Программирование задач из курса общей биологии. Репликация

ВСЕРОССИЙСКИЙ ФЕСТИВАЛЬ “ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ”
Номинация: Краткосрочные педагогические проекты. Творческая работа
Тема: Программирование задач из курса общей биологии. Репликация ДНК.
Предмет: Информатика и ИКТ
Учитель: Наумова Алиса Ивановна, МОУ “Тверской лицей”, г. Тверь
Класс: 10-й естественно - научного профиля
Актуальность данной работы состоит в том, что в ней достаточно наглядно показаны один из вариантов использования межпредметных связей и рефлексивных методов на уроках информатики.
Цели:
• закрепить пройденный теоретический материал по программированию
“Символьные переменные”;
• повторить материал по биологии “Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК”;
• научить составлять программы на языке Turbo Pascal с использованием
символьных переменных и циклов;
Задачи:
1. Подобрать соответствующую литературу по биологии и информатике.
2. Разработать постановочную часть:
• дать четкую формулировку задачи;
• определить исходные и промежуточные данные;
• описать способы получения результата.
3. Написать программу (исходный модуль) с комментариями.
4. Подготовить проверочные тесты;
5. Проверить правильность решения задачи на компьютере в среде программирования Turbo Pascal (при необходимости провести корректировку исходного
модуля или тестов);
6. Оформить работу в приложениях Word (текстовый файл) и PowerPoint (авторское медиаприложение);
7. Использовать рефлексивные методы решения и контроля поставленных задач
на этапе актуализации знаний, умений, навыков и при подведении итогов
(учащиеся должны провести самоанализ и самооценку проделанной работы).
Ожидаемые результаты:
1. Комплексное применение на практике знаний, умений и навыков по двум
школьным дисциплинам: информатика и биология.
2. Умение работать в группах для достижения совместного результата деятельности.
3. Развитие логического мышления и реализация творческих возможностей.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ
Тема: Репликация (удвоение) ДНК.
Задание: Участок ДНК имеет следующий состав нуклеотидов:
1
АГТАЦГГЦАТГТАГЦ. Напишите нуклеотидный состав дочерних ДНК, образовавшихся в результате репликации исходного фрагмента ДНК. Полученный результат
выдать на экран компьютера.
Словесное описание алгоритма:
Принцип комплементарности, лежащей в основе структуры ДНК, позволяет
понять, как синтезируются новые молекулы ДНК незадолго перед делением клетки.
Этот синтез обусловлен замечательной способностью молекулы ДНК к удвоению и
определяет передачу наследственных свойств от материнской клетки к дочерним.
Двойная спираль ДНК под влиянием фермента начинает с одного конца раскручиваться, и на каждой цепи из находящихся в окружающей среде свободных
нуклеотидов собирается новая цепь. Сборка новой цепи в точном соответствии с
принципом комплементарности. Против А встает Т, против Г - Ц, против Ц - Г, против Т –А. В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две молекулы такого же точно нуклеотидного состава, как и первоначальная. Одна цепь в каждой
вновь образовавшейся молекуле ДНК происходит из первоначальной молекулы, а
другая синтезируется вновь.
Исходный модуль программы на языке Turbo Pascal:
program replik;
uses crt;
{подключить модуль работы с экраном}
var dnk, dnkd: array[1..30] of char;
k,i:integer;
begin
clrscr;
{очистить экран}
writeln (‘Репликация ДНК’);
writeln;
write(‘Введите структуру ДНК:’);
i:=1;
{идентификация переменных}
k:=1;
while not eoln do
begin
read (dnk[i]);
{заполнить исходный массив ДНК}
i:=i+1;
k:=k+1;
end;
for i:=1 to k-1 do
begin
2
case dnk[i] of
‘А’: dnkd[i]:=’Т’;
‘Ц’: dnkd[i]:=’Г’;
‘Т’: dnkd[i]:=’А’;
‘Г’: dnkd[i]:=’Ц’;
end;
end;
writeln;
writeln(‘Исходная ДНК:’);
write(‘…-’);
for i:=1 to k-1 do
write (dnk[i],’-’);
write(‘…’);
writeln(‘Дочерняя ДНК:’);
write(‘…-’);
for i:=1 to k-1 do
write (dnkd[i],’-’);
write(‘…’);
while not keypressed do;
end.
{сформировать массив дочерней ДНК}
{распечатать исходный массив}
{распечатать сформированный массив}
Выполнение программы:
Репликация ДНК
Введите структуру ДНК: АГТАЦГГЦАТГТАГЦ
Исходная ДНК:
…- А-Г-Т-А-Ц-Г-Г-Ц-А-Т-Г-Т-А-Г-Ц-…
Дочерняя ДНК:
…- Т-Ц-А-Т-Г-Ц-Ц-Г-Т-А-Ц-А-Т-Ц-Г-…
Контроль и самопроверка знаний:
Критерии:
После выполнения и сдачи задания учениками проводится анализ проделанной
работы, при этом определяется степень самостоятельности решения:
• умение обосновать и сформулировать методы решения задачи;
• степень раскрытия задания;
• качество оформления.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ - РЕСУРСОВ
1. Бородин П. М., Общая биология, Учебник для 10-11 классов, Москва, 2006 г.
2. Культин Н., Программирование в Turbo Pascal 7.0 и Delphi, Учебник, Дюссельдорф – Киев – Москва - Санкт – Петербург, 2001 г.
3. Попов В. Б., Turbo Pascal для школьников версия 7.0, Учебное пособие,
Москва, 1998г.
4. Репликация – http://ru.wikipedia.org.
5. Современное образование – http://neuch.org/thought/refleksiya-na-uroke.
3