Модели молекул из спичек и пластилина: как сделать ДНК и углеводороды

Вход на сайт

• Литературное творчество
• Музыкальное творчество
• Научно-техническое творчество
• Художественно-прикладное творчество

Для многих людей, а тем более школьников ДНК остается чем-тозагадочным. Поэтому данный проект направлен на всестороннее изучение ДНК иметодов ее выделения в доступной для школьников форме.

Предварительный просмотр:

Таблица №1

Автор работы:

Мамутова Василина Витальевна

9 Б класс МБОУ СОШ № 5

г. Николаевска-на-Амуре

Руководитель:

Шайтанова Екатерина Игоревна,

учитель химии МБОУ СОШ № 5

г. Николаевска-на-Амуре

Таблица №2

Введение
Глава 1. Теоретическое обоснование темы проекта ………………………….	4
	4
	5
	9
Глава 2. Изготовление модели молекулы ДНК  ……………………………………	11
	11 1
	11
	13
Заключение………………………………………………………………………	14
Список использованной литературы…………………………………………..	15

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – своеобразный чертеж жизни, сложный код, в котором заключены данные о наследственной информации. Эта сложная макромолекула способна хранить и передавать наследственную генетическую информацию из поколения в поколение.

ДНК определяет такие свойства любого живого организма как наследственность и изменчивость. Закодированная в ней информация задает всю программу развития любого живого организма. Генетически заложенные факторы предопределяют весь ход жизни человека.

Для многих людей, а тем более школьников ДНК остается чем-то загадочным. Поэтому данный проект направлен на всестороннее изучение ДНК и методов ее выделения в доступной для школьников форме.

Целью моей проектной работы является изготовление модели молекулы ДНК.

1. Изучить теоретические материалы по строению и свойствам молекулы ДНК;
2. Подобрать необходимые материалы для создания модели молекулы ДНК;
3. Создать модель молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты.

• Эмпирический – сбор информации по теме проекта и ее анализ;
• Моделирование – подготовка материала и изготовление молекулы ДНК;
• Математический – расчет стоимости модели.

Практическая значимость проектной работы заключается в использовании данной модели на уроках химии и биологии.

В 1881 году немецкий биохимик, лауреат Нобелевской премии Альбрехт Коссель идентифицировал нуклеин как нуклеиновую кислоту. Ему также принадлежит выделение азотистых оснований, лежащих в основе ДНК: аденина, цитозина, гуанина и тимина.

В 1944 году Освальд Эвери обосновал, что именно ДНК, а не белки, трансформируют свойства клеток.

Эрвином Чаргаффом с 1944 по 1950 года было исследовано то, что ДНК отвечает за наследственность. Его открытия, известные как «Правила Чаргаффа», доказали, что единица азотистых оснований одинаковы в двухцепочной молекуле ДНК, им также было обнаружено, что ЖНК различается у разых видов.

В конце 1940-х годов Барбара Мак-Клинток обнаружила мобильность генов.

Вплоть до 50-х годов XX века точное строение ДНК, как и способ передачи наследственной информации, оставалось неизвестным. Хотя и было доподлинно известно, что ДНК состоит из нескольких цепочек, состоящих из нуклеотидов, никто не знал точно, сколько этих цепочек и как они соединены.

В 1951 Розалиндой Франклин была доказана спиральная форма ДНК, что было подтверждено Уотсоном и Криком два года спустя.

Структура двойной спирали ДНК была предложена Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 г. на основании рентгеноструктурных данных, полученных Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин, и правил Чаргаффа. Позже предложенная Уотсоном и Криком модель строения ДНК была доказана, а их работа отмечена Нобелевской премией по физиологии и медицине 1962 г. 25 апреля во всем мире отмечается как день ДНК.

После продолжительных исследований человечество стало учиться выделять ДНК и использовать молекулу в своих целях.

ДНК – это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков – нуклеотидов. Выделяют несколько уровней организации молекулы ДНК.

Первичная структура ДНК — линейная полимерная молекула, мономерами которой являются дезоксинуклеотиды — соединения, состоящие из молекулы фосфорной кислоты, углевода (дезоксирибозы) и азотистого основания.

Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы (фосфодиэфирные связи).

Вторичная структура ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух параллельных неразветвленных полинуклеотидных цепей, закрученных в противоположные стороны вокруг общей оси.

Пуриновые и пиримидиновые основания расположены внутри спирали, а остатки фосфата и дезоксирибозы – снаружи.

Две спирали удерживаются вместе водородными связями между парами азотистых оснований. Водородные связи образуются между определенными основаниями: тимин (Т) образует водородные связи только с аденином (А), а цитозин (Ц) – только с гуанином (Г). В первой паре азотистых оснований две водородные связи, а во второй – три.

Такие пары оснований называются комплементарными парами. А такое пространственное соответствие молекул, способствующее их сближению и образованию водородных связей, называется комплементарностью.

