Σάββατο 25 Σεπτεμβρίου 2010

ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ


Μοντέλα- Προσομοιώσεις- Εικονική

πραγματικότητα-Αλφάβητα Ζωής!
Του καθηγτή Γιάννη Δ. Λύρα
Τα κύρια χαρακτηριστικά τους είναι:

• Μεγάλη οικονομία και απόδοση σκέψης.
• Απουσία διαφωνίας γιατί έχουν μεγάλη απλότητα και ευχέρεια απορρόφησης όταν διδάσκονται σωστά.
• Αποτελούν αποτελεσματική και ισχυρή εκγύμναση του νου και του πολλαπλασιάζουν την ικανότητα του. .
Τα χαρακτηριστικά των μοντέλων είναι η ακριβής, σαφής, απλή, πλήρης, σύντομη διατύπωση. Όργανά τους είναι ο Λόγος ,το σύμβολο και το σχήμα. Ένα μοντέλο- σύμβολο- σχήμα συμπυκνώνουν εκατομμύρια περιπτώσεων κατηγοριών και αντικειμένων φυσικών και πνευματικών. Τα μοντέλα με την απλότητα πυκνότητα και συντομία χαρίζουν στον άνθρωπο οικονομία χρόνου και κόπου. Απαιτείται μόνο λίγος χρόνος για την αρχική κατανόηση και στη συνέχεια η εφαρμογή και επανάληψη γίνεται με ευχάριστο τρόπο. Εκεί που χρειάζεται κάποιος να εκφράσει δύσκολες έννοιες και όρους και για μεγάλο χρονικό διάστημα με τη χρήση των μοντέλων αρκεί μόνο λίγος χρόνος, δηλαδή τα μοντέλα εξοικονομούν κόπο και χρόνο και η βραχυχρόνια μνήμη γίνεται μακροχρόνια.
Βέβαια δε φταίνε όσα δε γνωρίζουν τα μοντέλα ούτε φταίνε γιατί δεν τα έμαθαν. Πρώτον γιατί δε γνώριζαν ότι τα μοντέλα είναι αναγκαία και σπουδαία ενίσχυση για κάθε πνευματική εργασία, κατεύθυνση και επιστήμη και έχουν οικονομική χρησιμότητα και είναι απίστευτα απλή σε βάθος- πλάτος.
Δεύτερον γιατί δε γνώριζαν ότι τα μοντέλα είναι ισχυρά και αναγκαία για την εκπαίδευση και εκγύμναση του νου. Εκείνος που δε γνωρίζει ή δεν κατέχει τη χρήση των μοντέλων είναι ένας καθυστερημένος, ατελής και αγύμναστος νους. Είναι ακόμη χειρότερο όταν έχει πνευματικές ικανότητες και δεν αξιοποιούνται ή αχρηστεύονται. Άρα είναι ένας ατελής νους με απλή λογική και
Τρίτον δεν φταινε γιατί δε τους εδίδαξαν τα μοντέλα με αποτέλεσμα να δείχνουν αποστροφή στις δύσκολες έννοιες και όρους, ενώ τα μοντέλα είναι ελκυστικά και κατανοητικά.
Η ανθρώπινη λογική από τον πρωτόγονο άνθρωπο μέχρι σήμερα έχει αναπτυχθεί και εξελιχθεί αλλά παραμένει ακόμη ανεπαρκή να συλλάβει και να λύσει τα προβλήματά μας και με τη βοήθεια των μοντέλων και μαθηματικών θα συμπληρωθεί, επεκταθεί και ενισχυθεί.
Η Ελλάδα με το πλούσιο φυσικό περιβάλλον ,το λαμπερό ήλιο, τον καθαρό ουρανό και τη μεσογειακή διατροφή ευνοεί τη σκέψη και τη συζήτηση. Από τον ελληνικό πολιτισμό πήραν πολλά στοιχεία οι άλλοι πολιτισμοί γιατί οι Έλληνες έχουν ευαίσθητη αντίληψη είναι περισσότερο ανήσυχοι, αισιόδοξοι και πάντα δημιουργούν.

ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ
Σχηματισμός γης πριν 5 δις έτη.
Εμφάνιση ζωής πριν 2 δις έτη.
Πριν 1 εκατομμύριο έτη εμφανίστηκαν τα ανθρωποειδή.
Πριν 100 ή 200 χιλιάδων ετών εμφανίστηκε ο άνθρωπος.που διακρίνεται ανάλογα με την πορεία της εξέλιξης η οποία επηρεάζεται από τις φυσικές και κοινωνικές συνθήκες σε:
Homo sapiens= Λογικός Άνθρωπος
Homo faber= Τεχνίτης Άνθρωπος
Homo habilis= Επιδέξιος Άνθρωπος
Homo ryndens =Παιγνιώδης Άνθρωπος
Homo oeconomicys=Οικονομικός Άνθρωπος
Homo Juridicus =Νομικός Άνθρωπος
Homo Artisticus=Καλλιτέχνης Άνθρωπος
Homo Dominator=Εξουσιαστής Άνθρωπος
Homo Conventionalis=Συμβατός Άνθρωπος
Homo Mathematicus Constructor= Μαθηματικός κατασκευαστής άνθρωπος.
Homo Intelectual constructor= Πνευματικός κατασκευαστής άνθρωπος.

Οι άνθρωποι θέλουν να ζήσουν, ευημερήσουν, αγαπήσουν, να χαρούν, να γελάσουν ,να ευτυχήσουν να δημιουργήσουν, να οδηγήσουν την ανθρωπότητα στην ειρήνη, αγάπη και εργασία ,στην ένωση και ελευθερία των λαών.
Η αγάπη μεταξύ των ανθρώπων είναι το θεμέλιο της συνεργασίας για την ευημερία της ανθρωπότητας με τις 2 επιταγές την φιλότητα και την συγνώμη.
Η συστηματική αλλαγή οφείλεται στην ανάπτυξη τη διάδοση των μαθηματικών που μελετήθηκαν οι νόμοι της ύλης και της κίνησης.

ΤΑ ΑΛΦΑΒΗΤΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ (DNA, RNA, Πρωτείνες)

