Akademik: biologiya haqidagi bilimlarni fan sifatida shakllantirishga ko'maklashish; biologiyaning asosiy bo'limlari va ular o'rganadigan ob'ektlar to'g'risida tushunchalar berish



Download 27,21 Kb.
Sana17.08.2021
Hajmi27,21 Kb.
#149560
Bog'liq
Ochiq sinf - biologiya darsligi RAHIMBERGANOV NODIRBEK kitobi


Biologik illyustratsiya rasmlari. Biologiya nima. Strukturaviy biologiya usullari

Maqsadlar

Akademik: biologiya haqidagi bilimlarni fan sifatida shakllantirishga ko'maklashish; biologiyaning asosiy bo'limlari va ular o'rganadigan ob'ektlar to'g'risida tushunchalar berish;

Rivojlanayotgan: adabiy manbalar bilan ishlash ko'nikmalarini shakllantirish, analitik muloqotlar o'tkazish qobiliyatini shakllantirish;

Tarbiyaviy: ufqni kengaytirish, dunyo haqida yaxlit tasavvurni shakllantirish.

Vazifalar

1. Boshqa fanlar qatorida biologiyaning rolini ochib berish.

2. Biologiya va boshqa fanlarning aloqasini ochib berish.

3. Biologiyaning qanday turli bo'limlarini o'rganayotganligini aniqlang.

4. Biologiyaning hayotdagi rolini aniqlang inson .

5. Darsda taqdim etilgan videofilmlardan mavzuga oid qiziqarli ma'lumotlarni bilib oling.

Atamalar va tushunchalar

Biologiya - bu o'rganish ob'ektlari tirik mavjudotlar va ularning atrof-muhit bilan o'zaro ta'siri bo'lgan fanlar majmuasidir.

Hayot - bu materiyaning mavjud bo'lishining faol shakli, ma'lum ma'noda, jismoniy va kimyoviy shakllar mavjudlik; metabolizm va bo'linishni ta'minlaydigan hujayradagi fizikaviy va kimyoviy jarayonlar to'plami.

Ilm-fan - Bu haqiqat to'g'risidagi ob'ektiv bilimlarni rivojlantirish va nazariy tizimlashtirishga qaratilgan inson faoliyati sohasi.

Darslar davomida

Bilimlarni yangilash

Biologiya nimani o'rganishini eslang.

Sizga ma'lum bo'lgan biologiya bo'limlarini nomlang.

To'g'ri javobni toping:

1. Botanika fanlari:

Va) o'simliklar

B) hayvonlar

C) faqat suv o'tlari

2. Qo'ziqorinlarni o'rganish quyidagilar doirasida amalga oshiriladi:

A) botanika;

B) virusologiya;

C) mikologiya.

3. Biologiyada bir nechta shohliklar ajralib turadi, ya'ni:

A) 4

B) 5


7 da

4. Biologiyadagi odam quyidagilarga ishora qiladi.

A) Hayvonot dunyosi

B) sutemizuvchilar subklassi;

C) Homo sapiens navlari.

1-rasm yordamida biologiyada qancha qirollik ajralib turishini eslang:

Shakl: 1 tirik organizmlarning shohliklari

Yangi materialni o'rganish

Birinchi marta "biologiya" atamasi 1797 yilda nemis professori T. Ruz tomonidan taklif qilingan. Ammo undan foydalangandan so'ng faqat 1802 yilda faol foydalanila boshlandi muddatli G-B... Lamark o'zining asarlarida.

Bugungi kunda biologiya - bu tadqiqotlarning ayrim ob'ektlari bilan shug'ullanadigan mustaqil ilmiy fanlarni shakllantiradigan fanlar majmuasi.

Biologiya "tarmoqlari" orasida quyidagi fanlarni nomlash mumkin:

- botanika - o'simliklar va uning kichik bo'limlarini o'rganuvchi fan: mikologiya, likenologiya, bryologiya, geobotanika, paleobotanika;

- zoologiya - hayvonlar va uning kichik bo'limlarini o'rganadigan fan: ichtiyologiya, araxnologiya, ornitologiya, etologiya;

- ekologiya - tirik organizmlarning atrof-muhit bilan aloqasi haqidagi fan;

- anatomiya - haqidagi fan ichki tuzilish barcha tirik mavjudotlar;

- morfologiya - tirik organizmlarning tashqi tuzilishini o'rganadigan fan;

- sitologiya - hujayralarni o'rganish bilan shug'ullanadigan fan;

- shuningdek, gistologiya, genetika, fiziologiya, mikrobiologiya va boshqalar.

Umuman olganda, 2-rasmda biologik fanlarning to'liqligini ko'rishingiz mumkin:

Shakl: 2 Biologiya fanlari

Shu bilan birga, biologiyaning boshqa fanlar bilan yaqin aloqasi natijasida vujudga kelgan bir qator boshqa fanlar ajralib turadi va ular integral deb nomlanadi. Ushbu fanlarni xavfsiz ravishda bog'lash mumkin: biokimyo, biofizika, biogeografiya, biotexnologiya, radiobiologiya, kosmik biologiya va boshqalar. 3-rasmda biologiya bilan asosiy integral fanlari ko'rsatilgan

Shakl: 3. Integral biologik fanlar

Biologiyani bilish odamlar uchun muhimdir.

1-topshiriq: O'zingiz uchun biologik bilimlarning insonlar uchun ahamiyati qandayligini aniqlab olishga harakat qiling?

2-topshiriq: Evolyutsiyaga oid quyidagi videoni tomosha qiling va uni yaratish uchun qanday biologik fanlardan bilim zarurligini aniqlang.

Keling, insonga qanday bilim kerakligini va nima uchun kerakligini eslaylik:

- organizmning turli xil kasalliklarini aniqlash. Ularni davolash va oldini olish uchun inson tanasi haqida bilim talab etiladi, demak: anatomiya, fiziologiya, genetika, sitologiya. Biologiya yutuqlari tufayli sanoatda dorilar, vitaminlar, biologik faol moddalar ishlab chiqarila boshlandi;

Oziq-ovqat sanoatida siz botanika, biokimyo, inson fiziologiyasini bilishingiz kerak;

- qishloq xo'jaligida botanika va biokimyo bilimlari talab qilinadi. O'simliklar va hayvon organizmlari o'rtasidagi munosabatni o'rganish orqali qishloq xo'jaligi ekinlari zararkunandalariga qarshi kurashning biologik usullarini yaratish mumkin bo'ldi. Masalan, botanika va zoologiya bo'yicha bilimlar majmuasi qishloq xo'jaligida namoyon bo'ladi va buni qisqa videodan ko'rish mumkin

Va bu "biologik bilimlarning inson hayotidagi foydali roli" ning qisqacha ro'yxati.

Quyidagi video biologiyaning hayotdagi rolini yaxshiroq tushunishga yordam beradi.

Biologiya haqidagi bilimlarni majburiy bilimlardan olib tashlashning iloji yo'q, chunki biologiya bizning hayotimizni o'rganadi, biologiya inson hayotining aksariyat sohalarida ishlatiladigan bilimlarni beradi.

Vazifa 3. Zamonaviy biologiya nima uchun murakkab fan deb nomlanganligini tushuntiring.

Bilimlarni birlashtirish

1. Biologiya nima?

2. Botanika kichik bo'limlarini nomlang.

3. Anatomiya haqidagi bilimlarning inson hayotidagi o'rni qanday?

4. Tibbiyot uchun qaysi fanlarni bilish zarur?

5. Biologiya tushunchasini birinchi marta kim aniqlagan?

6. 4-rasmga qarang va qaysi fan tasvirlangan ob'ektni o'rganayotganligini aniqlang:

Shakl.4. Ushbu ob'ektni qaysi fan o'rganmoqda

7. 5-rasmni ko'rib chiqing, barcha tirik organizmlarni va uni o'rganadigan fanlarni nomlang

Shakl: 5. Tirik organizmlar

Uy vazifasi

1. Darslik materialini qayta ishlash - 1-xat

2. Daftarga yozing va shartlarini o'rganing: biologiya, hayot, fan.

3. Daftarga biologiyaning barcha bo'limlari va bo'limlarini fan sifatida yozing, ularni qisqacha tavsiflab bering.

Yaqinda er osti g'orlarida yashovchi ko'zsiz baliq - Freatichthys andruzzii topildi, uning ichki soati 24 ga (boshqa hayvonlar singari) emas, 47 soatga o'rnatildi. Aybdor bu baliqlarning tanasidagi barcha nurga sezgir retseptorlarini ishdan chiqargan mutatsiyadir.