Две спирали в молекуле ДНК комплементарны друг другу. Последовательность нуклеотидов в одной из спиралей определяет последовательность нуклеотидов в другой.

В каждой паре оснований, связанных водородными связями, одно из оснований – пуриновое, а другое пиримидиновое. Общее число остатков пуриновых оснований в молекуле ДНК равно числу остатков пиримидиновых оснований.

Таким образом, ТИМИН (Т) комплементарен АДЕНИНУ (А), ЦИТОЗИН (Ц) комплементарен ГУАНИНУ (Г).

Комплементарность полинуклеотидных цепей служит химической основой главной функции ДНК – хранения и передачи наследственных признаков.

ДНК является носителем генетической информации, записанной в виде последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода. С молекулами ДНК связаны два основополагающих свойства живых организмов – наследственность и изменчивость.

В ходе процесса, называемого репликацией ДНК, образуются две копии исходной цепочки, наследуемые дочерними клетками при делении, отсюда следует, что образовавшиеся клетки оказываются генетически идентичны исходной.

Генетическая информация реализуется при экспрессии генов в процессах транскрипции (синтеза молекул РНК на матрице ДНК) и трансляции (синтеза белков на матрице РНК).

Последовательность нуклеотидов «кодирует» информацию о различных типах РНК: информационных, или матричных (мРНК), рибосомальных (рРНК) и транспортных (тРНК). Все эти типы РНК синтезируются на основе ДНК в процессе транскрипции.

Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин; также часто к незаменимым относят гистидин. Для детей также незаменимым является аргинин.

Белки являются необходимыми компонентами всех живых организмов и играют важную роль в жизнедеятельности клетки. Белки осуществляют процессы обмена веществ. Они входят в состав внутриклеточных структур – органелл и цитоскелета, секретируются во внеклеточное пространство, где могут выступать в качестве сигнала, передаваемого между клетками, участвовать в гидролизе пищи и образовании межклеточного вещества.

Таким образом, ДНК несет ответственность за рост и поддержание жизни, что выражается в выполнении этой молекулой трех жизненно важных функций.

Для создания модели молекулы ДНК был выбрана проволока и воздушный пластилин. Выбранные материалы легко соединяются, держатся крепко. Подобранные цвета хорошо контрастируют друг с другом и привлекают внимание.

1. Выбор материалов;
2. Изготовление основы и двойной спирали;
3. Подбор цветов пластилина: чтобы обозначить нуклеотиды: коричневый – аденин, желтый – тимин, оранжевый – гуанин, зеленый – цитозин, синий – дезоксирибоза, красный – остаток фосфорной кислоты.
4. Фиксация пластилина на двойную спираль;
5. Оформление подписи к модели.

Таблица №3

Этапы работы	Фотографии
1.Выбор материалов
2.Изготовление основы и двойной спирали
3.Подбор цветов пластилина: чтобы обозначить нуклеотиды: коричневый – аденин, желтый – тимин, оранжевый  – гуанин,  зеленый – цитозин, синий – дезоксирибоза, красный – остаток фосфорной кислоты
4.Фиксация пластилина на двойную спираль
5. Оформление подписи к модели
6.Готовая модель

Для изготовления модели молекулы ДНК был выбран воздушный пластилин. Выбор пол на него, так как он легкий и не прогнет основу. Основа из алюминия, сделана на заказ. Деревянная подставка от старой игрушки. После изготовления модели ДНК была рассчитана ее стоимость. Расчет стоимость готовой модели представлены в таблице 1.

Таблица №4

Материалы	Затраты	Стоимость
Воздушный пластилин	6 пакетов	120 р
Металлическая основа	1шт	350 р
Деревянная подставка	1шт	0 р
Итог		470 р

Из таблицы можно сделать вывод о итоговой стоимости готовой модели молекулы ДНК. Готовая стоимость составляет 470 рублей. Для сравнения стоимость магазинной модели в среднем составляет 1500 тысячи рублей.

В ходе реализации исследовательского проекта были изучены строение и свойства молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, подобраны материалы для создания модели, изготовлена модель молекулы ДНК.

Данная модель может быть использована на занятиях по биологии при изучении тем: «Химический состав клетки», «Обмен веществ и превращение энергии в клетке», «Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости», на уроках химии при изучении следующих тем «Гетероциклические органические соединения», «Биологически активные соединения», «Углеводы».

2. Химия. 10 класс: учебник: углубленный уровень / В. В. Еремин, Н. Е. Кузьменко, В. И. Теренин, А. А. Дроздов, В. В. Лунин; под ред. В. В. Лунина. – 9 – е изд., стер. – М.: Просвещение, 2026. – 446, с.: ил.