A. ΑΛΦΑΒΗΤΟ DNA
1. Το αλφάβητο του DNA είναι τα γράμματα A,T,G,C με βοηθητικά στοιχεία το Rd,P.(αδενίνη,θυμίνη,γουανίνη,κυτοσίνη,δεοξυριβόζη,φωσφορικό οξύ)
2. Δομή του DNA. Η Α ζευγαρώνει πάντοτε με την Τ και η G ζευγαρώνει πάντοτε με τη G με 2 και 3 δεσμούς υδρογόνου αντίστοιχα (Α=Τ,G=-C)
3. Κατασκευή DNA
Με κομπιούτερ
Με χαρτοδιπλωτική (μέθοδος origami)
Με μαγνήτες
Με προκατασκευασμένα υλικά
Με θεατρικό δρώμενο.
Διάρθωση γενετικού υλικού. Βάσεις DNA,γονίδιο,χρωμόσωμα,καρυότυπος άνδρα 44+χψ,γυναίκας 44+χχ.Καρυότυπος είναι ο αριθμός, το σχήμα και μέγεθος των χρωμοσωμάτων και είναι σταθερός για κάθε είδος,εκτός τωνν διαφόρων περιπτώσεων που λέγονται μεταλλάξεις.
Ελληνικό αλφάβητο,γράμματα,σελίδες,τόμος, τόμοι 46
Το DNA έχει μνήμη και εξέλιξη και η ροή της πληροφορίας είναι DNA,RNA,πρωτείνες. Μνήμη σημαίνει,πως παράγει το προιόν και εξέλιξη πότε θα το παράγει (πρωτείνη)
4. Αντιγραφή DNA.
Είναι η διαδικασία στην οποία οι 2 αλυσίδες του DNA γίνονται 4 και τα 2 νέα μόρια είναι ποιοτικά και ποσοτικά ίδια,λόγω της συμπληρωματικότητας των βάσεων
Ισχύουν μόνο οι πράξεις πολλαπλασιασμός και διαίρεση και βασίζεται πάντοτε στο ζευγάρωμα των αζωτούχων βάσεων Α=Τ και G=-C
Οι συνέπειες της αντιγραφής είναι η μίτωση και η μείωση. Η μίτωση γίνεται στα σωματικά και κύτταρα και έχει σαν αποτέλεσμα την ανάπτυξη των όργανισμών,την αναγέννηση κυττάρων και τη μονογονία. Η ανώμαλη μίτωση προκαλεί τον καρκίνο (καλοήθη,κακοήθη) και τη λευχαιμία (μυελογενή και λεμφογενή).Τα άτομα που πάσχουν από καρκίνο ή λευχαιμία κάνουν χημειοθεραπεία ή ακτινοβολίες,για να σταματήσουν αυτήν την . Η μείωση γίνεται στους γονάδες των οργανισμών και δημιουργούνται οι γεμέτες που είναι τα σπερματοζωάρια και ωάρια. Η ανώμαλη μείωση δημιουργεί γαμέτες που όταν γονιμοποιηθούν δημιουργούνται τα διάφορα σύνδρομα.
5.Μηχανισμός μίτωσης. Ο μηχανισμός της μίτωσης περιλαμβάνει τα στάδια πρόφαση, μετάφαση,ανάφαση και τελόφαση.
Πρόφαση=Διπλασιασμός του γενετικού υλικού (αδελφές χρωματίδες).
Μετάφαση=Κίνηση των διπλασιασμένων χρωμοσωμάτων στον Ισημερινό του κυττάρου.
Ανάφαση=Σύνδεση των αδελφών χρωματίδων με τις ίνες της ατράκτου,διαχωρίζονται και κατευθύνονται στους πόλους του κυττάρου.
Τελόφαση=Γίνεται ο σχηματισμός των 2 νέων πυρήνων και ακολουθεί η κυτταροδιαίρεση.
Το αποτέλεσμα της σωστής μίτωσης είναι ο σχηματισμός 2 νέων κυττάρων που περιέχουν τον ίδιο αριθμό χρωματοσωμάτων,με το αρχικό κύτταρο, το ζυγωτό.
6. Μηχανισμός μείωσης. Ο μηχανισμός της μείωσης περιλαμβάνει τη μείωση 1 και τη μείωση 2.Στη μείωση 1 γίνεται ο διαχωρισμός των ομολόγων χρωμοσωμάτων και στη μείωση 2 γίνεται ο διαχωρισμός των αδελφών χρωματίδων.
Μείωση 1
Πρόφαση=Διπλασιασμός του γενετικού υλικού (αδελφές χρωματίδες)
Μετάφαση=Σύναψη ομολόγων χρωμοσωμάτων (τετράδες). Ομόλογα χρωματοσώματα είναι τα ανά περίπου 2 όμοια χρωμοσώματα όπου το ένα προέρχεται από τη μάνα και το άλλο προέρχεται από τον πατέρα και ελέγχουν τις ίδιες ιδιότητες,εκτός των φυλετικών χρωμοσωμάτων,γιατί το φυλετικό χρωμόσωμα Χ είναι μεγαλύτερο από το φυλετικό χρωμόσωμα Ψ.
Ανάφαση=Αποχωρισμός των ομολόγων χρωμοσωμάτων
Τελόφαση=Σχηματισμός πυρήνων με το μισό αριθμό των χρωμοσωμάτων.
Μείωση 2. Ακολουθούν τα 4 στάδια της μίτωσης.
Στη σωστή μείωση προκύπτουν 4 θυγατρικά κύτταρα με το μισό αριθμό χρωμοσωμάτων, από το αρχικό κύτταρο, το ζυγωτό.
Η σύναψη μπορεί να γίνει με πολλούς διαφορετικούς τρόπους και ο αριθμός των χρωμοσωμικών συνδυασμών,που δημιουργούν διαφορετικούς γαμέτες, ισούται το 2 και δύναμη τον αριθμό των χρωμοσωμάτων της απλοειδούς σειράς. Στο ανθρώπινο είδος είναι ν=23 και οι χρωμοσωμικοί είναι 2 στη δύναμη 23 και οι γαμετικοί συνδυασμοί είναι 2 στη δύναμη 46. Μπορούμε με τις πιθανότητες να υπολογίσουμε τις κληρονομικές ιδιότητες που πήραν τα εγγόνια, από τους παππούδες και γιαγιάδες. Με βάση τους χρωμοσωμικούς-γαμετικούς συνδυασμούς και τις πιθανότητες είναι αδύνατος 2 παιδιά από διαφορετικές γέννες να έχουν ταυτόσημο γενετικό υλικό,γι'α;υτό και παρατηρείται η μεγάλη ποικιλότητα στα παιδιά μιας οικογένειας, που το καθένα έχει τα δικά του διαφορετικά χαρακτηριστικά.
Με κομπιούτερ
Με χαρτοδιπλωτική (μέθοδος origami)
Με μαγνήτες
Με προκατασκευασμένα υλικά
Με το ελληνικό αλφάβητο
Με αριθμούς
Με θεατρικό δρώμενο