Sayyoramizda yashovchi biologik turlarning umumiy soni olimlar tomonidan 8,7 millionga teng deb taxmin qilinmoqda va hozirda ularning 20 foizidan ko'pi ochiq va tasniflanmagan.

Muz baliqlari yoki oq baliqlar Antarktika suvlarida yashaydi. Bu qonda eritrotsit va gemoglobin bo'lmagan yagona umurtqali tur - shuning uchun muzli baliqlarning qoni rangsiz. Ularning metabolizmi faqat to'g'ridan-to'g'ri qonda erigan kislorodga asoslangan.

"Bastard" so'zi "zinokor" fe'lidan kelib chiqqan va dastlab faqat zotli hayvonning noqonuniy naslini anglatgan. Vaqt o'tishi bilan biologiyada bu so'z "gibrid" atamasi bilan almashtirildi, ammo odamlarga nisbatan haqoratli so'zlar paydo bo'ldi.

Amaldagi manbalar ro'yxati

1. "Biologiya - hayot haqidagi fan" darsi Konstantinova E.A., biologiya o'qituvchisi, № 3 maktab, Tver

2. “Kirish. Biologiya - bu hayot haqidagi fan ”Titorov Yu.I., biologiya o'qituvchisi, Kemerov KL direktori.

3. "Biologiya - hayot haqidagi fan" darsi Nikitina OV, biologiya o'qituvchisi, №8 o'rta maktab, Cherepovets.

4. Zaxarov V.B., Kozlova T.A., Mamontov S.G. "Biologiya" (4-nashr) -L.: Akademiya, 2011.- 512s.

5. Matyash N.Yu., Shabatura N.N. Biologiya 9-sinf - K.: Genesa, 2009. - 253s.

Borisenko I.N tomonidan tahrirlangan va yuborilgan.

Dars ustida ishladi

Borisenko I.N.

Konstantinova E.A.

Y.I.Titorova

Nikitina O.V.

Biologiya - yovvoyi hayot haqidagi fan.

Biologiya tirik mavjudotlarning xilma-xilligini, tanalari tuzilishini va organlari ishini, organizmlarning ko'payishi va rivojlanishini, shuningdek, odamning tirik tabiatga ta'sirini o'rganadi.

Ushbu fanning nomi ikki yunoncha so'zdan kelib chiqqan « bios"-" hayot va " logotiplar"-" fan, so'z ".

Tirik organizmlar fanining asoschilaridan biri buyuk qadimgi yunon olimi (miloddan avvalgi 384 - 322). U birinchi bo'lib o'zidan oldin insoniyat egallagan biologik bilimlarni umumlashtirgan. Olim tuzilishi jihatidan o'xshash tirik organizmlarni guruhlarga birlashtirib, hayvonlarning birinchi tasnifini taklif qildi va unda odamlar uchun joy ajratdi.

Kelajakda sayyoramizda yashovchi tirik organizmlarning har xil turlarini o'rgangan ko'plab olimlar biologiya rivojiga o'z hissalarini qo'shdilar.

Biologiya fanlari oilasi

Biologiya tabiat haqidagi fan. Biologlarning tadqiqot doirasi juda katta: bular turli xil mikroorganizmlar, o'simliklar, zamburug'lar, hayvonlar (shu jumladan odam), organizmlarning tuzilishi va faoliyati va boshqalar.

Shunday qilib, biologiya nafaqat fan, balki ko'plab alohida fanlardan iborat butun oila.

Hayot fanlari oilasi haqidagi interaktiv diagrammani o'rganing va biologiyaning turli yo'nalishlarini o'rganayotganingizni aniqlang.

Anatomiya - alohida organlar, tizimlar va umuman tananing shakli va tuzilishi haqidagi fan.

Fiziologiya - organizmlar hayoti, ularning tizimlari, organlari va to'qimalari, tanada kechadigan jarayonlar haqidagi fan.

Sitologiya - hujayraning tuzilishi va hayoti haqidagi fan.

Zoologiya - hayvonlarni o'rganadigan fan.

Zoologiya bo'limlari:

Entomologiya hasharotlar haqidagi fan.

Unda bir nechta bo'limlar ajratilgan: koleopterologiya (qo'ng'izlarni o'rganadi), lepidopterologiya (kapalaklarni o'rganadi), mirmekologiya (chumolilarni o'rganadi).

Ixtiologiya - baliqlar haqidagi fan.

Ornitologiya - qushlar haqidagi fan.

Teriologiya - bu sut emizuvchilar haqida fan.

Botanika - o'simliklarni o'rganadigan fan.

Mikologiya - qo'ziqorinlarni o'rganadigan fan.

Protistologiya - oddiy odamlarni o'rganadigan fan.

Virusologiya - viruslarni o'rganadigan fan.

Bakteriologiya - bakteriyalar haqidagi fan.

Biologiyaning ahamiyati

Biologiya inson amaliyotining ko'p jihatlari - qishloq xo'jaligi, turli sohalar sanoat, tibbiyot.

Hozirgi vaqtda qishloq xo'jaligining muvaffaqiyatli rivojlanishi ko'p jihatdan madaniy o'simliklarning yangi turlarini va uy hayvonlari navlarini yaratish va yaratish bilan shug'ullanadigan selektsioner biologlarga bog'liq.

Biologiya yutuqlari tufayli mikrobiologik sanoat yaratildi va muvaffaqiyatli rivojlanmoqda. Masalan, kefir, yogurt, yogurt, pishloq, kvas va boshqa ko'plab mahsulotlar odam tomonidan qo'ziqorin va bakteriyalarning ayrim turlari faoliyati orqali olinadi. Zamonaviy biotexnologiya yordamida korxonalarda dori-darmonlar, vitaminlar, ozuqa qo'shimchalari, zararkunandalar va kasalliklardan o'simliklarni himoya qilish vositalari, o'g'itlar va boshqa ko'plab narsalar ishlab chiqarilmoqda.

Biologiya qonunlarini bilish inson kasalliklarini davolash va oldini olishga yordam beradi.

Har yili inson tabiiy resurslardan tobora ko'proq foydalanmoqda. Kuchli texnologiya dunyoni shu qadar tez o'zgartiradiki, endi Yer yuzida tabiat qo'li tegmagan burchak deyarli qolmadi.

Inson hayoti uchun normal sharoitlarni saqlab qolish uchun vayron bo'lganlarni tiklash kerak tabiiy muhit... Buni faqat odamlar qila oladi, yaxshi bilimdon qonunlar tabiat. Biologiya bilan bir qatorda biologiyani ham bilish ekologiya sayyoramizdagi yashash sharoitlarini saqlash va yaxshilash masalasini hal qilishga yordam beradi.

Interaktiv vazifani bajaring -

Biologiya nima? Biologiya - bu hayot, Yerda yashaydigan tirik organizmlar haqidagi fan.

"Ilm-fan" taqdimotidan 3-rasm "Biologiya" mavzusidagi biologiya darslariga

Olchamlari: 720 x 540 piksel, formati: jpg. Biologiya darsi uchun rasmni bepul yuklab olish uchun rasmni o'ng tugmasini bosing va "Rasmni shunday saqlash ..." tugmasini bosing. Darsda rasmlarni ko'rsatish uchun siz "Science.ppt" taqdimotini zip-arxivdagi barcha rasmlar bilan bepul yuklab olishingiz mumkin. Arxiv hajmi 471 KB.

Taqdimotni yuklab oling

Biologiya

"Biologiyada tadqiqot usullari" - biologiyaning fan sifatida rivojlanish tarixi. Tajribani rejalashtirish, texnikani tanlash. Dars rejasi: Insoniyatning qanday global muammolarini hal qilish uchun biologiyani bilish zarur? Mavzu: Chegara fanlari: Vazifa: Moreologiya anatomiyasi fiziologiyasi sistematikasi paleontologiya. Biologiyaning ahamiyati. " Biologiya - bu hayot haqidagi nuka.

"Olim Lomonosov" - U Shimoliy dengiz yo'lini o'rganish va Sibirning rivojlanishini ta'kidladi. 1711 yil 19 noyabr - 1765 yil 15 aprel (53 yosh). 1741 yil 10-iyun. Kashfiyotlar. Moddaning tuzilishi haqida atom-molekulyar tushunchalar ishlab chiqildi. Fikrlar. Flogiston kimyoviy vosita sifatida yo'q qilindi. Ish. Deizm tarafdori bo'lib, u tabiat hodisalarini materialistik jihatdan ko'rib chiqdi.

