생물학적 삽화 그림은 컴퓨터 모델을 사진으로 찍습니다. 모델링

8과. "생물학적 일러스트레이션: 그림, 사진, 컴퓨터 모델"

목표.

주제 결과:

1. 생물학 교과서의 주요 삽화를 구별하는 능력을 개발합니다.

2. 컴퓨터 모델링을 사용하여 얻은 그림, 사진, 이미지 등 생물학적 일러스트레이션의 역할을 이해하는 능력을 개발합니다.

메타 주제 및 개인 검색결과:

개인 UUD

인지 UUD

1. 교과서를 탐색하고 필요한 정보를 찾고 사용하는 능력의 형성.

2. 사실과 현상을 분석, 비교, 분류, 일반화하는 능력의 형성 간단한 현상의 원인과 결과를 식별합니다(교과서의 다이어그램과 그림을 분석하는 작업).

3. 모든 수준의 텍스트 정보를 교정합니다.

의사소통 UUD

1. 다른 사람의 말을 듣고 이해하는 능력의 형성.

2. 그룹 내에서 교육적 상호 작용을 독립적으로 조직하는 능력의 형성.

3. 텍스트/진술의 개념적 의미를 전체적으로 이해합니다. 주요 아이디어를 공식화합니다. 텍스트의 개념 정보를 독립적으로 교정합니다.

규제 UUD

단계

장비

UUD 형성 및 교육 성공 평가 기술

나. 문제 상황 및 지식 업데이트.

1. Antoshka와 생물학자의 대화

-수업에서는 어떤 질문(문제)을 토론할까요? 선생님은 아이들의 제안을 들어주세요! 가장 좋은 문구는 노트에 기록됩니다

일러스트레이션의 목적은 무엇입니까?

교과서, 슬라이드에 그림.

규제 UUD

교육 문제를 독립적으로 발견하고 공식화하고 교육 활동의 목적을 결정하는 능력 형성 (수업 질문 공식화).

의사소통 UUD

1. 다른 사람의 말을 듣고 이해하는 능력의 형성.

II.지식의 공동 발견.

1. – 교과서, 참고서, 과학 출판물에서 일러스트레이션의 중요성은 무엇입니까?

특정 그림이 무엇을 나타내는지 아는 것이 왜 중요합니까?

(질문을 기록하고, 찾은 대로 답을 찾아보자.)

2. – 교과서에는 어떤 그림이 사용됩니까? 미술. 40-44

3. – 우리 주변 세계에 대한 과학적 지식에서 다양한 유형의 일러스트레이션이 어떤 역할을 합니까? 교과서의 텍스트와 함께 옵션에 따라 작업하십시오. 옵션 1은 그림의 역할을 검토합니다(40-41페이지).
옵션 2는 과학 사진의 역할을 조사합니다(42-43페이지).

옵션 3은 컴퓨터 모델링의 역할을 고려합니다(p. 44-45).

4. 사람들이 동물, 식물, 자연현상을 묘사하기 시작한 이유는 무엇이며, 언제부터라고 생각하시나요?

5. – 과학에 있어 사진의 중요성은 무엇인가요?

신뢰할 수 있는 사진을 얻기 위해 필요한 장치를 설명하십시오.

질문에 대한 답변, 프레젠테이션 보기

6. – 생명체를 이해하기 위해 어떤 경우에 컴퓨터 모델링을 사용해야 합니까? 질문에 대한 답변, 프레젠테이션 보기

7. – 동일한 생물체를 그림, 사진, 컴퓨터 모델 또는 더미를 사용하여 다양한 방식으로 묘사할 수 있습니다!

교과서 Art의 삽화로 작업합니다. 45

각 이미지의 장점과 단점은 무엇이라고 생각하시나요?

쌍으로 작업 .

8. 주제에 대한 연구를 요약합니다. 우리는 문제가 되는 질문에 대해 찾은 답을 노트에 기록합니다.

생물학에서 살아있는 자연 물체에 대한 정보를 보존하고 전송하기 위해 그림, 사진, 컴퓨터 모델링을 사용하여 얻은 이미지 등 다양한 일러스트레이션이 사용됩니다.