Β ΑΛΦΑΒΗΤΟ RNA-ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ(Μεταγραφή-Μετάφραση)
Το αλφάβητο RNA είναι τα γράμματα A,U,G,C,με βοηθητικά τα R,P,Αδενίνη,ουρακίλη,γουανίνη,κυτοσίνη,ριβόζη,φωσφορικό οξύ.
Το αλφάβητο των πρωτεινών είναι τα 20 διαφορετικά αμινοξέα.
Όταν το κύτταρο ή ο οργανισμός χρειάζεται κάποια πρωτείνη,τότε το DNA παράγει το RNA το οποίο με τη σειρά του παράγει την πρωτείνη, μέσα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου,με τη βοήθεια του ενδοπλασματικού δικτύου,των ριβοσωμάτων και των αμινοξέων που κυκλοφορούν ελεύθερα.
Η μεταγραφή είναι μια διαδικασία που το DNA δίνει RNA. Ανοίγει ένα τμήμα του (γονίδιο) και η μια αλυσίδα μεταγράφεται. Απέναντι από τις βάσεις Α,Τ,G,C της αλυσίδας του DNA,ζευγαρώνουν οι βάσεις,U,A,C,G του RNA,το οποίο σε σχέση με το DNA είναι μονόκλωνο. Το παραγόμενο RNA βγαίνει έξω από τον πυρήνα,ωριμάζει, και με τη βοήθεια των ριβοσωμάτων και αμινοξέων γίνεται η σύνθεση της πρωτείνης. Σε κάθε τριάδα βάσεων RNA αντιστοιχεί ένα αμινοξύ,γι'αυτό και ο αριθμός των βάσεων στο RNA είναι πολλαπλάσιος του 3.Οι συνδυασμοί των τεσσάρων βάσεων ανά τρείς είναι 64 και τα αμινοξέα είναι 20, γιατί πολλές τριπλέτες κωδικοποιούν το ίδιο αμινοξυ.Παρατηρούμε οτι η ροή της πληροφορίας είναι DNA,RNA,πρωτείνη.Αν έχει συμβεί κάποια μετάλλαξη τότε το τελικό προιόν που είναι η πρωτείνη θα είναι διαφορετικό. Η αριθμητική σχέση που ισχύει για συνεχή γονίδια είναι ν DNA,ν\2 RNA,n\2\3 πρωτείνη.