"O'simlikshunos Vavilov" - Butunittifoq Amaliy Botanika Instituti. 1906 yilda Vavilov Nikolay Ivanovich. 1924 yilda yakunlagan: Babicheva Roksana va Jdanova Lyudmila, 10-sinf o'quvchilari. Vavilovning olim va fanni tashkilotchisi sifatida nufuzi oshdi. Mertonda (Angliya), Bog'dorchilik institutining genetik laboratoriyasida. N.I.Vavilov 1887 yil 26 noyabrda Moskvada tug'ilgan.

"Loyiha faoliyati" - E.V.Alekseeva Ma'ruza rejasi. O'qituvchi loyihaning muallifiga aylanadi. Qo'shimcha manbalarni ko'rib chiqing. Texnologizatsiya axborot modeli ta'lim jarayoni... Biologiya darsini loyihalashtirish. Loyiha faoliyati. Nazariya va amaliyot. (Loyiha usuli). O'qituvchi ishining bosqichlari. Nazariya va amaliyot. Loyihalardagi asosiy bloklar.

"Yovvoyi tabiat ilmi" - Mehnat daftarlarini loyihalash. 3. Biologiya tirik tabiat haqidagi fan. Biologiya tirik tabiat haqidagi fan. Bakteriyalar. Qo'ziqorinlar. Ular bitta hujayradan iborat va yadrosi yo'q. Mark Tsitseron. Biologiya tirik organizmlarni o'rganadi. Ular xlorofilga ega va nurda organik moddalar hosil qilib, kislorod ajratib chiqaradi. Savol: Biologiya nimani o'rganadi?

"Biologiyada matematika" - "Tekis oyoqlarni ochish". O'qish jadvallari. Simmetriya tushunchasi; Simmetriya turlari. Funktsiyalar grafigi tushunchasi. Umumiy biologiya, 10-sinf. "Variatsion qator va egri chiziqni qurish". Teginish nuqtalarida quloqlar bo'ladi. Doira, tasvirlar. Matematika aniq fanlarga tegishli bo'lgan umumiy qabul qilingan nuqtai nazar. Proportionallik.

Hammasi bo'lib 14 ta taqdimot mavjud

O'rta maktab o'quvchilari uchun biologik rasm chizishning o'ziga xos xususiyatlari

Biologik rasm biologik ob'ektlar va inshootlarni o'rganish uchun umumiy qabul qilingan vositalardan biridir. Ushbu muammoni hal qiladigan ko'plab yaxshi qo'llanmalar mavjud.

Masalan, Grin, Stout, Teylorning uch jildli Biologiyasida quyidagi biologik rasm qoidalari shakllangan.

1. Tegishli qalinlik va sifatli chizilgan qog'ozdan foydalanish kerak. Undan qalam chiziqlari yaxshi o'chirilishi kerak.

2. Qalamlar rangli emas, o'tkirligi, qattiqligi HB (bizning tizimimizda - TM) bo'lishi kerak.

3. Chizma quyidagicha bo'lishi kerak:

- etarlicha katta - o'rganilayotgan ob'ektni qancha element tashkil etsa, chizma shunchalik kattaroq bo'lishi kerak;

- sodda - alohida elementlarning joylashuvi va o'zaro bog'liqligini ko'rsatish uchun strukturaning konturlarini va boshqa muhim tafsilotlarni kiritish;

- ingichka va aniq chiziqlar bilan chizilgan - har bir satr o'ylanib, keyin qalamni qog'ozdan olmasdan chizilgan bo'lishi kerak; lyuk qilmang yoki bo'yamang;

- yorliqlar iloji boricha to'liq bo'lishi kerak, ulardan keladigan chiziqlar kesishmasligi kerak; rasm atrofida taglavhalar uchun joy qoldiring.

4. Agar kerak bo'lsa, ikkita rasmni bajaring: asosiy xususiyatlarini ko'rsatadigan sxematik rasm va kichik qismlarning batafsil chizmasi. Masalan, past kattalashtirishda o’simlik kesimining rejasini, katta kattalashtirishda katakchalarning batafsil tuzilishini chizish (chizmaning katta masshtabli qismi rejada xanjar yoki kvadrat bilan tasvirlangan).

5. O'zingiz ko'rgan narsalardagina emas, faqat o'zingiz ko'rgan narsangizni chizing va, albatta, rasmni kitobdan nusxa ko'chirmang.

6. Har bir rasmda sarlavha, kattalashtirish va namunaning proektsiyasi bo'lishi kerak.

"Zoologiyaga kirish" kitobidan sahifa (19-asr oxiridagi nemis nashri)

Bir qarashda, bu juda sodda va e'tirozli emas. Biroq, biz ba'zi tezislarni qayta ko'rib chiqishga majbur bo'ldik. Haqiqat shundaki, bunday darsliklarning mualliflari allaqachon institut darajasida yoki maxsus maktablarning yuqori sinflarida biologik rasmlarning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olishadi, ularning tavsiyalari analitik (allaqachon) fikrlaydigan etuk yoshdagi odamlarga qaratilgan. O'rtacha (6-8) sinflarda - ham oddiy, ham biologik - narsalar unchalik oddiy emas.

Ko'pincha laboratoriya eskizlari o'zaro "azob" ga aylanadi. Bolalarning o'zlari ham xunuk va juda tushunarli bo'lmagan rasmlarni yoqtirmaydilar - ular qanday qilib chizishni hali bilmaydilar va o'qituvchi ham - chunki hamma narsa boshlangan ushbu tuzilmaning tafsilotlari ko'pincha bolalar tomonidan e'tiborsiz qoldiriladi. Bunday vazifalarni faqat badiiy iste'dodli bolalar engishadi (va ularni yomon ko'rishni boshlamang!). Muxtasar qilib aytganda, muammo shundaki, ob'ektlar mavjud, ammo etarli texnika yo'q. Aytgancha, rasm chizish bo'yicha o'qituvchilar ba'zida teskari muammoga duch kelishadi - bu erda texnika mavjud va ob'ektlarni tanlash qiyin. Ehtimol, bu birlashishga arziydimi?

Men ishlayotgan 57-chi Moskva maktabida uzoq vaqt bo'lgan va hozirgi vaqtda biologik rasmlarning integral kursini rivojlantirishda davom etmoqda o'rta sinflar, uning doirasida biologiya va rasm o'qituvchilari juftlikda ishlaydi. Biz ko'plab qiziqarli loyihalarni ishlab chiqdik. Ularning natijalari bir necha bor Moskva muzeylarida - Zoologik Moskva davlat universitetida, Paleontologik, Darvinda, bolalar ijodiyotining turli festivallarida namoyish etildi. Ammo asosiysi, na badiiy, na biologik darslarga tanlanmagan oddiy bolalar ushbu loyiha topshiriqlarini bajarishdan mamnun, o'z ishlaridan g'ururlanadilar va bizga o'xshab ko'rinib turibdiki, tiriklar dunyosiga juda yaqinroq va mulohazali kirishishni boshlaydilar. Albatta, har bir maktabda biologiya va rasm chizish bo'yicha o'qituvchilarning birgalikda ishlashi uchun imkoniyat mavjud emas, ammo ba'zi topilmalarimiz, ehtimol siz faqat biologiya dasturi doirasida ishlasangiz ham, qiziqarli va foydali bo'lishi mumkin.

Motivatsiya: birinchi navbatda hissiyotlar

Albatta, biz tuzilish xususiyatlarini yaxshiroq o'rganish va tushunish, darslarda o'rganadigan organizmlarning xilma-xilligi bilan tanishish uchun rasm chizamiz. Ammo, qanday vazifani topshirishingizdan qat'iy nazar, ushbu yoshdagi bolalar uchun ish boshlashdan oldin ob'ektning go'zalligi va maqsadga muvofiqligini hissiyot bilan aks ettirish juda muhimligini unutmang. Biz yorqin taassurotlar bilan yangi loyihada ishlashni boshlashga harakat qilamiz. Buning uchun qisqa videoklip yoki kichik (7-10 dan oshmasligi kerak) slaydlar tanlovi eng mos keladi. Bizning sharhlarimiz odatdagi narsa bo'lsa ham, ob'ektlarning g'ayrioddiyligi, go'zalligi, hayratlanarliligiga qaratilgan: masalan, kurtaklarning dallanishini o'rganishda daraxtlarning qishki siluetlari - ular ayozli va mercanga o'xshab ketishi mumkin, yoki qat'iy ravishda oq qor ustida qora bo'lishi mumkin. Ushbu kirish uzoq bo'lishi shart emas - atigi bir necha daqiqa - lekin bu motivatsiya uchun juda muhimdir.

