Zobrazit na úvodní stránce článků

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

Ikona prakticky

Vznik života a experimenty do výuky

Ikona inspirace
Autor: Lenka Benediktová
Spoluautor: prof. RNDr. Michal Mergl, CSc., Mgr. Petra Vágnerová
Anotace: Materiál vznikl jako jeden z výstupů týmu biologie projektu Didaktika – Člověk a příroda A (http://didaktika.zcu.cz/). Autoři materiálu si kladou za cíl překonat problémy spojené s výukou tématu Vznik života, které byly zjištěny od učitelů napříč Českou republikou. V tomto případě materiál nabízí 2 experimenty, kterými žákům lze přiblížit vznik života na Zemi.
Obsahová správnost materiálu je garantována v rámci projektu Didaktika – Člověk a příroda A.
Podpora výuky jazyka:
Klíčové kompetence:
  1. Základní vzdělávání » Kompetence k učení » vybírá a využívá pro efektivní učení vhodné způsoby, metody a strategie, plánuje, organizuje a řídí vlastní učení, projevuje ochotu věnovat se dalšímu studiu a celoživotnímu učení
  2. Základní vzdělávání » Kompetence k řešení problémů » vyhledá informace vhodné k řešení problému, nachází jejich shodné, podobné a odlišné znaky, využívá získané vědomosti a dovednosti k objevování různých variant řešení, nenechá se odradit případným nezdarem a vytrvale hledá konečné řešení problému
Očekávaný výstup:
  1. základní vzdělávání » Člověk a příroda » 2. stupeň » Přírodopis » Neživá příroda » objasní vliv jednotlivých sfér Země na vznik a trvání života
Mezioborové přesahy a vazby: Nejsou přiřazeny žádné mezioborové přesahy.
Průřezová témata:

Nejsou přiřazena žádná průřezová témata.

Klíčová slova: Didaktika – Člověk a příroda A, přírodopis, vznik života, experiment

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.

Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
V případě pochybností o aktuálnosti či funkčnosti příspěvku využijte tlačítko „nahlásit příspěvek“.
Nahlásit příspěvek
INFO
Publikován: 27. 01. 2020
Zobrazeno: 1074krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 0

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku : 4
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
1 uživatel Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
BENEDIKTOVÁ, Lenka. Vznik života a experimenty do výuky. Metodický portál: Články [online]. 27. 01. 2020, [cit. 2020-05-25]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/c/Z/22387/VZNIK-ZIVOTA-A-EXPERIMENTY-DO-VYUKY.html>. ISSN 1802-4785.
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře RSS komentářů článku
1.Autor: Miroslav MelicharVloženo: 19. 02. 2020 20:53

Vznik života asi jednoduchým experimentem neukážeme. Záleží proto velice na komentáři, vysvětlení, zvlášť když jsou experimenty zřejmě určeny pro 6.r. ZŠ, tedy pro 11-leté děti.

Podívejme se z tohoto hlediska na 1. pokus: Začnu závěrem:" Pokud by uvnitř byla organické látka, která by řídila a umožňovala rozdělení kapičky, máme proces napodobující řízené množení buňky." Pak ovšem můžeme každý rozpad na drobnější části komentovat podobně. Tableta živočišného uhlí nebo kostka cukru se v trošce vody rozsype na kousky. Proč olej? To v komentáři není. Má to vyučující žákům nějak vysvětlovat? Jak? Navíc látka, která umožňuje dělení kapičky by mohla fungovat opakovaně a dělit ony kapičky dál a dál kamsi do ztracena. To už je od buněk daleko. Látky, které dokážou způsobit rozdělení oleje do kapiček známe - jsou to saponáty, tenzidy. Proč ne ty? Pravda, působí na olej zvenku a ne zevnitř, ale vytvoří zajímavou strukturu (a nejde o fiktivní látky).

Ještě k nejasnosti a nepřesnosti textu:".. 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 ...". Kapičky pod hladinou jsou kulovité, ano. Ale tenké blanky prostorově kulovité nejsou - jsou skoro 2-rozměrné, jak popis začínal. A ta blanka odděluje vnější a vnitřní prostředí, jistě - vzduch a vodu. Je to snad nějak významné? Jestli ano, tak proč.  Uvnitř kterých kapiček by měla být ona látka, která řídí jejich dělení? Píše se o ní za popisem povrchové blanky, ta se taky první dělí,  ale buňky snad spíš připomínají ty kulovité kapky, keré se po protřepání vznáší ve vodě. Není to trochu (dost) nepřehledné.

Já doufám chápu, co chce autorka říci, ale neříká to. A co mají dělat učitelé? Víceméně si zas musí poradit sami, i když se jim jakoby dostalo odborné podpory.

2.Autor: Miroslav MelicharVloženo: 03. 03. 2020 22:30

K nukleovým kyselinám: Text začíná "trochou (všeobecně známé) teorie". Má snad jít o rozsah znalostí, které získají žáci? Podle dalšího se zdá, že asi ano. Problém je v tom, že nejde primárně o pochopení významu NK, ale o popis jejich struktury spojený s mnoha odbornými termíny. Samozřejmě nejde dělat pokus, který má přiblížit NK a vyhnout se věcnému popisu, ale vezmu-li z popisu experimentu jen tučně tištěný text (a ten asi je zvýrazněný proto, že jej má vyučující využít jako slovní komentář), pak v něm najdu 11 odborných termínů (ribozo-fosfátová kostra, názvy 5 bází, RNA, komplementární, DNA, replikuji, identické řetězce). Pokud tomu rozumím správně je experiment určen pro začátek 6. tř. ZŠ, tedy pro děti, které právě přešly na 2. stupeň. Opravdu lze s nimi takto odborně komunikovat? Je to třeba? A má to efekt? Praktické ověření v první řadě řekne, že žáci pochopili, co mají dělat, nastřihali a pospojovali zipy a práce je bavila.(Podobně asi vyzní výsledek praktického ověření pokusu s olejem.)

Nikde není uvedeno, zda jsou experimenty originálním nápadem autorky nebo zda jsou převzaté (a případně modifikované). Nemůžeme tak posoudit, jak velký je přínos Projektu.

Vložit komentář:

Pro vložení komentáře je nutné se přihlásit.