교과서, 슬라이드에 대한 질문.

의사소통 UUD

2. 그룹으로 일할 때 교육적 상호 작용을 독립적으로 조직하는 능력 형성.

3. 텍스트/문장의 개념적 의미를 전체적으로 이해합니다. 주요 아이디어를 공식화합니다. 텍스트의 개념 정보를 독립적으로 교정합니다.

개인 UUD

1. 주변 세계의 통일성과 완전성을 실현하십시오.

인지 UUD

1. 교과서를 탐색하고 필요한 정보를 찾고 사용하는 능력의 형성.

2. 사실과 현상을 분석, 비교, 분류, 일반화하는 능력의 형성 간단한 현상의 원인과 결과를 식별합니다(초등학교 교과서의 다이어그램과 그림을 분석하는 작업).

3. 모든 수준의 텍스트 정보를 교정합니다.

III.지식의 독립적인 적용.

3페이지의 질문 3 46. ​​​​쌍으로 작업

토우

IV. 강의 요약. 반사

– 교과서에서 일러스트레이션의 역할은 무엇입니까?

– 수업 중에 어떤 종류의 일러스트레이션을 배웠나요?

– 어떻게 일했는지, 수업에서 효과가 있었던 점, 그렇지 않았던 점은 무엇입니까?

숙제:

1. 연구 § 8.

2. "지식 테스트" 섹션(46페이지)의 작업 1을 완료합니다.

3. 생물학적 주제에 관한 사진이나 그림을 선택하십시오.

포노마레바 카리나 미하일로브나

생명과학은 큰 규모에서 작은 규모로 진행됩니다. 최근에는 생물학이 동물, 식물, 박테리아의 외부 특징만을 기술했습니다. 분자 생물학은 개별 분자의 상호 작용 수준에서 살아있는 유기체를 연구합니다. 구조 생물학 - 원자 수준에서 세포의 과정을 연구합니다. 개별 원자를 "보는" 방법, 구조 생물학이 어떻게 작동하고 "살아" 있는지, 그리고 어떤 도구를 사용하는지 배우고 싶다면 이곳이 바로 여러분을 위한 곳입니다!

사이클의 일반 파트너는 생물학 연구 및 생산을 위한 장비, 시약 및 소모품을 공급하는 최대 공급업체인 회사입니다.

Biomolecules의 주요 임무 중 하나는 뿌리에 도달하는 것입니다. 우리는 연구자들이 어떤 새로운 사실을 발견했는지 알려줄 뿐만 아니라, 그들이 어떻게 발견했는지에 대해 이야기하고 생물학적 기술의 원리를 설명하려고 노력합니다. 한 유기체에서 유전자를 꺼내 다른 유기체에 삽입하는 방법은 무엇입니까? 거대한 세포 안에 있는 여러 개의 작은 분자들의 운명을 어떻게 추적할 수 있습니까? 거대한 뇌에 있는 작은 뉴런 그룹을 자극하는 방법은 무엇입니까?

그래서 우리는 가장 중요하고 가장 현대적인 생물학적 기술을 한 섹션에 통합하기 위해 실험실 방법에 대해 보다 체계적으로 이야기하기로 결정했습니다. 좀 더 흥미롭고 명확하게 설명하기 위해 기사에 그림을 많이 넣었고 여기저기에 애니메이션도 추가했습니다. 우리는 새로운 섹션의 기사가 우연히 지나가는 사람에게도 흥미롭고 이해할 수 있기를 바랍니다. 반면에 전문가라도 새로운 것을 발견할 수 있을 정도로 상세해야 합니다. 우리는 방법을 12개의 큰 그룹으로 수집하고 이를 기반으로 생물방법론 달력을 만들 예정입니다. 업데이트를 계속 지켜봐주세요!

구조생물학은 왜 필요한가?