Ishning rivojlanishi: analitik qurilish

Keyin topshiriqni shakllantirishga o'tasiz. Bu erda birinchi navbatda ob'ektning ko'rinishini belgilaydigan va ularning biologik ma'nosini ko'rsatadigan tarkibiy xususiyatlarni ajratib ko'rsatish muhimdir. Albatta, bularning barchasi doskaga yozilishi va daftarga yozilishi kerak. Aslida, hozirda siz o'quvchilarga ish vazifasini qo'yasiz - ko'rish va ko'rsatish.

Va keyin, taxtaning ikkinchi yarmida siz chizilgan rasmlarni qurish bosqichlarini tasvirlab berasiz, ularni diagrammalar bilan to'ldirasiz, ya'ni. ish uslubiyati va tartibini belgilab berdi. Aslida, siz o'zingizning vazifangizni bolalar oldida ravonlik bilan bajaryapsiz, barcha yordamchi va oraliq inshootlarni doskada saqlaysiz.

Ushbu bosqichda bolalarga xuddi shu predmetlarni tasvirlaydigan rassomlarning tugagan rasmlarini yoki oldingi o'quvchilarning muvaffaqiyatli ishlarini namoyish etish juda yaxshi. Yaxshi va chiroyli biologik rasm asosan tadqiqot ekanligini ta'kidlash kerak - ya'ni. ob'ekt qanday joylashtirilganligi haqidagi savolga javob va vaqt o'tishi bilan bolalarni ushbu savollarni o'zlari shakllantirishga o'rgating.

Proportors, yordamchi qatorlar, batafsil ma'lumotlar, etakchi savollar

Rasm chizish - va ob'ektni o'rganish! - siz uning nisbatlarini aniqlashdan boshlaysiz: uzunlik va kenglik, qismlar nisbati, rasm formatini qat'iyroq o'rnatganingizga ishonch hosil qiling. Bu avtomatik ravishda tafsilotlar darajasini aniqlaydigan format: kichik qismida juda ko'p tafsilotlar yo'qoladi, katta qismi tafsilotlar bilan to'yinganlikni va shuning uchun ishlash uchun ko'proq vaqtni talab qiladi. Har bir aniq holatda siz uchun nima muhimroq ekanligini oldindan o'ylab ko'ring.

1) simmetriya o'qini chizish;

2) ikki juft nosimmetrik to'rtburchaklar - yuqori va pastki qanotlar uchun (masalan, ninachilik) qurish, avval ularning nisbatlarini aniqlash;

3) bu to'rtburchaklar ichiga qanotlarning egri chiziqlarini yozing

Shakl: 1. 7-sinf. Mavzu "Hasharotlarning tartibi". Atlasdan siyoh, qalam ustiga qalam

(Men bu ishni birinchi marta qilganimda sodir bo'lgan kulgili, g'amgin va oddiy voqeani eslayman. Ettinchi sinf o'quvchisi dastlab "yozish" so'zini ichkariga o'tirish qanchalik osonligini tushundi va to'rtburchaklar ichiga kavisli doiralar chizdi - to'rttasi har xil! Keyin mening ishoraimdan keyin nima yozish kerak - yordamchi chiziqlarga teginish degan ma'noni anglatadi, u to'rtburchaklar qanotli kelebekni olib keldi, faqat burchaklari biroz yumshatildi va shundan keyingina men unga yozilgan egri chiziq to'rtburchakning har ikki tomoniga faqat bitta nuqtada tegishini tushuntirishni taxmin qildim.

4) ... Bu nuqta yon tomonning o'rtasida yoki burchakdan uchdan bir qism masofada joylashgan bo'lishi mumkin va buni ham aniqlash kerak!

Uning chizilgan rasmlari maktab ko'rgazmasiga etib kelganida, u qanchalik xursand bo'ldi - birinchi marta - bu ishladi! Va endi men u bilan azoblanishning barcha bosqichlarini "Ish kursi" tavsifida aytib beraman.

Chizilgan rasmning batafsil tavsifi bizni ob'ektning ko'plab xususiyatlarining biologik ma'nosini muhokama qilishga olib keladi. Hasharotlarning qanotlari bilan misolni davom ettiramiz (2-rasm), biz qanday tomirlar, ular qanday joylashtirilganligi, nima uchun ular bitta tarmoqqa birlashishi, turli taksonomik guruhlarning hasharotlarida venatsiya xarakteri qanday farq qilishi (masalan, qadimgi va novopteranlarda), nega ekstremal ekanligini muhokama qilamiz. oldingi qanotlarning tomirlari qalinlashgan va boshqalar. Va ko'rsatmalaringizning aksariyatini bolalar javob berishi kerak bo'lgan savollar shaklida berishga harakat qiling.

Shakl: 2. "Ninus va chumoli sher". 7-sinf, mavzu "Hasharotlarga buyurtma". Atlasdan siyoh, qalam ustiga qalam

Aytgancha, bolalarga tanlov imkoniyatini berib, bir xil turdagi ko'proq narsalarni olishga harakat qiling. Ish oxirida sinf guruhning biologik xilma-xilligini ham, tuzilishning muhim umumiy xususiyatlarini ham ko'radi va nihoyat, bolalardagi turli xil chizish qobiliyatlari unchalik muhim bo'lmaydi.

Afsuski, maktab o'qituvchisi har doim ham bitta guruhning etarli miqdordagi turli xil ob'ektlariga ega emas. Ehtimol, bizning tajribamiz siz uchun foydali bo'lishi mumkin: guruhni o'rganayotganda biz avval tabiatdan osongina kirish mumkin bo'lgan ob'ektning frontal rasmini, so'ngra individual ravishda - fotosuratlardagi turli xil narsalarning rasmlarini yoki hatto professional rassomlarning rasmlarini chizamiz.

Shakl: 3. qisqichbaqalar. 7-sinf, "Qisqichbaqasimonlar" mavzusi. Tabiatdan qalam

Masalan, "Qisqichbaqasimonlar" mavzusida "Qisqichbaqasimonlarning tashqi tuzilishi" laboratoriya ishida barchamiz avval qisqichbaqalar (kerevit o'rniga) chizamiz, oziq-ovqat do'konida muzlatilgan holda sotib olamiz (3-rasm), so'ngra qisqa videoklipni tomosha qilgandan so'ng, alohida-alohida - planktonik qisqichbaqasimon lichinkalar (4-rasm), "Hayvonlar hayoti" da tasvirlangan: katta (A3) choyshablarda, sovuq kulrang, ko'k, yashil ranglarda akvarellar bilan bo'yalgan; bo'r yoki oq guash, siyoh va qalam bilan mayda detallarni ishlab chiqish. (Plankton qisqichbaqasimonlarining shaffofligini qanday etkazish kerakligini tushuntirib, biz eng oddiy modelni - ichiga singdirilgan buyum bilan shisha idishni taklif qilishimiz mumkin.)

Shakl: 4. Plankton. 7-sinf, "Qisqichbaqasimonlar" mavzusi. Rangli qog'oz (A3 formati), bo'r yoki oq guash, atlasdan qora siyoh

8-sinfda baliqlarni o'rganayotganda "Suyak baliqlarining tashqi tuzilishi" laboratoriya ishida avval oddiy voblani chizamiz, so'ngra bolalar maktabda mavjud bo'lgan "Baliq ovi baliqlari" rang-barang stollaridan turli xil baliqlar vakillarining akvarellarini chizamiz.

Shakl: 5. Baqa skeleti. 8-sinf, "Amfibiyalar" mavzusi. Qalam, o'quv preparati bilan

Amfibiyalarni o'rganishda birinchi navbatda - laboratoriya ishlari "Baqa skeletining tuzilishi", oddiy qalam bilan rasm chizish (5-rasm). Keyin, qisqa videoklipni tomosha qilgandan so'ng, - turli xil ekzotik qurbaqalar - yaproqlar uchun sudraluvchilar va boshqalarning akvarel bilan chizilgan rasmlari (Kalendarlardan yuqori sifatli fotosuratlar bilan nusxa ko'chiramiz, xayriyatki, ular hozir kam emas).

