Программа среднего профессионального образования  
Демо 44.02.03 Педагогика дополнительного образования (изобразительная деятельность и декоративно-прикладное искусство)

Дисциплина: Естествознание
Практическое занятие 3

Выполнил:
 Обучающийся Долинская Мария Викторовна
Преподаватель:
Перевозчикова Мария Владимировна

Естествознание СОО (ДО, СпДО, ПНК, КП, ПДО, ДОУА)
Практическое занятие 3
Задание 1. Максимальное количество баллов- 5
Решите задачу на тему: «Генетическая информация в клетке».
Некоторые вирусы в качестве генетического материала несут РНК. Такие вирусы, заразив клетку, встраивают ДНК-копию своего генома в геном хозяйской клетки.
Известно, что в клетку проникла вирусная РНК следующей последовательности:

Вопросы:
1.    Напишите последовательность двуцепочечного фрагмента ДНК, укажите 5’ и 3’ концы цепей.
2.    Определите последовательность нуклеотидов и РНК при условии, что матрицей является цепь ДНК, комплементарная вирусной РНК; свой ответ поясните.

Решение: 
Пояснение: 
1.	Фрагмент двуцепочечной молекулы ДНК определяется по принципу комплементарности по вирусной РНК ГУГ ААА ГАУ ЦАУ ГЦГ УГГ: ДНК 1 цепь:5' − ГТГ ААА ГАТ ЦАТ ГЦГ ТГГ  − 3' (кодирующая) ДНК 2 цепь: 3' − ЦАЦ ТТТ ЦТА ГТА ЦГЦ АЦЦ − 5'(матричная) Примечание Обратная транскрипция — процесс образования двуцепочечной ДНК на основе одноцепочечной РНК, характерный для РНК-вирусов. 
2.	2. Строим участок и РНК 5' − ГУГ ААА ГАУ ЦАУ ГЦГ УГГ −3' по принципу комплементарности на основе второй (матричной) цепи молекулы ДНК.

Задание 2. Максимальное количество баллов- 3
На основании задания 1, определите последовательность вирусного белка, используя таблицу генетического кода, свой ответ поясните.

Ответ: 
 
Решение: 
5’ – ГУГ ААА ГАУ ЦАУ ГЦГ УГГ − 3’ Вал – Лиз – Асп – Гис – Ала – Три На основе и РНК по таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот во фрагменте РНК вируса: Вал – Лиз – Асп – Гис – Ала – Три.

Задание 3. Максимальное количество баллов- 2
Напишите определение генетического кода и его свойства, предварительно изучив материал: 
Ответ: Генетический код — это система записи генетической информации о порядке расположения аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК. Каждая аминокислота белка закодирована в ДНК триплетом — тремя расположенными подряд нуклеотидами. Каждому триплету нуклеотидов соответствует одна аминокислота в молекуле белка. Так как ДНК состоит из четырёх видов нуклеотидов, то число возможных сочетаний из 4 по 3
равно 43=64. Но в состав белков входит всего 20 аминокислот. Установлено, что многие аминокислоты кодируются не одним, а несколькими триплетами (до 6), т. е. генетический код является вырожденным. Благодаря такому свойству генетического кода хранение и передача наследственной информации оказываются более надёжными.
Свойства генетического кода 1. Код триплетен. Каждую аминокислоту кодируют три нуклеотида, расположенные подряд. 
3.	Код универсален. Все живые организмы (от бактерии до человека) используют единый генетический код. 
4.	Код вырожден. Одна аминокислота может кодироваться не одним, а несколькими триплетами. 
5.	Код однозначен. Каждый триплет соответствует только одной аминокислоте.
6.	Код не перекрывается. Каждый нуклеотид входит в состав только одного кодового триплета. Порядок расположения нуклеотидов в цепях ДНК определяет её неповторимость, а также специфичность белков, которые ею кодируются. Для каждого вида и для каждой отдельной особи вида строение ДНК и белков индивидуально.

Задание 4. Максимальное количество баллов- 4
Решите задачу на тему: «Окислительно-восстановительные реакции».
Окислительно-восстановительной реакцией (ОВР) называется реакция, которая протекает с изменением степеней окисления элементов, например:

Для расстановки коэффициентов в  ОВР используют метод электронного баланса, суть которого заключается в том, что количество электронов, отданных восстановителями равно количеству электронов, принятых окислителями.
Алгоритм метода, следующий:
1)    указать степени окисления каждого элемента;
2)     определить элементы, степень окисления которых изменилась;
3)    составить уравнения процессов окисления и восстановления;
Окисление - процесс потери атомом дополнительных электронов, восстановление - процесс приобретения атомом электронов;
4)    уравнять число присоединённых и отданных электронов, введя множители, использовав наименьшее общее кратное;
5)    подставить найденные коэффициенты перед формулами веществ, содержащих эти частицы;
6)    расставить коэффициенты перед формулами остальных веществ методом подбора;
7)    проверить правильность расстановки коэффициентов.
 
Задание:
 Используя метод электронного баланса:
1)  расставьте коэффициенты в уравнении реакции, приведенной в качестве примера;
2) определите процессы окисления и восстановления;
3) укажите окислитель и восстановитель.

Ответ:
Решение:

Расставим степени окисления всех элементов:
K ^(+1) Br^(-1) + K^(+1) Mn^(+7)O^(-2)4 + H^(+1)2S^ (+6)O^ (-2)4 = Mn^(+2)S^(+6)O^(-2)4 + Br^(0)2 + K^(+1)2S^(+6)O^(-2)4 + H^(+1)2O^(-2)
Определим элементы, изменившие степени окисления: 
это марганец и бром. 
Составим схему электронного баланса и определим окислитель и восстановитель: 
2 Br^(-1) - 2 е → 2 Br^(0) 2 5 - восстановитель; Mn^(+7) + 5 е → Mn^(+2) 5 2 - окислитель;
Расставим коэффициенты: 

Задание 5. Максимальное количество баллов- 5
Схему превращения одних веществ в другие называют цепочкой химических превращений. Она характеризует генетическую связь между основными классами органических и неорганических соединений.
 
Дана схема химических превращений неорганических веществ:

Задание:
Найдите неизвестные вещества: X, Y, Z, написав молекулярные уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения.
 
Для решения цепочки превращений рекомендовано использовать следующий алгоритм:
1)              Перепишите цепочку, которую необходимо решить;
2)              Пронумеруйте количество реакций для удобства решений;
3)              Последовательно напишите уравнения реакций, использовав данные из предложенной цепочки, а также знания химических свойств веществ (материал для изучения: информационный ресурс сети интернет- Теоретические основы химии – Режим доступа: https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje Раздел: Неорганическая химия, подразделы: химические свойства веществ).
 Не забудьте уравнять реакции, т.е. расставить коэффициенты в уравнениях!
4)              Запишите в ответ полученные вещества: X, Y, Z.
 
Решение: 
MgCo3-->>MgO+CO2 
MgO+2HCl-->>MgCl2+H2O 
MgCl2+2NaOH-->Mg(OH)2!+2NaCl
 x-MgO, y-MgCl2, z-Mg(OH)2

Задание 6. Максимальное количество баллов- 3
Решите задачу на тему: «Первое начало термодинамики».
Идеальный газ получил количество теплоты 500 Дж и совершил работу 300 Дж. Определите, чему равно изменение внутренней энергии газа?
1.    Напишите первый закон термодинамики;
2.     Ответ предоставьте в кДж.
 
Рекомендации: Для решения данной задачи рекомендовано использовать следующие литературные источники:
·                Васильев А. А., Федоров В. Е Физика 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для СПО Издательство Юрайт, 2020. — 212 с. Режим доступа: Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. —URL: https://urait.ru/viewer/fizika-449120
Раздел: Термодинамика.
Решение: 
Дано:
 Q=500
 Дж A=300 
Дж ΔU-? 
Решение: 
Q=ΔU+A 
ΔU=Q-A=500 Дж – 300 Дж = 200 Дж 
Ответ: 200 Дж

Задание 7. Максимальное количество баллов- 3
 Решите задачу на тему: «Звуковые волны».
Диапазон частот, которые способен слышать человек, называется слуховым или звуковым диапазоном. Звуковые волны в диапазоне 100—4000 Гц соответствуют человеческому голосу.
 
Исходные данные: Средняя частота звуковых волн мужского голоса 

Вопросы:
1.       найдите соотношение средних длин звуковых волн 
 мужского и женского голоса?

2.       найдите соотношение средних длин звуковых волн 
 женского и детского голоса? Значения округлите до целых чисел. Свой ответ поясните.

Для решения данной задачи используйте формулу:

где ƛ -длина волны;
      v – частота звука;
      ʋ - скорость звука.

 
Приложение 1
 
Пример решения задачи на построение молекулы двуцепочечной ДНК, и-РНК, и последовательности аминокислот полипептидной цепи

РНК вируса имеет последовательность АЦА-ГЦЦ-ГГУ-УУГ-ГГА.
Какова будет последовательность нуклеотидов двуцепочечной ДНК, кодируемая этим участком?
Какова последовательность нуклеотидов иРНК при условии, что матрицей является цепь ДНК, комплементарная РНК вируса. Определите белок, который закодирован в РНК вируса.
 
Дано:
 Фрагмент   РНК вируса: АЦА-ГЦЦ-ГГУ-УУГ-ГГА.	Решение:
1) По принципу комплементарности на основе РНК вируса найдем первую цепь ДНК.
вирусная РНК: АЦА-ГЦЦ-ГГУ-УУГ-ГГА
ДНК I: ТГТ-ЦГГ-ЦЦА-ААЦ-ЦЦТ
 По принципу комплементарности на основе ДНК I найдем вторую цепь ДНК:
ДНК I: ТГТ-ЦГГ-ЦЦА-ААЦ-ЦЦТ
ДНК II: АЦА-ГЦЦ-ГГТ-ТТГ-ГГА
2) По принципу комплементарности на основе ДНК I найдем цепь иРНК (т.к. ДНК I комплементарна вирусной РНК):
ДНК I: ТГТ-ЦГГ-ЦЦА-ААЦ-ЦЦТ
иРНК: АЦА-ГЦЦ-ГГУ-УУГ-ГГА
3) По таблице генетического кода на основе иРНК найдем белок вируса (определим последовательность аминокислот):
иРНК: АЦА-ГЦЦ-ГГУ-УУГ-ГГА
белок: тре-ала-гли-лей-гли
или белок (полное название аминокислот): треонин-аланин-глицин-лейцин-глицин	
Определить:
1)     нуклеотидную последовательность двуцепочечной ДНК;
2)     нуклеотидную последовательность иРНК;
3)     белок, закодированный в РНК вируса.		
 
 Решение:
Дано:
V1=120 Гц 
V2=240 Гц 
V3= 265 Гц
ƛ1/ƛ2 - ? 
ƛ2/ƛ3 - ?
Решение:
 Частота, длина и скорость распространения звуковых волн связаны соотношением ƛV=U отсюда находим отношение средних длин звуковых волн мужского и женского голоса
 ƛ1/ƛ2*V1/V2=V2/V1=240Гц/120Гц=2 
ƛ2/ƛ3*V2/V3=V2/V3=265Гц/240Гц=1,104=1
Ответ: Соотношение средних длин звуковых волн мужского и женского голоса – 2 
Соотношение средних длин звуковых волн женского и детского голоса -1