아시다시피 생물학은 생명의 과학입니다. 이 책은 19세기 초에 등장했으며 처음 100년 동안은 순전히 설명적인 내용을 담고 있었습니다. 당시 생물학의 주요 임무는 가능한 한 많은 종의 다양한 생물체를 찾아 특성화하고 조금 후에 그들 사이의 가족 관계를 식별하는 것으로 간주되었습니다. 시간이 지남에 따라 그리고 다른 과학 분야의 발전과 함께 생물학에서 접두사 "분자"가 붙은 여러 분야가 등장했습니다. 분자 유전학, 분자 생물학 및 생화학 - 생물을 개별 분자 수준에서 연구하는 과학이며, 출현에 의한 것이 아닙니다. 유기체 또는 내부 기관의 상대적 위치. 마지막으로 아주 최근에 (지난 세기 50년대) 다음과 같은 지식 분야가 있었습니다. 구조 생물학- 변화 수준에서 살아있는 유기체의 과정을 연구하는 과학 공간 구조개별 거대분자. 본질적으로 구조생물학은 세 가지 다른 과학의 교차점에 있습니다. 첫째, 과학은 살아있는 물체를 연구하기 때문에 생물학이고, 둘째, 가장 광범위한 물리적 실험 방법이 사용되기 때문에 물리학이고, 셋째, 분자 구조를 변경하는 것이 이 특정 학문의 대상이기 때문에 화학입니다.

구조 생물학은 단백질(알려진 모든 유기체의 주요 "작용체")과 핵산(주요 "정보" 분자)이라는 두 가지 주요 화합물 클래스를 연구합니다. DNA가 이중 나선 구조를 가지고 있다는 것, tRNA가 빈티지 문자 "L"로 표시되어야 한다는 것, 리보솜이 특정 형태의 단백질과 RNA로 구성된 크고 작은 하위 단위를 가지고 있다는 것을 우리가 아는 것은 구조 생물학 덕분입니다.

글로벌 목표다른 과학과 마찬가지로 구조 생물학은 "모든 것이 어떻게 작동하는지 이해하는 것"입니다. 세포 분열을 일으키는 단백질 사슬이 어떤 형태로 접혀 있는지, 효소가 수행하는 화학적 과정에서 효소의 포장이 어떻게 변화하는지, 성장 호르몬과 그 수용체가 어느 위치에서 상호 작용하는지 등이 질문입니다. 과학이 답한다. 더욱이, 별도의 목표는 값비싼 실험에 의존하지 않고도 이러한 질문(아직 연구되지 않은 개체에 대한)에 대한 답을 컴퓨터에서 답할 수 있을 만큼 많은 양의 데이터를 축적하는 것입니다.

예를 들어, 벌레나 곰팡이의 생물발광 시스템이 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다. 그들은 게놈을 해독하고 이 데이터를 기반으로 원하는 단백질을 발견하고 작동 메커니즘과 함께 공간 구조를 예측했습니다. 그러나 그러한 방법은 아직 초기 단계에만 존재하며, 유전자만 가지고는 단백질의 구조를 정확하게 예측하는 것이 여전히 불가능하다는 점을 인식할 가치가 있습니다. 반면에 구조생물학의 결과는 의학에 응용될 수 있습니다. 많은 연구자들이 희망하는 것처럼, 생체분자의 구조와 그 작용 메커니즘에 대한 지식을 통해 대부분의 경우처럼 시행착오(엄격히 말하면 높은 처리량 스크리닝)가 아닌 합리적인 기반으로 신약을 개발할 수 있을 것입니다. 지금. 그리고 이것은 공상 과학 소설이 아닙니다. 구조 생물학을 사용하여 만들어지거나 최적화된 약물이 이미 많이 있습니다.

구조생물학의 역사

구조 생물학의 역사(그림 1)는 매우 짧으며 제임스 왓슨(James Watson)과 프란시스 크릭(Francis Crick)이 DNA 결정의 X선 회절에 관한 로잘린드 프랭클린(Rosalind Franklin)의 데이터를 기반으로 현재의 잘 알려진 구조의 모델을 조립한 1950년대 초반부터 시작됩니다. 빈티지 구성 세트에서 알려진 이중 나선입니다. 조금 더 일찍, 리누스 폴링(Linus Pauling)은 단백질의 2차 구조의 기본 요소 중 하나인 α나선의 그럴듯한 최초의 모델을 구축했습니다(그림 2).

