программирование задач из курса общей биологии. Репликация ДНК

1. программирование задач из курса общей биологии. Репликация ДНК Медиаприложение к творческой работе: “Написать нуклеотидный состав дочерних ДНК, образовавшихся в результате репликации исходного фрагмента ДНК” МОУ “Тверской лицей”, учитель информатики Наумова Алиса Ивановна

2. Цель работы: изучить процесс репликации ДНК в клетке с использованием языка программирования Turbo Pascal; Задачи: • Выполнить словесное описание поставленной задачи; • Написать и выполнить программу; • Провести анализ выполненной работы.

3. Введение В данной работе представлено решение задачи с использованием языка программирования Turbo Pascal из курса общей биологии “Написать нуклеотидный состав дочерних ДНК, образовавшихся в результате репликации исходного фрагмента ДНК”. Выбранная задача представляет наибольший интерес с точки зрения использования алгоритмических конструкций и ее реализации на компьютере.

4. Словесное описание алгоритма • 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 происходит 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.

5. Репликация ДНК Реплика́ция (от лат.replicatio — возобновление)  Схематическое изображение процесса репликации, цифрами отмечены: (1) запаздывающая нить, (2) лидирующая нить, (3) ДНК-полимераза (Polα), (4) ДНК-лигаза, (5) РНК-праймер, (6) праймаза, (7) фрагмент Оказаки, (8) ДНК-полимераза (Polδ), (9) хеликаза, (10) одиночная нить со связанными белками, (11) топоизомераза.

6. Исходный модуль программы program replik; uses crt; {подключить модуль работы с экраном} vardnk, dnkd: array[1..30] of char; k,i:integer; begin clrscr; {очиститьэкран} 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;

7. for i:=1 to k-1 do begin case dnk[i] of{сформировать массив дочерней ДНК} ‘А’: dnkd[i]:=’Т’; ‘Ц’: dnkd]:=’Г’; ‘Т’: dnkd[i]:=’А’; ‘Г’: dnkd[i]:=’Ц’; end; end; writeln; writeln(‘ИсходнаяДНК:’); write(‘…-’); for i:=1 to k-1 do write (dnk[i],’-’); {распечатать исходный массив} write(‘…’);

8. writeln(‘ДочерняяДНК:’); write(‘…-’); for i:=1 to k-1 do write (dnkd[i],’-’);{распечатать сформированный массив} write(‘…’); while not keypressed do; end. Выполнение программы: • Тест № 1:Участок ДНК имеет следующий состав • нуклеотидов: АГТАЦГГЦАТГТАГЦ. 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-…

9. Тест № 2: Участок ДНК имеет следующий состав • нуклеотидов: АГТАЦГГЦАТГТ. • Репликация ДНК • Введите структуру ДНК: АГТАЦГГЦАТГТ • Исходная ДНК: • …- А-Г-Т-А-Ц-Г-Г-Ц-А-Т-Г-Т-… • Дочерняя ДНК: • …- Т-Ц-А-Т-Г-Ц-Ц-Г-Т-А-Ц-А-… • Тест № 3:Участок ДНК имеет следующий состав • нуклеотидов: АГТААГТТТЦ. • Репликация ДНК • Введите структуру ДНК: АГТААГТТТЦ • Исходная ДНК: • …- А-Г-Т-А-А-Г-Т-Т-Т-Ц-… • Дочерняя ДНК: • …- Т-Ц-А-Т-Т-Ц-А-А-А-Г-…

10. Заключение Neuch.org - Современное образование В данной работе наглядно представлены межпредметные связи в естественно - научном классе старшей школы на примере реализации процесса репликации ДНК с помощью компьютерного варианта и при этомдостигнуты ожидаемые результаты: • Комплексное применение на практике знаний, умений и навыков по двум дисциплинам: информатика и биология. • Умение работать в группах для достижения совместного результата деятельности. • Развитие логического мышления и творческих способностей учащихся.