Bunday sxema bilan bir xil ob'ektning juda zerikarli qalam rasmlari yorqin va individual ishlash uchun odatiy tayyorgarlik bosqichi sifatida qabul qilinadi.

Muhim: texnika

Texnikani tanlash ishni muvaffaqiyatli yakunlash uchun juda muhimdir. Klassik versiyada siz oddiy qalam va oq qog'ozni olishingiz kerak, ammo ... Bizning tajribamiz shuni ko'rsatadiki, bolalar nuqtai nazaridan bunday chizilgan tugallanmagan ko'rinadi, ular ishdan norozi bo'lib qoladilar.

Ayni paytda siyoh bilan qalam eskizini yasash, hattoki rangli qog'ozni olish kifoya (biz ko'pincha printerlar uchun rangli qog'ozdan foydalanamiz) - va natija boshqacha qabul qilinadi (6-rasm, 7-rasm). Tugallanmaslik hissi ko'pincha aniq rivojlangan fonning etishmasligi tufayli yuzaga keladi va bu muammoni hal qilishning eng oson yo'li rangli qog'oz yordamida amalga oshiriladi. Bundan tashqari, odatiy bo'r yoki oq qalamdan foydalanib, siz tez-tez talab qilinadigan alevlenme yoki shaffoflik ta'siriga deyarli darhol erishishingiz mumkin.

Shakl: 6. Radiolariya. 7-sinf, mavzu "Eng sodda". Akvarel bo'yoqlari uchun rangli qog'oz (A3 formati) (qo'pol tuzilishga ega), siyoh, pastel yoki bo'r, atlasdan

Shakl: 7. Asalarilar. 7-sinf, mavzu "Hasharotlarga buyurtma". Murakkab, qalam ustiga qalam, hajmi - cho'tka va suyultirilgan siyoh bilan, atlasdan qalam bilan mayda detallar

Agar siz maskara bilan ishlashni tashkil qilishda qiynalayotgan bo'lsangiz, yumshoq qora laynerlar yoki rollarda (eng yomoni, jel qalamchalar) foydalaning - ular xuddi shunday effekt beradi (8, 9-rasm). Ushbu texnikadan foydalanib, har xil qalinlik va bosimdagi chiziqlar yordamida qancha ma'lumot berilishini ko'rsating - ikkalasi ham eng muhimini ajratib ko'rsatish uchun va tovush effektini yaratish uchun (oldingi va orqa fon). Bundan tashqari siz o'rtacha va engil soyalarni ishlatishingiz mumkin.

Shakl: 8. Yulaf. 6-sinf, mavzu "Gulli o'simliklarning xilma-xilligi, Donli oilalar". Gerbariydan siyoh, rangli qog'oz

Shakl: 9. Ot quyruq va balon. 6-sinf, "Sporali o'simliklar" mavzusi. Gerbariydan siyoh, oq qog'oz

Bundan tashqari, klassik ilmiy rasmlardan farqli o'laroq, biz ko'pincha rangda ishlaymiz yoki hajmni ko'rsatish uchun engil tonlama ishlatamiz (10-rasm).

Shakl: 10. Tirsak qo'shilishi. 9-sinf, "Tayanch-harakat tizimi" mavzusi. Gips bilan ishlangan qalam

Biz rang berishning ko'plab usullarini sinab ko'rdik - akvarel, guash, pastel va oxirida yumshoq rangli qalamlarga joylashdik, faqat qo'pol qog'ozga. Agar siz ushbu texnikani sinab ko'rishga qaror qilsangiz, bir nechta muhim narsalarni yodda tutishingiz kerak.

1. Yaxshi kompaniyaning yumshoq sifatli qalamlarini oling, masalan, "Kohinoor", lekin bolalarga ranglarning keng ko'lamini bermang (etarlicha asosiy): bu holda ular odatda tayyor rangni olishga harakat qilishadi, bu albatta muvaffaqiyatsiz bo'ladi. 2-3 rangni aralashtirib, to'g'ri soyaga qanday erishish mumkinligini ko'rsating. Buni amalga oshirish uchun siz palitra bilan ishlashingiz kerak - ular kerakli kombinatsiyalar va bosimni tanlagan qog'oz varag'i.

2. Dag'al qog'oz engil va kuchli ranglardan foydalanish vazifasini ancha engillashtiradi.

3. Engil qisqa zarbalar, go'yo, ob'ektning shaklini chizish kerak: ya'ni. asosiy chiziqlarni takrorlang (va bo'yash emas, shakli va konturiga zid).

4. So'ngra, to'g'ri ranglar mos kelganda, tugatish ishlari suvli va kuchli bo'lishi kerak. Ko'pincha diqqatga sazovor joylarni qo'shishga arziydi, bu rasmni juda jonli qiladi. Eng oddiy narsa oddiy bo'rdan foydalanish (rangli qog'ozga) yoki yumshoq silgi bilan (oq rangda) o'tish. Aytgancha, agar siz erkin oqadigan usullardan - bo'r yoki pasteldan foydalansangiz, unda ishni lak bilan tuzatishingiz mumkin.

Ushbu texnikani o'zlashtirishda siz uni tabiatda, vaqt etishmasligi bilan, tom ma'noda "tizzangizga" ishlatishingiz mumkin bo'ladi (faqat planshetlar haqida unutmang - qadoqlash kartonining bir qismi kifoya!).

Va, albatta, ishimizning muvaffaqiyati uchun biz, albatta, ko'rgazmalarni tashkil qilamiz - ba'zida sinfda, ba'zida maktab koridorlarida. Ko'pincha, xuddi shu mavzu bo'yicha bolalarning og'zaki va yozma ma'ruzalari ko'rgazmaga bag'ishlanadi. Umuman olganda, bunday loyiha sizga va bolalarga tayyorlanishga arziydigan ajoyib va \u200b\u200bchiroyli ish tuyg'usini qoldiradi. Ehtimol, rasm o'qituvchisi bilan aloqa qilish va o'zaro qiziqish bilan siz biologiya darslarida ishlashni boshlashingiz mumkin: ob'ektni o'rganish, qalam eskizini yaratish uchun analitik tayyorgarlik bosqichi va uni siz tanlagan texnikada - uning darslarida tugatish.

Mana bir misol. O'simlikshunoslik, mavzusi "Qochish - kurtak, tarvaqaylab ketish, otishni o'rganish tuzilishi". Kurtaklari bo'lgan novda oldingi o'rinda katta, orqa fonda oq qor va qora osmon fonida daraxtlar yoki butalar siluetlari mavjud. Texnik - qora siyoh, oq qog'oz. Filiallar - tabiatdan, daraxtlarning siluetlari - fotosuratlardan yoki kitob rasmlaridan. Sarlavha "Qishda daraxtlar" yoki "Qish manzarasi".

Yana bir misol. "Hasharotlarning buyruqlari" mavzusini o'rganishda biz "Qo'ng'izlarning shakli va hajmi" qisqa ishini bajaramiz. Yorug'lik va soya va porlashni etkazadigan har qanday usul (akvarel, suv bilan siyoh, cho'tka), lekin monoxrom, bu shaklni ko'rib chiqish va tasviridan chalg'itmaslik uchun (11-rasm). Tafsilotlarni qalam yoki jel qalam bilan ishlash yaxshidir (agar siz lupadan foydalansangiz, oyoqlar va bosh yaxshi chiqadi).

Shakl: 11. Qo'ng'izlar. Murakkab, qalamdagi qalam, hajmi - cho'tka va suyultirilgan siyoh bilan, atlasdan qalam bilan mayda detallar

Bir chorakda 1-2 ta chiroyli asar etarli - va jonli rasm chizish ushbu qiyin jarayonning barcha ishtirokchilarini xursand qiladi.

Hayotshunoslik kichikdan kichikga o'tmoqda. Yaqinda biologiya faqat hayvonlarning, o'simliklarning, bakteriyalarning tashqi xususiyatlarini tavsifladi. Molekulyar biologiya tirik organizmlarni alohida molekulalarning o'zaro ta'siri darajasida o'rganadi. Strukturaviy biologiya - hujayralardagi jarayonlarni atom darajasida tekshiradi. Agar siz individual atomlarni qanday "ko'rish" kerakligini, strukturaviy biologiya qanday ishlashini va "yashashi" ni va qanday qurilmalardan foydalanishni o'rganishni istasangiz, bu erda siz!