5년 후인 1958년에 세계 최초의 단백질 구조인 향유고래의 미오글로빈(근육섬유 단백질)이 결정되었습니다(그림 3). 물론 현대 건축물만큼 아름답지는 않았지만 현대 과학 발전에 있어서 중요한 이정표였습니다.

그림 3b. 단백질 분자의 첫 번째 공간 구조. John Kendrew와 Max Perutz는 특수 구성 세트로 조립된 미오글로빈의 공간 구조를 보여줍니다.

10년 후인 1984~1985년에 핵자기공명 분광학에 의해 최초의 구조가 결정되었습니다. 그 순간부터 몇 가지 중요한 발견이 이루어졌습니다. 1985년에 억제제와 효소의 첫 번째 복합체 구조가 얻어졌고, 1994년에 우리 세포 발전소의 주요 "기계"인 ATP 합성 효소의 구조가 얻어졌습니다. 미토콘드리아)가 결정되었으며 이미 2000년에 단백질과 RNA로 구성된 리보솜이라는 단백질의 "공장"인 최초의 공간 구조가 얻어졌습니다(그림 6). 21세기 들어 구조생물학의 발전은 공간 구조의 폭발적인 증가와 함께 비약적으로 발전했습니다. 호르몬 및 사이토카인 수용체, G-단백질 결합 수용체, 톨 유사 수용체, 면역 체계 단백질 등 다양한 종류의 단백질 구조가 얻어졌습니다.

2010년대 새로운 극저온전자현미경 이미징 및 이미징 기술의 출현으로 막 단백질의 복잡한 초해상도 구조가 많이 등장했습니다. 구조 생물학의 진보는 간과되지 않았습니다. 이 분야의 발견으로 14개의 노벨상이 수여되었으며, 그 중 5개가 21세기에 수상되었습니다.

구조 생물학의 방법

구조 생물학 분야의 연구는 여러 가지 물리적 방법을 사용하여 수행되며, 그 중 세 가지 방법으로만 원자 분해능에서 생체분자의 공간 구조를 얻을 수 있습니다. 구조 생물학 방법은 연구 대상 물질과 다양한 유형의 전자기파 또는 기본 입자의 상호 작용을 측정하는 것을 기반으로 합니다. 모든 방법에는 상당한 재정 자원이 필요합니다. 장비 비용은 종종 놀랍습니다.

역사적으로 구조생물학의 첫 번째 방법은 X선 회절 분석(XRD)입니다(그림 7). 20세기 초에 결정의 X선 회절 패턴을 사용하면 셀 대칭 유형, 원자 간 결합 길이 등의 특성을 연구할 수 있다는 사실이 발견되었습니다. 결정 격자 셀을 사용하면 원자의 좌표를 계산할 수 있으므로 이러한 분자의 화학적 및 공간적 구조를 계산할 수 있습니다. 이것이 바로 1949년에 페니실린의 구조가 얻어졌고, 1953년에는 DNA 이중나선 구조가 얻어졌습니다.

모든 것이 단순해 보이지만 뉘앙스가 있습니다.

먼저, 어떻게든 결정을 얻어야 하며 그 크기가 충분히 커야 합니다(그림 8). 이는 그리 복잡하지 않은 분자의 경우에는 가능하지만(식염이나 황산동이 어떻게 결정화되는지 기억하세요!), 단백질 결정화는 최적의 조건을 찾기 위해 명확하지 않은 절차가 필요한 복잡한 작업입니다. 이제는 "발아된" 단백질 결정을 찾기 위해 수백 가지의 다양한 솔루션을 준비하고 모니터링하는 특수 로봇의 도움으로 이 작업이 수행됩니다. 그러나 결정학 초기에는 단백질 결정을 얻는 데 수년이 걸릴 수 있었습니다.

둘째, 얻은 데이터("원시" 회절 패턴, 그림 8)를 기반으로 구조를 "계산"해야 합니다. 요즘에는 이것도 일상적인 작업이지만, 60년 전, 램프 기술과 천공 카드 시대에는 그렇게 간단하지 않았습니다.

셋째, 결정 성장이 가능하더라도 단백질의 공간 구조를 결정할 필요가 전혀 없습니다. 이를 위해 단백질은 모든 격자 위치에서 동일한 구조를 가져야 하지만 항상 그런 것은 아닙니다. .

넷째, 결정은 단백질의 자연상태와는 거리가 멀다. 결정 속의 단백질을 연구하는 것은 연기가 자욱한 작은 부엌에 그 중 10개를 밀어넣어 사람을 연구하는 것과 같습니다. 사람에게는 팔, 다리, 머리가 있지만 그들의 행동은 편안한 환경에서와 정확히 같지 않을 수 있습니다. 그러나 X선 회절은 공간 구조를 결정하는 가장 일반적인 방법이며 PDB 콘텐츠의 90%가 이 방법을 사용하여 얻어집니다.

SAR에는 전자 가속기 또는 자유 전자 레이저와 같은 강력한 X선 소스가 필요합니다(그림 9). 이러한 소스는 비용이 많이 들며(수십억 달러), 일반적으로 전 세계 수백 또는 수천 개의 그룹에서 상당히 적은 비용으로 단일 소스를 사용합니다. 우리나라에는 강력한 원천이 없기 때문에 대부분의 과학자들은 결과 결정을 분석하기 위해 러시아에서 미국 또는 유럽으로 이동합니다. “라는 기사에서 이러한 낭만적인 연구에 대해 더 자세히 읽을 수 있습니다. 막 단백질 고급 연구 실험실: 유전자에서 옹스트롬까지» .

이미 언급한 바와 같이 X선 회절 분석에는 강력한 X선 방사선원이 필요합니다. 소스가 강력할수록 결정은 더 작아질 수 있으며, 생물학자와 유전 공학자는 불행한 결정을 얻으려고 노력해야 하는 고통이 줄어듭니다. X선 방사선은 싱크로트론이나 사이클로트론(거대 고리 가속기)에서 전자빔을 가속함으로써 가장 쉽게 생성됩니다. 전자가 가속을 경험하면 원하는 주파수 범위의 전자기파를 방출합니다. 최근 새로운 초고출력 방사선원인 자유 전자 레이저(XFEL)가 등장했습니다.

레이저의 작동 원리는 매우 간단합니다(그림 9). 먼저 전자는 초전도 자석(가속기 길이 1~2km)을 사용하여 높은 에너지로 가속된 다음 소위 언듈레이터(서로 다른 극성의 자석 세트)를 통과합니다.

그림 9. 자유 전자 레이저의 작동 원리.전자빔은 가속되어 언듈레이터를 통과하고 감마선을 방출하며 이는 생물학적 샘플에 떨어집니다.

언듈레이터를 통과하면서 전자는 주기적으로 빔 방향에서 벗어나 가속을 경험하고 X선 방사선을 방출하기 시작합니다. 모든 전자가 동일한 방식으로 움직이기 때문에 빔의 다른 전자가 동일한 주파수의 X선 파동을 흡수하고 다시 방출하기 시작하므로 방사선이 증폭됩니다. 모든 전자는 매우 강력하고 매우 짧은 섬광(100펨토초 미만 지속)의 형태로 동시에 방사선을 방출합니다. X선 빔의 출력은 너무 높아서 짧은 플래시 한 번으로 작은 결정이 플라즈마로 변하지만(그림 10), 결정이 손상되지 않은 몇 펨토초 안에 높은 강도로 인해 최고 품질의 이미지를 얻을 수 있습니다. 그리고 빔의 일관성. 이러한 레이저의 비용은 15억 달러이며, 이러한 설치는 전 세계적으로 단 4개만 있습니다(미국(그림 11), 일본, 한국 및 스위스에 위치). 2017년에는 러시아도 건설에 참여한 다섯 번째 유럽 레이저를 가동할 계획입니다.

그림 10. 자유 전자 레이저 펄스의 영향을 받아 50fs 내에 단백질이 플라즈마로 변환됩니다.펨토초 = 1/1000000000000000초.

