§ 4.6. ГЕНЕТИЧНА ІНФОРМАЦІЯ БІОСИСТЕМ ТА НАУКОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ

• Назад до змісту

ДІЯЛЬНІСТЬ

НАВЧАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Як організована генетична інформація організмів? Моделювання змісту теми. ГЕНЕТИЧНА ІНФОРМАЦІЯ

Р Формулює основне поняття теми «ГЕНЕТИЧНА ІНФОРМАЦІЯ»:
Генетична інформація — це сукупність відомостей про білки та спадкові властивості організму, що закодована в нуклеїнових кислотах за допомогою генетичного коду та передається нащадкам під час розмноження.

В Ілюструє прикладами значення молекулярно-генетичних досліджень:

• Молекулярна генетика досліджує молекулярні основи спадковості й мінливості організмів і вірусів за допомогою методів секвенування генів і полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР).
• Найважливішими досягненнями є хімічний і штучний синтез функціональних генів (Г. Ґ. Корана), відкриття генетичного коду, розкриття механізмів реплікації, транскрипції, трансляції та репарації ДНК.
• Дослідження застосовують у персоніфікованій медицині й фармакогенетиці (підбір ліків проти хвороб Альцгеймера і шизофренії), палеогеноміці (вивчення давньої ДНК неандертальців) та етногеноміці (дослідження походження людських популяцій).

К Конструює схему «Молекулярна генетика»:

С Узагальнює знання та формулює висновок: про значення молекулярної генетики у дослідженнях генетичної інформації:
Молекулярна генетика з’ясовує хімічні механізми збереження, передавання та експресії спадкової інформації, що відкриває можливості для лікування спадкових хвороб, створення штучних генів і пізнання еволюції живого.

РОЗВИВАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Яке значення молекулярної генетики і цитогенетики? Графічне моделювання. Основні положення теорії гена

Р Називає основні положення теорії гена:

• Ген займає певний локус у хромосомі; хромосоми є матеріальними носіями спадковості, а теломери й центромери генів не містять.
• Ген — це частина молекули ДНК з певною кількістю нуклеотидів, що слугує функціональною одиницею спадковості.
• Усередині гена можуть відбуватися мутації та рекомбінації.
• Існують структурні гени (кодують білки) та регуляторні гени (контролюють роботу структурних).
• Ген слугує матрицею для синтезу молекул РНК, які безпосередньо беруть участь у біосинтезі білка.
• Послідовність триплетів структурного гена колінеарна послідовності амінокислот білка.
• Молекули ДНК здатні до репарації, тому не кожне пошкодження спричиняє мутацію.
• Генотип є дискретним (складається з окремих генів), але діє як єдина цілісна система під впливом внутрішніх і зовнішніх чинників.

В Формулює проблеми, які можна розв’язати за допомогою знань про гени:

• Раннє виявлення генетичних аномалій людини та розробка персоналізованих ліків у медицині.
• Встановлення еволюційної спорідненості видів та шляхів розселення давніх людей у палеоантропології.
• Отримання життєво необхідних білків (інсуліну, інтерферону) за допомогою мікроорганізмів у біотехнології.

К Конструює інфотаблицю:

С Застосовує уміння та прогнозує: значущість наукових досліджень генетичної інформації:
Поглиблення знань про роботу генів у майбутньому дозволить успішно коригувати мутації на ранніх стадіях ембріогенезу, уповільнювати процеси передчасного старіння та створювати безпечні біотехнологічні джерела їжі й ліків.

ЦІННІСНЕ ЗАВДАННЯ

Яка роль критичного оцінювання здобутків природничих наук і технік? Презентація навчального продукту на підсумковому уроці теми

Р Називає та формулює ціннісну категорію теми:
САМООРГАНІЗАЦІЯ МАТЕРІЇ — здатність молекулярних та клітинних систем спонтанно утворювати впорядковані структури й підтримувати життєдіяльність на основі генетичних програм.

В Формулює ціннісне ставлення щодо САМООРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРІЇ:
Розуміння складності природної самоорганізації біосистем формує відповідальне ставлення до генетичних експериментів, повагу до законів природи та усвідомлення важливості біоетики в науці.

К Презентує короткий виклад навчального продукту:

• Тема навчального проєкту: Аналіз проблеми. Як геноміка може змінити життя людини?
• Мета роботи: оцінити перспективи впровадження геномних технологій у сучасну охорону здоров’я та повсякденне життя.
• Головні тези: перехід до превентивної медицини, персоналізований добір фармакологічних препаратів, захист генетичної конфіденційності особи.
• Висновок: відкриття геноміки дають змогу запобігати важким хворобам ще до їх появи, покращуючи якість і тривалість життя людини.

С Виявляє ціннісне ставлення на рівні індивідуальності та створює навчальний продукт:
Критична оцінка наукових досліджень допомагає об’єктивно сприймати можливості генної інженерії, захищатися від псевдонаукових міфів та дбайливо ставитися до генофонду власного виду й біосфери загалом.

САМОРОЗВИТОК

САМООРГАНІЗАЦІЯ

Креативне завдання. Презентація навчального продукту на вибрану тему:

• Тема проєкту: Повідомлення. Проєкт «Геном людини».
• Зміст повідомлення:
• Міжнародний проєкт «Геном людини» (1990–2003 рр.) встановив точну послідовність нуклеотидів у ДНК людини.
• Виявлено, що геном людини налічує близько $20\,000$–$25\,000$ структурних генів, які становлять лише $1{,}5$–$2\%$ усієї ДНК, а решта є регуляторними й повторюваними послідовностями.
• Отримані результати стали базою для розвитку сучасної молекулярної діагностики та генної терапії онкологічних і спадкових захворювань.

САМОНАВЧАННЯ

КОМПЕТЕНТНІСНА РОБОТА 4. ГЕНЕТИЧНА ІНФОРМАЦІЯ та…

• Організація генетичної інформації має чітку багаторівневу структуру: генний рівень (окремі матриці ознак) $\rightarrow$ геномний рівень (уся сукупність кодувальної та некодувальної ДНК) $\rightarrow$ хромосомний рівень (компактно впорядковані нуклеопротеїдні комплекси клітинного ядра).
• Збереження, передавання та реалізація цієї спадкової програми забезпечуються фундаментальними матричними процесами: реплікацією, транскрипцією, трансляцією та репарацією ДНК.

САМООЦІНЮВАННЯ

Підсумкове тематичне самооцінювання

• Якість навчального матеріалу: навчальний матеріал викладено логічно, доступно та сучасно; він охоплює як фундаментальні закономірності генетики, так і її новітні прикладні напрямки.
• Рівень навчальної діяльності: навчальний матеріал теми засвоєно на високому рівні; набуто вміння моделювати генетичні процеси, аналізувати каріотипи та критично оцінювати значення біотехнологій.