Tsiklning bosh hamkori - bu kompaniya: biologik tadqiqotlar va ishlab chiqarish uchun uskunalar, reaktivlar va sarf materiallarining eng yirik etkazib beruvchisi.

"Biyomolekula" ning asosiy vazifalaridan biri bu ildiz otishdir. Tadqiqotchilar qanday yangi dalillarni kashf etganliklari haqida gapiribgina qolmaymiz - ularni qanday kashf etganliklari haqida gaplashamiz, biologik usullarning tamoyillarini tushuntirishga harakat qilamiz. Qanday qilib bir organizmdan genni olish va boshqasiga kiritish mumkin? Katta hujayradagi bir nechta mayda molekulalarning taqdirini qanday izlash mumkin? Katta miyadagi bitta kichik neyron guruhini qanday otish kerak?

Va shuning uchun biz laboratoriya usullari haqida ko'proq tizimli ravishda gaplashishga, eng muhim, eng zamonaviy biologik usullarni bir sarlavhada to'plashga qaror qildik. Buni yanada qiziqarli va tushunarli qilish uchun biz bu erda va u erda juda ko'p rasmli maqolalar va hatto animatsiyalar qo'shdik. Biz yangi bo'limning maqolalari hatto bemalol o'tib ketayotgan odam uchun ham qiziqarli va tushunarli bo'lishini istaymiz. Va boshqa tomondan, ular shunchalik batafsilroq bo'ladiki, hatto professional ham ularda yangi narsalarni kashf etishi mumkin edi. Biz texnikani 12 ta katta guruhga to'pladik va ular asosida biotibbiyot kalendarini tuzmoqchimiz. Yangilanishlarni kuting!

Nima uchun strukturaviy biologiya?

Ma'lumki, biologiya - bu hayot haqidagi fan. U juda paydo bo'ldi xIX bosh asr va uning mavjudligining dastlabki yuz yilligi faqat tavsiflovchi edi. O'sha paytdagi biologiyaning asosiy vazifasi iloji boricha har xil tirik organizmlarning turlarini topish va tavsiflash, birozdan keyin - aniqlash uchun ko'rib chiqilgan oilaviy aloqalar ular orasida. Vaqt o'tishi bilan va biologiyadan fanning boshqa sohalari rivojlanishi bilan "molekulyar" prefiksi bilan bir nechta tarmoqlar paydo bo'ldi: molekulyar genetika, molekulyar biologiya va biokimyo - tirik mavjudotlarni tomonidan emas, balki alohida molekulalar darajasida o'rganadigan fanlar tashqi ko'rinish organizm yoki uning ichki organlarining interpozitsiyasi. Va nihoyat, yaqinda (o'tgan asrning 50-yillarida) bunday bilim sohasi tarkibiy biologiya - tirik organizmlardagi jarayonlarni o'zgarish darajasida o'rganadigan fan fazoviy tuzilish individual makromolekulalar. Darhaqiqat, strukturaviy biologiya uch xil fanning kesishgan nuqtasidadir. Birinchidan, bu biologiya, chunki fan tirik ob'ektlarni o'rganadi, ikkinchidan, fizika, chunki fizikaning eng keng arsenalidan beri eksperimental usullarUchinchidan, kimyo, chunki molekulalarning tuzilishini o'zgartirish ushbu fanning ob'ekti hisoblanadi.

Strukturaviy biologiya ikkita asosiy birikma sinfini - oqsillarni (barcha ma'lum organizmlarning asosiy "ishchi tanasi") va nuklein kislotalar (asosiy "ma'lumot" molekulalari). Aynan tizimli biologiya tufayli biz DNKning ikkita spiral tuzilishga ega ekanligini, tRNKni "G" vintage harfi sifatida tasvirlash kerakligini va ribosomada ma'lum bir konformatsiyadagi oqsillar va RNKlardan iborat katta va kichik subbirliklarni mavjudligini bilamiz.

Global maqsad tarkibiy biologiya, boshqa har qanday fan singari - "hamma narsa qanday ishlashini tushunish". Hujayralarning bo'linishiga olib keladigan oqsil zanjiri qaysi shaklda o'ralgan, fermentning ambalajlari u amalga oshiradigan kimyoviy jarayon davomida qanday o'zgaradi, o'sish gormoni va uning retseptorlari o'zaro ta'sir qiladi - bu savollarga ushbu fan javob beradi. Bundan tashqari, alohida maqsad - bu katta hajmdagi ma'lumotlarni to'plash, bu savollarga (hali o'rganilmagan ob'ekt uchun) kompyuterda qimmat tajribaga murojaat qilmasdan javob berish.

Masalan, siz biolyuminesans tizimining qurtlar yoki zamburug'larda qanday ishlashini tushunishingiz kerak - ular genomni dekodlashdi, bu ma'lumotlarga asoslanib, ular kerakli oqsilni topdilar va ishlash mexanizmi bilan birgalikda uning fazoviy tuzilishini bashorat qildilar. Shunga qaramay, tan olish kerakki, bunday usullar faqat embrional bosqichda mavjud bo'lsa-da, va faqat uning geniga ega bo'lgan oqsilning tuzilishini aniq taxmin qilish hali ham mumkin emas. Boshqa tomondan, strukturaviy biologiya natijalari tibbiyotda qo'llaniladi. Ko'pgina tadqiqotchilar biomolekulalarning tuzilishi va ularning ishlash mexanizmlari haqidagi bilimlar yangi dorilarni sinov va xatolar bilan emas, balki yuqori tezlikda skrining (aniq qilib aytganda) hozirda tez-tez ishlab chiqarishga imkon beradi deb umid qilishadi. Va bu emas ilmiy fantastika: Struktur biologiya yordamida ishlab chiqilgan yoki optimallashtirilgan ko'plab dorilar mavjud.

Strukturaviy biologiya tarixi

Strukturaviy biologiya tarixi (1-rasm) ancha qisqa va 1950-yillarning boshlarida, Djeyms Uotson va Frensis Krik DNK kristallarida rentgen diffraktsiyasi to'g'risida Rosalind Franklin ma'lumotlariga asoslanib, hozirgi kunda taniqli er-xotin spiralning modelini vintage konstruktoridan yig'ishganda boshlangan. Biroz oldinroq Linus Poling oqsillarning ikkilamchi tuzilishining asosiy elementlaridan biri bo'lgan spiralning birinchi maqbul modelini yaratdi (2-rasm).

Besh yildan so'ng, 1958 yilda, dunyodagi birinchi oqsil tuzilishi - sperma kitining mioglobin (mushak tolasi oqsili) aniqlandi (3-rasm). Bu, albatta, zamonaviy inshootlar singari go'zal emas edi, ammo bu zamonaviy ilm-fan rivojida muhim voqea bo'ldi.

Shakl 3b. Oqsil molekulasining birinchi fazoviy tuzilishi. Jon Kendryu va Maks Peruts maxsus konstruktordan yig'ilgan miyoglobinning fazoviy tuzilishini namoyish etadilar.

O'n yildan so'ng, 1984-1985 yillarda birinchi tuzilmalar yadro magnit-rezonans spektroskopiyasi bilan aniqlandi. O'sha paytdan boshlab bir nechta muhim kashfiyotlar sodir bo'ldi: 1985 yilda biz fermentning birinchi kompleksining tuzilishini uning inhibitori bilan oldik, 1994 yilda biz hujayralarimiz elektr stantsiyalarining ("mitoxondriya") asosiy "mashinasi" bo'lgan ATP sintazning tuzilishini aniqladik va 2000 yilda allaqachon birinchi fazoviy tuzilishga erishdik. Oqsillarning "fabrikalari" - oqsillar va RNKdan iborat ribosomalar (6-rasm). 21-asrda struktura biologiyasining rivojlanishi pog'ona va chegaralar bilan o'tdi va portlovchi o'sish bilan birga fazoviy tuzilmalar... Ko'pgina oqsil sinflarining tuzilmalari olingan: gormon va sitokin retseptorlari, G-oqsil bilan konjuge retseptorlari, pulli retseptorlari, oqsillar immunitet tizimi va boshqalar.

2010-yillarda kriyoelektron mikroskopi tasvirlarini yozib olish va qayta ishlashning yangi texnologiyalari paydo bo'lishi bilan membrana oqsillarining o'ta yuqori aniqlikdagi ko'plab murakkab tuzilmalari paydo bo'ldi. Strukturaviy biologiyaning rivojlanishi beparvo bo'lmadi: ushbu sohadagi kashfiyotlar uchun 14 ta Nobel mukofoti berildi, ulardan beshtasi 21-asrda.

Strukturaviy biologiya usullari

Strukturaviy biologiya sohasidagi tadqiqotlar bir nechtasi yordamida amalga oshiriladi jismoniy usullar, shulardan atigi uchtasi atom rezolyutsiyasida biomolekulalarning fazoviy tuzilishini olishga imkon beradi. Strukturaviy biologiya usullari tekshirilayotgan moddaning o'zaro ta'sirini o'lchashga asoslangan turli xil turlari elektromagnit to'lqinlar yoki elementar zarralar. Barcha usullar muhim moliyaviy resurslarni talab qiladi - uskunalar narxi ko'pincha ajoyibdir.

Tarixiy nuqtai nazardan, strukturaviy biologiyaning birinchi usuli bu rentgen strukturaviy tahlil (XRD) (7-rasm). 20-asrning boshlarida kristallardagi rentgen difraksiyasi tasviridan ularning xususiyatlarini - hujayraning simmetriya turini, atomlar orasidagi bog'lanish uzunligini va boshqalarni o'rganish uchun foydalanish mumkinligi aniqlandi. , ushbu molekulalarning kimyoviy va fazoviy tuzilishi. 1949 yilda penitsillinning tuzilishi, 1953 yilda esa - DNKning juft spirali tuzilishi shu tarzda olingan.

Hamma narsa oddiy bo'lib tuyulishi mumkin, ammo nuances bor.

Birinchidan, qandaydir tarzda kristallarni olish kerak va ularning kattaligi etarlicha katta bo'lishi kerak (8-rasm). Agar bu juda murakkab bo'lmagan molekulalar uchun mumkin bo'lsa (stol tuzi yoki mis sulfat qanday kristallanishini eslang!), Unda oqsillarning kristallanishi eng qiyin vazifamaqbul shartlarni topish uchun noaniq protsedurani talab qilish. Endi bu "o'sib chiqqan" oqsil kristallarini qidirishda yuzlab turli xil echimlarni tayyorlaydigan va kuzatadigan maxsus robotlar yordamida amalga oshirilmoqda. Biroq, kristallografiyaning dastlabki kunlarida oqsil kristalini olish ko'p yillar davomida qimmatli vaqtni talab qilishi mumkin edi.

Ikkinchidan, olingan ma'lumotlar asosida ("xom" diffraktsiya naqshlari; 8-rasm), strukturani "hisoblash" kerak. Endi bu odatiy vazifa, ammo 60 yil oldin, quvur texnologiyasi va perforatorlar davrida bu juda oson edi.

Uchinchidan, agar kristallni o'stirish mumkin bo'lsa ham, oqsilning fazoviy tuzilishi aniqlanishi shart emas: buning uchun oqsil barcha panjara joylarida bir xil tuzilishga ega bo'lishi kerak, bu har doimgidan ham uzoqdir.

Va to'rtinchidan, kristal oqsilning tabiiy holatidan yiroqda. Kristallardagi oqsillarni o'rganish odamlarning o'ntasini kichkina tutunli oshxonaga itarib yuborish bilan bir xil: odamlarning qo'llari, oyoqlari va boshlari borligini bilib olishingiz mumkin, ammo ularning xatti-harakatlari qulay sharoitdagidek bo'lmasligi mumkin. Shu bilan birga, rentgen difraksiyasini tahlil qilish fazoviy tuzilmalarni aniqlashning eng keng tarqalgan usuli bo'lib, PDB tarkibining 90% bu usul yordamida olinadi.

X-ray strukturaviy tahlili rentgen nurlarining kuchli manbalarini - elektron tezlatgichlarni yoki erkin elektron lazerlarni talab qiladi (9-rasm). Bunday manbalar qimmatga tushadi - bir necha milliard AQSh dollari - lekin odatda bitta manbadan dunyo bo'ylab yuzlab va hatto minglab guruhlar juda nominal haq evaziga foydalanadilar. Mamlakatimizda kuchli manbalar yo'q, shuning uchun ko'pchilik olimlar olingan kristallarni tahlil qilish uchun Rossiyadan AQShga yoki Evropaga sayohat qilishadi. Ushbu romantik tadqiqotlar haqida ko'proq ma'lumotni "maqolasida o'qing. Membrana oqsillarini ilg'or o'rganish laboratoriyasi: Gendan Angstromgacha» .

Yuqorida aytib o'tilganidek, rentgen strukturaviy tahlil qilish kuchli rentgen manbasini talab qiladi. Manba qanchalik kuchli bo'lsa, kristallarning kattaligi shunchalik kichrayishi mumkin va biologlar va genetik muhandislar baxtsiz kristallarni olishga urinishni boshdan kechirishlari kerak bo'ladi. X-nurlari eng zo'r sinxrotronlarda yoki siklotronlarda, ulkan halqa tezlatgichlarida elektronlar nurini tezlashtirish orqali olinadi. Elektron tezlashtirilganda, kerakli chastota diapazonida elektromagnit to'lqinlarni chiqaradi. Yaqinda yangi ultra kuchli nurlanish manbalari paydo bo'ldi - bepul elektron lazerlari (XFEL).

Lazer bilan ishlash printsipi juda oddiy (9-rasm). Birinchidan, elektronlar tezlashadi yuqori energiya supero'tkazuvchi magnitlar yordamida (tezlatgichning uzunligi 1-2 km), so'ngra ular deyilgan dululyatorlar - turli qutblanish magnitlari to'plamidan o'tadilar.

Shakl 9. Erkin elektron lazerning ishlash printsipi. Elektron nurlari tezlashadi, dalgalanuvchidan o'tadi va biologik namunalarni uradigan gamma kvantlarni chiqaradi.

Dalgalanuvchidan o'tib, elektronlar vaqti-vaqti bilan nurlanish yo'nalishidan uzoqlasha boshlaydi, tezlashuvni boshdan kechiradi va rentgen nurlarini chiqaradi. Barcha elektronlar bir xilda harakat qilayotganligi sababli, nurlanish boshqa elektronlar bir xil chastotali rentgen to'lqinlarini o'zlashtira va qaytadan chiqara boshlagani sababli kuchayadi. Barcha elektronlar juda kuchli va juda qisqa portlash shaklida sinxron nurlanishni chiqaradi (davomiyligi 100 femtosekunddan kam). Rentgen nurlarining kuchi shunchalik balandki, bitta qisqa chaqnash kichik kristalni plazma ichiga aylantiradi (10-rasm), lekin kristal buzilmagan bir necha femtosekundalarda nurning yuqori intensivligi va tutarlılığı tufayli eng yuqori sifatli tasvirni olishingiz mumkin. Bunday lazerning narxi 1,5 milliard dollarni tashkil qiladi va dunyoda atigi to'rtta uskuna mavjud (AQShda joylashgan (11-rasm), Yaponiya, Koreya va Shveytsariyada). 2017 yilda qurilishda Rossiya ham ishtirok etgan beshinchisi - evropalik lazerni ishga tushirish rejalashtirilgan.

Shakl 10. Erkin elektron lazerning zarbasi ta'sirida oqsillarni plazmadagi 50 fs ga aylanishi. Femtosekundiya \u003d sekundning 1/1000000000000000.

PDM bazasidagi taxminan 10% fazoviy tuzilmalar NMR spektroskopiyasi yordamida aniqlangan. Rossiyada bir nechta ultra kuchli sezgir NMR spektrometrlari mavjud bo'lib, ular jahon miqyosidagi ishlarda qo'llaniladi. Nafaqat Rossiyadagi, balki Pragadan sharqiy va Seulning g'arbiy qismidagi eng yirik NMR laboratoriyasi Rossiya Fanlar akademiyasining Bioorganik kimyo institutida (Moskva) joylashgan.

NMR spektrometri - bu aql-idrok ustidan texnologiya g'alabasining ajoyib namunasidir. Yuqorida aytib o'tganimizdek, NMR spektroskopiya usulidan foydalanish uchun kuchli magnit maydon talab qilinadi, shuning uchun asbobning yuragi supero'tkazuvchi magnitdir - suyuq geliyga (-269 ° C) botirilgan maxsus qotishmadan yasalgan spiral. Supero'tkazuvchanlikka erishish uchun suyuq geliy zarur. Geliyning bug'lanib ketishini oldini olish uchun uning atrofida suyuq azotli (-196 ° C) ulkan idish qurilmoqda. Garchi u elektromagnit bo'lsa-da, elektr energiyasini iste'mol qilmaydi: supero'tkazgich spirali qarshilikka ega emas. Shu bilan birga, magnit doimiy ravishda suyuq geliy va suyuq azot bilan "oziqlanishi" kerak (15-rasm). Agar siz kuzatmasangiz, "söndürme" paydo bo'ladi: spiral qiziydi, geliy portlash bilan bug'lanadi va qurilma buziladi ( sm. video). 5 sm uzunlikdagi namunadagi maydon nihoyatda bir xil bo'lishi juda muhim, shuning uchun qurilmada magnit maydonni aniq sozlash uchun zarur bo'lgan bir nechta o'nlab kichik magnitlar mavjud.

Video. 21.14 Tesla NMR spektrometrining rejalashtirilgan söndürülmesi.

O'lchovlarni amalga oshirish uchun sizga datchik kerak - bu ham elektromagnit nurlanishni hosil qiluvchi, ham "teskari" signalni ro'yxatdan o'tkazadigan maxsus namunadir - namunaning magnit momentining tebranishi. Ta'sirchanlikni 2-4 baravar oshirish uchun datchik -200 ° C haroratgacha soviydi va shu bilan issiqlik shovqinlari yo'q qilinadi. Buning uchun geliyni kerakli haroratgacha sovitadigan va detektor yoniga pompalaydigan maxsus mashina - kriyoplatform qurilmoqda.

Yorug'likning tarqalishi, rentgen nurlari yoki neytron nurlari hodisasiga tayanadigan usullarning butun guruhi mavjud. Ushbu usullar nurlanish / zarrachalarning turli burchaklarga tarqalish intensivligi bilan eritmadagi molekulalarning o'lchamlari va shakllarini aniqlashga imkon beradi (16-rasm). Molekulaning tuzilishini sochilish yordamida aniqlash mumkin emas, lekin uni boshqa usuldan foydalanganda, masalan, NMR spektroskopiyasidan foydalanish mumkin. Yorug'lik sochadigan asboblar nisbatan arzon va ularning narxi "atigi" taxminan 100000 dollarni tashkil etadi, boshqa usullar uchun neytron nurlari yoki kuchli rentgen nurlarini ishlab chiqaradigan zarralar tezlatuvchisi kerak.

Siz strukturani aniqlay olmaydigan, ammo ba'zi bir muhim ma'lumotlarni olishingiz mumkin bo'lgan yana bir usul rezonansli lyuminestsentsiya energiyasini uzatish (FRET). Usulda lyuminestsentsiya fenomenidan foydalaniladi - ba'zi moddalarning bir to'lqin uzunlikdagi nurni yutish qobiliyati, boshqacha to'lqin uzunlikdagi yorug'lik chiqarilganda. Siz juft birikmalarni tanlashingiz mumkin, ulardan biri uchun (donor) lyuminestsentsiya paytida chiqadigan yorug'lik ikkinchisining o'ziga xos yutilish to'lqin uzunligiga (akseptor) to'g'ri keladi. Donorni kerakli to'lqin uzunligidagi lazer bilan nurlantiring va akseptor floresansini o'lchang. FRET effekti molekulalar orasidagi masofaga bog'liq, shuning uchun agar siz donor va lyuminestsentsiya aktseptorini ikkita oqsil molekulalariga yoki bitta oqsilning turli domenlariga (struktura birliklariga) kiritsangiz, oqsillar orasidagi o'zaro ta'sirni yoki oqsil tarkibidagi domenlarning o'zaro joylashishini o'rganishingiz mumkin. Ro'yxatdan o'tish optik mikroskop yordamida amalga oshiriladi, shuning uchun FRET - bu ma'lumotni talqin qilishdagi qiyinchiliklar bilan bog'liq bo'lgan, arzon ma'lumotli bo'lsa ham.

Va nihoyat, tarkibiy biologlarning "orzu qilish usuli" - kompyuter modellashtirishni eslatib o'tmaslik mumkin emas (17-rasm). Usul g'oyasi molekulalarning tuzilishi va xatti-harakatlari qonuniyatlari to'g'risida zamonaviy bilimlardan foydalangan holda kompyuter modelidagi oqsilning xatti-harakatlarini simulyatsiya qilishdan iborat. Masalan, molekulyar dinamika usuli yordamida real vaqtda molekulaning harakatini yoki oqsilni "yig'ish" jarayonini bitta "lekin" da kuzatib borish mumkin: hisoblash mumkin bo'lgan maksimal vaqt 1 ms dan oshmaydi, bu juda qisqa, ammo bundan tashqari, ulkan hisoblashni talab qiladi resurslar (18-rasm). Tizimning xatti-harakatini uzoqroq vaqt davomida tekshirish mumkin, faqat bunga yo'l qo'yilmaydigan aniqlikni yo'qotish hisobiga erishiladi.

Kompyuter modellashtirish oqsillarning fazoviy tuzilishini tahlil qilishda faol foydalaniladi. Docking maqsadli oqsil bilan ta'sir o'tkazishga moyilligi yuqori bo'lgan potentsial dorilarni izlash uchun ishlatiladi. Ayni paytda prognozlarning aniqligi hali ham past, ammo docking yangi dori yaratish uchun sinovdan o'tkazilishi kerak bo'lgan potentsial faol moddalar doirasini sezilarli darajada qisqartirishga imkon beradi.

Asosiy maydon amaliy qo'llanilishi strukturaviy biologiya natijalari giyohvand moddalarni ishlab chiqarish yoki hozirgi kunda aytilganidek, dizaynni tortish. Strukturaviy ma'lumotlar asosida preparatni ishlab chiqishning ikki yo'li mavjud: siz liganddan yoki maqsadli oqsildan boshlashingiz mumkin. Agar maqsadli oqsilga ta'sir qiluvchi bir nechta dorilar allaqachon ma'lum bo'lsa va oqsil-dori komplekslarining tuzilmalari olingan bo'lsa, oqsil molekulasi yuzasida bog'lanishning "cho'ntagi" xususiyatlariga mos ravishda "ideal dori" modelini yaratish, potentsial preparatning zarur xususiyatlarini ta'kidlash va hamma orasida qidiruv o'tkazish mumkin. ma'lum tabiiy va unchalik ko'p bo'lmagan birikmalar. Siz hatto dori tuzilishining xususiyatlari va uning faoliyati o'rtasidagi munosabatlarni o'rnatishingiz mumkin. Masalan, agar molekulaning tepasida kamon bo'lsa, unda uning faoliyati kamonsiz molekuladan yuqori bo'ladi. Va kamon qancha ko'p zaryadlangan bo'lsa, dori shunchalik yaxshi ishlaydi. Bu shuni anglatadiki, ma'lum bo'lgan barcha molekulalardan siz eng katta zaryadlangan kamon bilan aloqani topishingiz kerak.

Yana bir usul - bu kompyuter bilan kerakli joyda o'zaro ta'sir o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lgan birikmalarni izlash uchun maqsadli tuzilishdan foydalanish. Bunday holda, odatda fragmentlar kutubxonasi ishlatiladi - moddalarning kichik qismlari. Agar siz turli joylarda nishon bilan o'zaro ta'sir qiladigan, lekin bir-biriga yaqin bo'lgan bir nechta yaxshi parchalarni topsangiz, siz ularni parchalardan "tikib", dori yaratishingiz mumkin. Strukturaviy biologiya yordamida giyohvand moddalarni muvaffaqiyatli ishlab chiqishning ko'plab misollari mavjud. Birinchi muvaffaqiyatli holat 1995 yilda boshlangan: keyinchalik dorzolamid, glokom uchun dori, foydalanish uchun tasdiqlangan.

Biologik tadqiqotlarda umumiy tendentsiya nafaqat tabiatning sifatli, balki miqdoriy tavsifiga ham tobora ko'proq moyil bo'lmoqda. Strukturaviy biologiya bunga yorqin misoldir. Va u nafaqat fundamental ilm-fanga, balki tibbiyot va biotexnologiyaga ham foyda keltiradi deb ishonish uchun barcha asoslar mavjud.

GURUHIMIZ :@tabiiy_va_aniq_fanlar



KANALIMIZ : tabiiy_va_aniq_fanlar1
Download 27,21 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish