mga cell ay naglalaman ng humigit-kumulang 80 iba't ibang elemento ng kemikal.

Mayroon silang iba't ibang epekto sa mga katangian at proseso sa mga buhay na organismo

Kaya, ang gawain:

Pagpipilian I - ang impluwensya ng mga elemento sa katawan:

Ca, Fe, Md, I, Zn.

Pagpipilian II - pangalanan ang mga macroelement, microelement, ultramicroelement (mga simbolo ng kemikal, % na nilalaman).

Pagpipilian III - sagutin ang mga tanong:

Anong mga sangkap ang nauuri bilang inorganic?

Anong mga sangkap ang nauuri bilang organic?

Ano ang ibig sabihin ng "inorganic"?

Ano ang ibig sabihin ng "organic"?

Ang lahat ng nabubuhay na organismo ay binubuo ng... (magsisimula ang mahinahong musika)

3. Pag-aaral ng bagong materyal.

Nabatid na ang fairy tale ay isang kasinungalingan, ngunit mayroong isang pahiwatig dito at isang hindi pangkaraniwang aral ang nakuha. Aralin na walang paksa.

Gawain ng problema:

Tukuyin ang pangalan ng paksa ng aralin sa panahon ng pagpapaliwanag. Kaya, magsasabi ako ng isang fairy tale, at itatala mo ang "mga pahiwatig" sa iyong kuwaderno.

Sa isang tiyak na kaharian, isang intracellular na estado, mayroong isang nucleus. Sobrang bilog at cute. At ang pangalan ay napakasimple - Core (isang diagram ay iginuhit sa pisara habang umuusad ang kuwento). (Larawan 1)

Hindi ito nag-abala sa akin. Ang estado, bagaman maliit, ay may wastong mga hangganan (shell) at isang moat na may malapot na likido (cytoplasm). Ang mga piranha ay nanirahan doon (lysosomes). Kapag ang tusong mga mangangalakal sa ibang bansa ay nagdala ng mga kalakal sa kabila ng hangganan (metabolismo), mahigpit na sinusubaybayan ng mga lysosome ang kalidad, at ang mababang kalidad na mga produkto ay agad na natutunaw: kasama ang mga mangangalakal.

Naging proud ang core na ito ay napakahalaga. Ang mga mangangalakal ay "sinira ang kanilang mga takip" sa harap niya at itinalaga sa kanya ang kanilang sariling titulo, isang titulo sa ibang bansa. Simula noon, nagsimula silang matalinong tumawag sa core - NUCLEUS (habang nagpapatuloy ang aralin, ang mga card na may mga gawain ay naka-attach sa board).

Lumipas ang oras. Malungkot si Nucleus, walang kausap, naisip niyang ipasa ang mana, naisip niya at nagpasya na lumikha ng isang maliit na bata mula sa kanyang katawan (nucleotides).

Nag-aayos ng mga nucleotide:

Dito adenyl(A), dito cytidyl(C), dito thymine(T), eto guanyl(G).

Walang gumagana. Buti na lang nagpakita ang mga bisita. Dumating ang isang kaibigan sa dibdib - isang enzyme, at mga pinsan - isang hydrogen at covalent bond. Tapos tumakbo na yung ATF. Ipinagyayabang ng lahat kung gaano ito kagaling.

Bumaba ang lahat upang magtulungan - inilatag ang mga nucleotide.

Ang covalent bond ay ang pinakamatalino, pinakamalakas, at nagsimulang pagsama-samahin ang mga nucleotide sa mga pares, hindi basta-basta, ngunit may pakiramdam. At ang pakiramdam na ito" complementarity" ay tinatawag. (Figure 2)

Dito nakialam ang hydrogen bond: "Kahit na laxative ako, tutulong din ako; sige, hihigpitan ko nang maayos ang lahat." At "pinulupot ito." Ito ay naging maganda. (Larawan 3)

Ang enzyme ay agad na nagbigay ng pangalan sa bagong panganak - polynucleotide, At pagkatapos ay sumigaw ang ATF (isang napaka-energetic na tao):

"Babae! Tingnan mo, may bewang!" Walang magawa. Nagsimula silang pumili ng ibang pangalan. Naalala namin. Mayroong isang lola sa kaibuturan, ang kanyang pangalan ay - Deoxyribose. Kaya nagpasya silang pangalanan ang bagong panganak na deoxyribonucleic acid, o sa madaling salita, DNA. Dito nagtatapos ang fairy tale, at kung sino ang nakinig ay magpapangalan sa paksa ng aralin:

"Kapanganakan ng DNA"

4. Consolidation - "Buuin ang iyong DNA."

(Lahat ay gumagawa ng kanilang sariling DNA mula sa kulay na kawad)

isang double-stranded superhelix ay nakuha

5. Konklusyon.

At nang lumaki ang DNA, nakatanggap siya ng pasaporte, naging bahagi ng chromosome, at nakakuha ng trabaho doon: nag-iimbak at nagpapadala siya ng genetic na impormasyon.

Marahil ito ang "puwersa sa loob natin."

6. Takdang-Aralin.

a) pasalita - ang aking natuklasan ngayon

Ano ang nagbago sa aking pananaw sa mundo

b) nakasulat - sumulat ng mga patakaran ng pag-uugali na may kaugnayan sa lahat ng nabubuhay na bagay sa ngalan ng: lobo, liyebre, karot.