Γ.ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΚΑΙ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ
Γενετική είναι η επιστήμη της βιολογίας που μελετά τα φαινόμενα της κληρονομικότητας. Κληρονομικότητα είναι η μεταβίβαση των ιδιοτήτων από τους προγόνους στους απογόνους.Πρώτος που μελέτησε τη κληρονομικότητα είναι ο Μέντελ χρησιμοποιώντας πειραματικό υλικό το μοσχομπίζελο.Το γονίδιο είναι μονάδα κληρονομικότητας για ένα γνώρισμα.Αλληλόμορφα γονίδια είναι τα γονίδια που βρίσκονται στην ίδια θέση των ομολόγων χρωμοσωμάτων, δρούν για τον ίδιο γνώρισμα με τον ίδιο (ομόζυγο=ίδια γονίδια) ή διαφορετικό τρόπο (ετερόζυγο=διαφορετικά γονίδια).Τα ομόλογα χρωμοσώματα διακρίνονται σε αυτοσωμικά και φυλετικά. Τα σωματικά κύτταρα λέγονται διπλοειδή και οι γαμέτες λέγονται απλοειδείς. Στο ανθρώπινο είδος υπάρχουν τα φυλετικά Χ και Ψ. Ο γονότυπος του άνδρα είναι 44+χψ και της γυναίκας 44+χχ. Γονότυπος είναι η γενετική σύσταση του ατόμου ενώ φαινότυπος είναι η έκφραση του γενετικού υλικού. Το γονίδιο λέγεται επικρατές οταν κυριαρχεί στο αλληλομορφό του το οποίο λέγεται υποτελές.Αν γνωρίζω τον αριθμό των διαφορετικών αλληλομόρφων γονιδίων και τη σχέση μεταξύ τους,μπορώ να βρω τους φαινότυπους, γονότυπους,συνολικές διασταυρώσεις,φαινοτυπικές και γονοτυπικές αναλογίες και διαφορετικές διασταυρώσεις.
Παράδειγμα. Τα γονίδια των ομάδων αίματος είναι 3= Α,Β,Ο. Γονότυποι 6=3+2+1,ΑΑ,ΒΒ,ΟΟ,ΑΒ,ΑΟ,ΒΟ.Συνολικές διασταυρώσεις 6χ6=36.Διαφορετικές διασταυρώσεις=36+6\2=21

Δ.ΜΕΤΑΛΛΑΞΕΙΣ
Η οποιαδήποτε αλλαγή στο γενετικό υλικό ονομάζεται μετάλλαξη.Διακρίνεται σε δομική και αριθμητική.Η δομική διακρίνεται σε γονιδιακή και χρωμοσωμική. Στη γονιδιακή μετάλλαξη έχουμε ελλειψη,προσθήκη ή αντικατάσταση βάσης ή βάσεων και στη χρωμοσωμική αλλάζει η δομή του χρωμοσώματος.Στην αριθμητική μετάλλαξη αλλάζει ο αριθμός των χρωμοσωμάτων. Αριθμητική μετάλλαξη είναι το σύνδρομο Ντάουν και το 21 χρωμόσωμα είναι 3 φορές,αντι για 2 που υπάρχει στα φυσιολογικά άτομα. Οι μεταλλάξεις προκαλούν ασθένειες,γενετική ποικιλότητα και προκαλούνται απο χημικές ουσίες ,ακτινοβολίες κ.λ.π.

Ε.ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ-ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
Με τη γενετική μηχανική μεταφέρεται γενετικό υλικό από κάποιον οργανισμό σε έναν άλλο.Ο οργανισμός αυτός λέγεται γενετικά τροποποιημένος. Με τη γενετική μηχανική αντιμετωπίζουμε διάφορες ασθένειες,βελτιώνουμε τη γεωργική και κτηνοτροφική παραγωγή,τη γονιδιακή θεραπεία με τη χαρτογράφιση του γενετικού υλικού. Με τη βιοτεχνολογία ο άνθρωπος κάνει κατάλληγες διασταυρώσεις, για την επιλογή οργανισμών με επιθυμητές ιδιότητες. Εφαρμογές της βιοτεχνολογίαςέχουμε στους ζυμομύκητες κρασιού,τυριού,ψωμιού και παρασκευής αντιβιοτικών

Δεν υπάρχουν σχόλια: