Autor: Anna Juwan

Temat: Sekwencjonowanie DNA

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

• Scharakteryzujesz pierwsze techniki sekwencjonowania DNA.

• Przedstawisz istotę sekwencjonowania DNA metodą Sangera.

• Wymienisz możliwości zastosowania sekwencjonowania DNA.

• Przeprowadzisz doświadczenie polegające na zsekwencjonowaniu genu łańcucha beta hemoglobiny metodą Sangera.

Strategie nauczania:

• konstruktywizm;

• konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

• z użyciem komputera;

• rozmowa kierowana;

• ćwiczenia interaktywne;

• ćwiczenia laboratoryjne.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Przed lekcją:

1. Uczniowie zapoznają się z treścią w sekcji „Przeczytaj”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Nauczyciel wyświetla na tablicy temat lekcji oraz cele zajęć, omawiając lub ustalając razem z uczniami kryteria sukcesu.

2. Rozmowa wprowadzająca. Nauczyciel prosi chętnych/wybranych uczniów o wyjaśnienie, na czym polega sekwencjonowanie DNA. W razie potrzeby naprowadza na prawidłową odpowiedź.

Faza realizacyjna:

1. Praca w grupach. Nauczyciel dzieli klasę na cztery grupy i każda z nich losuje kartkę z pytaniem:
   1) Jak przebiega metoda chemiczna sekwencjonowania DNA?
   2) Jak przebiega metoda enzymatyczna (Sangera) sekwencjonowania DNA?
   3) Jaka jest historia poznawania kolejności nukleotydów w DNA?
   4) Do czego możemy wykorzystać informacje zawarte w sekwencji DNA?
   Zadaniem każdej grupy jest przygotowanie odpowiedzi na wylosowane pytanie. Nauczyciel wyznacza czas potrzebny na opracowanie zagadnienia przez uczniów. Następnie każda grupa omawia swoją odpowiedź, a nauczyciel podsumowuje wiedzę uczniów.

2. Praca z multimedium („Wirtualne laboratorium (WL‑I)”). Uczniowie przeprowadzają indywidualnie doświadczenie w wirtualnej pracowni genetycznej. Rozwiązują problem badawczy, zapisują wyniki, formułują wnioski i weryfikują hipotezę. Wybrane osoby przedstawiają odpowiedzi na forum klasy.

3. Utrwalenie wiedzy i umiejętności. Uczniowie samodzielnie wykonują ćwiczenie nr 8 (w którym mają za zadanie – wykorzystując wiedzę zdobytą na lekcji, zaproponować przebieg sekwencjonowania DNA w celu identyfikacji bakterii Escherichia coli) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie w 4‑osobowych grupach omawiają prawidłowe rozwiązanie. Po upływie wyznaczonego czasu wskazany przez nauczyciela przedstawiciel grupy prezentuje odpowiedź wraz z jej uzasadnieniem. Klasa ustosunkowuje się do niej. Nauczyciel udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel wyświetla temat lekcji i cele zawarte w sekcji „Wprowadzenie”, podsumowuje omawiany na lekcji materiał, wyjaśnia wątpliwości uczniów.

Praca domowa:

1. Wykonaj ćwiczenia od 1 do 7 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

• Jane B. Reece i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.

• „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

Dodatkowe wskazówki metodyczne:

• Nauczyciel może wykorzystać medium zamieszczone w sekcji „Wirtualne laboratorium (WL‑I)” do podsumowania lekcji.