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него:

Подписи к слайдам:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 5 имени Героя Советского Союза Георгия Евдокимовича Попова г. Николаевска-на-Амуре Хабаровского края Автор работы: Мамутова Василина Витальевна 9 Б класс МБОУ СОШ № 5 г. Николаевска-на-Амуре Руководитель: Шайтанова Екатерина Игоревна учитель химии МБОУ СОШ № 5 г. Николаевска-на-Амуре ПРОЕКТ «Изготовление модели молекулы ДНК»

Целью моей проектной работы является изготовление модели молекулы ДНК Задачи: 1. Изучить теоретические материалы по строению и свойствам молекулы ДНК; 2. Подобрать необходимые материалы для создания модели молекулы ДНК; 3. Создать модель молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты.

Методы исследования Эмпирический – сбор информации по теме проекта и ее анализ; Моделирование – подготовка материала и изготовление молекулы ДНК; Математический – расчет стоимости модели. Практическая значимость проектной работы заключается в использовании данной модели на уроках химии и биологии.

План 1.Выбор материалов; 2.Изготовление основы и двойной спирали; 3.Подбор цветов пластилина: чтобы обозначить нуклеотиды: коричневый – аденин, желтый – тимин, оранжевый – гуанин, зеленый – цитозин, синий – дезоксирибоза, красный – остаток фосфорной кислоты. 4. Фиксация пластилина на двойную спираль; 5. Оформление подписи к модели.

Заключение ДНК – она двойная И строеньем не простая. Мономер-нуклеотид, Из трех штучек состоит За азотным основаньем Как в строю – вот красота. Углевод дезоксирибоза, Фосфорная кислота. Есть четыре основанья, Мы запомним их названья: Цитозин + гуанин, А тимин + аденин. В ходе реализации исследовательского проекта были изучены строение и свойства молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, подобраны материалы для создания модели, изготовлена модель молекулы ДНК.

Рабочий лист. Химия. Тема: "Решение задач по теме "Углеводороды"

Краткое описание методической разработки

Научить ученика решению задач по теме «Углеводороды» является одной из самых актуальных и значимых целей учителя химии в процессе преподавания органической химии ученикам 9-10 классов средних общеобразовательных школ и специальных классов. Не всегда это даётся легко и просто. В то же время требования к подготовке по органической химии на ЕГЭ усложняются с каждым годом, предъявляются всё более высокие требования к подготовке как учителей, так и учеников. Рабочий лист урока «Решение задач по теме «Углеводороды» поможет освоить ключевые алгоритмы и успешно применять это в своей профессиональной работе.

Часто задаваемые вопросы о создании моделей молекул из спичек и пластилина

Вопрос: Какие материалы лучше всего подходят для создания моделей молекул?
Ответ: Лучше всего использовать обычные спички (без серы) и пластилин разных цветов для обозначения разных атомов.

Вопрос: Какой пластилин лучше выбрать для моделирования молекул?
Ответ: Рекомендуется использовать мягкий пластилин, который легко лепится и не крошится, например, восковой или скульптурный.

Вопрос: Как обозначать разные атомы в модели?
Ответ: Используйте разные цвета пластилина: например, черный для углерода, белый для водорода, красный для кислорода.

Вопрос: Как соединять спички с пластилиновыми шариками?
Ответ: Просто воткните спичку в пластилиновый шарик. Для прочности можно слегка прижать пластилин вокруг спички.

Вопрос: Можно ли использовать зубочистки вместо спичек?
Ответ: Да, зубочистки тоже подойдут, но они тоньше и могут быть менее устойчивыми.

Вопрос: Как сделать модель молекулы воды (H2O)?
Ответ: Скатайте один большой красный шарик (кислород) и два маленьких белых (водород). Соедините их спичками под углом 104,5 градуса.

Вопрос: Как сделать модель метана (CH4)?
Ответ: Скатайте один черный шарик (углерод) и четыре белых (водород). Воткните спички в черный шарик так, чтобы они образовывали тетраэдр.

Вопрос: Как сделать модель этана (C2H6)?
Ответ: Соедините два черных шарика спичкой, а к каждому из них прикрепите по три белых шарика.

Вопрос: Как сделать двойную связь в модели?
Ответ: Используйте две параллельные спички между двумя атомами, чтобы показать двойную связь.

Вопрос: Как сделать тройную связь?
Ответ: Используйте три параллельные спички между двумя атомами.

Памятка: ключевые шаги для создания молекулярных моделей

1. Подготовьте пластилин разных цветов и спички.
2. Определите, какие атомы входят в состав вашей молекулы.
3. Скатайте шарики из пластилина: один цвет — один тип атома.
4. Соедините шарики спичками, соблюдая правильные углы связей.
5. Для одинарной связи используйте одну спичку.
6. Для двойной связи используйте две параллельные спички.
7. Для тройной связи используйте три параллельные спички.
8. Проверьте, чтобы все атомы были прочно закреплены.
9. Убедитесь, что модель устойчива и не разваливается.
10. Подпишите модель, указав название молекулы.
11. Сфотографируйте готовую модель для отчета.
12. Храните модель в сухом месте, чтобы пластилин не высох.