Pozor! Jste na staveništi. Více informací zde.
logo RVP.CZ
Přihlásit se
Titulka > Modul články > Základní vzdělávání

Zobrazit na úvodní stránce článků

Titulka > Modul články > Základní vzdělávání > Vznik života a experimenty do výuky

Vznik života a experimenty do výuky

Praktický příspěvek
inspirace
Autor Lenka Benediktová
Spoluautor: prof. RNDr. Michal Mergl, CSc. , Mgr. Petra Vágnerová

Demonstrace lipidů 

Olejové krůpěje ve vodě

Malé množství oleje vlijeme do kádinky s vodou. Na povrchu se vytvoří olejová oka. Na hladině jsou to téměř dvojrozměrné útvary. Pokud vodu s olejem opatrně zamícháme, vytvoří se kulovité kapičky oleje, které (vlivem rozdílné hustoty vody a oleje) rychle stoupají k hladině, na které se roztáhnou tenké blanky. Prostorově jsou to však kuličky, které oddělují vnitřní prostředí od prostředí vnějšího. Pokud by uvnitř byla organické látka, která by řídila a umožňovala rozdělení kapičky, máme proces napodobující řízené množení buňky.

Struktura a funkce nukleových kyselin 

Hra s nukleovými kyselinami

Trochu (všeobecně známé) teorie:

Ribonukleová kyselina (RNA) je tvořena vláknem ribonukleotidů a obsahuje cukr ribózu a nukleové báze adenin, guanin, cytosin a uracil. Nukleové báze sedí na ribózo-fosfátové kostře, na kterou nasedají nukleové báze: adenin, guanin, cytosin a uracil. Je zodpovědná za přenos informace z úrovně nukleových kyselin do proteinů. Molekula RNA je obvykle jednovláknová.

DNA je v mnoha ohledech podobná, ale je dvouvláknová a má nukleové báze adenin, guanin, cytosin a thymin. Je nositelka genetické informace. Oblast DNA nesoucí gen je přepsána  do mediátorové RNA (mRNA).

Nukleové báze jsou navzájem pospojovány vodíkovými můstky na bázi komplementarity: adenin se páruje s thyminem, či uracilem, guanin se páruje s cytosinem. My vodíkové můstky zobrazíme propojením lepivých stran zipů.

Tři za sebou jdoucí báze tvoří triplet (kodon) v mRNA. Kodon určuje druh aminokyseliny, a tedy vlastnosti bílkoviny, a tedy vlastnosti buňky, potažmo celého organismu.

Pomůcky: Úzké suché zipy 6 rozdílných barev (např. oranžová, bílá, fialové, hnědá, žlutá), pravítko, nůžky.

Černý zip znázorňuje ribózo-fosfátovou kostru.

1. barva – oranžová znázorňuje adenin.

2. barva – bílá znázorňuje guanin.

3. barva – fialová znázorňuje cytosin.

4. barva – hnědá znázorňuje uracil.

5. barva – žlutá znázorňuje thymin.

Postup: Z černého zipu nastříháme 30 cm dlouhé dvojité kousky. Z barevných zipů 5 cm dlouhé dvojité kousky. Zipy oddělíme od sebe.

Počet dvojitých kousků barevných zipů by měl být minimálně 90 (tj. 180 samostatných kousků), raději více, pro jednoho žáka počítejme s 9 dvojitými kousky (dvojitým kouskem je míněn spojený zip) a s 4 dvojitými kousky tmavého pásku.

1. Hra – Vytvořím si krátký úsek RNA

Na ribózo-fosfátovou kostru (černý zip 30 cm) žáci dle vlastního výběru barev kolmo přichytí 9 barevných kousků v asi 2 cm intervalech. Nepoužijí žlutý zip (ten je pro DNA). Pořadí barev napodobuje pořadí bází na jednovláknové RNA.

Výsledek: Každý žák si vytvořil svoji vlastní RNA. Je to jednovláknová struktura s určitým jedinečným pořadím bází adenin, guanin, cytosin a uracil. Napodobuje to vznik různých krátkých úseků RNA z počátku vzniku života. Tři báze (triplet) kódují výběr určité aminokyseliny, tedy žákem vytvořená RNA vybere tři aminokyseliny  pro tvorbu bílkoviny a také určí pořadí aminokyselin v bílkovině. 

2. Hra – Vytvořím dlouhou molekulu řetězce RNA

Žáci propojí své RNA do dlouhého řetězce. Vznikne dlouhá makromolekula RNA. 

  • Otázka: Není někde pořadí dvou, tří, čtyř bází komplementárních k bázím v jiné části řetězce? Mohlo by se pak stát, že tyto báze se k sobě přichytí, a vlákno se tak prohne a zakroutí? 

3. Hra – Vytvořím komplementární RNA k původnímu řetězci

Žáci si vezmou zpět „svoji“ RNA. Na druhý černý pásek stejným způsobem žáci doplní komplementární báze, tedy k oranžové (A) spárují hnědou (uracil), k bílé (guanin) spárují fialovou (cytosin). Barevné pásky (báze) mezi sebou ale nepropojí, zůstávají tedy dva volné řetězce, tedy dvě molekuly RNA. Pokud by spárovali jiné barvy k sobě, byla by to chyba. Vytvořili si tak komplementární druhou molekulu RNA.

4. Hra – Vytvořím DNA

Žák si vytvořil druhou molekulu RNA. Pokud by přichytil komplementární barvy k sobě, vznikne dvouvláknová struktura podobající se DNA, ale se špatnou hnědou bází, tedy uracilem. U DNA je totiž namísto uracilu báze thymin. Žák tedy odstraní z obou pásků hnědou barvu a nahradí ji žlutým páskem, který znázorňuje thymin. Pak oba dva pásky propojí. Vytvoří si tak dvouvláknovou molekulu DNA, u které jsou vlákna držena ve dvojšroubovici propojením komplementárních bází. 

5.  Hra – Replikuji DNA, vytvořím dva identické identické řetězce

Žák rozpojí pět bází (z devíti) u modelu DNA od sebe. Vezme další černý pásek. K volným koncům bází rozpojené původní dvojšroubovice DNA nejprve přichytí komplementární bázi (podle pravidla guanin–cytosin, adenin–thymin), které pak přichytí k dalšímu volnému černému zipu (vláknu). Vytvořil tak model ukazující, jak se DNA duplikuje v jádře buňky. Opět se nabízí možnost toto rozpojení prodloužit modely RNA (se zaměněnou bází uracil za thymin) od ostatních žáků a vytvořit tak dvě nové (po úplném rozpojení) molekuly DNA. Pokud žáci neudělají chybu, oba dva modely by měly být totožné v pořadí nukleotidů. Pokud udělají chybu, je to příklad mutace jednoho z vláken DNA. Taková chyba zasluhuje slovní komentář, protože se děje i v přírodě a je základem proměnlivosti organismů. 

Doporučení: Hru lze různě modifikovat podle množství kousků barevných krátkých a dlouhých černých kousků suchých zipů. Vhodné je pracovat v několika skupinách žáků. Využití suchých zipů je jednodušší variantou komerčních stavebnic DNA (RNA). Navíc lze vytvořit RNA (nebo DNA) libovolné délky pospojováním vytvořených úseků RNA (DNA) od více zúčastněných žáků.

V případě pochybností o aktuálnosti či funkčnosti příspěvku využijte tlačítko „Napište nám“.
Napište nám