NMR 분광학을 사용하여 PDB 공간 구조의 약 10%가 결정되었습니다. 러시아에는 세계적 수준의 작업을 수행하는 초강력 고감도 NMR 분광계가 여러 대 있습니다. 러시아뿐만 아니라 프라하 동쪽과 서울 서쪽 전체 공간에 걸쳐 가장 큰 NMR 실험실은 러시아 과학 아카데미(모스크바)의 생물유기화학연구소에 위치해 있습니다.

NMR 분광계는 지능에 대한 기술의 승리를 보여주는 훌륭한 예입니다. 이미 언급했듯이 NMR 분광법을 사용하려면 강력한 자기장이 필요하므로 장치의 핵심은 액체 헬륨(-269 °C)에 담긴 특수 합금으로 만들어진 코일인 초전도 자석입니다. 초전도성을 달성하려면 액체 헬륨이 필요합니다. 헬륨의 증발을 방지하기 위해 헬륨 주변에는 액체질소(-196°C)를 담은 거대한 탱크가 세워져 있습니다. 전자석이지만 전기를 소비하지 않습니다. 초전도 코일에는 저항이 없습니다. 그러나 자석에는 액체 헬륨과 액체 질소가 지속적으로 "공급"되어야 합니다(그림 15). 추적하지 않으면 "냉각"이 발생합니다. 코일이 가열되고 헬륨이 폭발적으로 증발하며 장치가 파손됩니다( 센티미터.동영상). 또한 5cm 길이 샘플의 필드가 매우 균일해야 하므로 장치에는 자기장을 미세 조정하는 데 필요한 수십 개의 작은 자석이 포함되어 있습니다.

동영상. 21.14 Tesla NMR 분광계의 냉각 계획.

측정을 수행하려면 전자기 복사를 생성하고 샘플의 자기 모멘트 진동인 "역방향" 신호를 등록하는 특수 코일인 센서가 필요합니다. 감도를 2~4배 높이기 위해 센서를 -200°C의 온도로 냉각하여 열 잡음을 제거합니다. 이를 위해 그들은 헬륨을 필요한 온도로 냉각하고 감지기 옆으로 펌핑하는 극저온 플랫폼이라는 특수 기계를 제작합니다.

광산란, X-선 또는 중성자 빔 현상에 의존하는 전체 방법 그룹이 있습니다. 다양한 각도에서 방사선/입자 산란의 강도를 기반으로 하는 이러한 방법을 사용하면 용액 내 분자의 크기와 모양을 결정할 수 있습니다(그림 16). 산란은 분자의 구조를 결정할 수 없지만 NMR 분광학과 같은 다른 방법에 대한 보조 수단으로 사용될 수 있습니다. 광산란을 측정하는 장비는 상대적으로 저렴하여 비용이 약 $100,000에 불과한 반면, 다른 방법에는 중성자 빔이나 강력한 X선 흐름을 생성할 수 있는 입자 가속기가 필요합니다.

구조를 결정할 수는 없지만 일부 중요한 데이터를 얻을 수 있는 또 다른 방법은 다음과 같습니다. 공명 형광 에너지 전달(프렛). 이 방법은 일부 물질이 한 파장의 빛을 흡수하면서 다른 파장의 빛을 방출하는 능력인 형광 현상을 사용합니다. 한 쌍의 화합물을 선택할 수 있으며, 그 중 하나(공여체)는 형광 중에 방출되는 빛이 두 번째(수용체)의 특성 흡수 파장에 해당합니다. 필요한 파장의 레이저를 Donor에 조사하고 Acceptor의 형광을 측정합니다. FRET 효과는 분자 사이의 거리에 따라 달라지므로 두 단백질의 분자나 같은 단백질의 다른 도메인(구조 단위)에 형광 공여체와 수용체를 도입하면 단백질 간의 상호 작용이나 도메인의 상대적 위치를 연구할 수 있습니다. 단백질. 등록은 광학 현미경을 사용하여 수행되므로 FRET는 정보가 부족하더라도 값이 싸고 데이터 해석에 어려움이 있는 방법입니다.

마지막으로 구조생물학자들의 “꿈의 방법”인 컴퓨터 모델링을 언급하지 않을 수 없습니다(그림 17). 이 방법의 아이디어는 분자의 구조와 행동 법칙에 대한 현대 지식을 사용하여 컴퓨터 모델에서 단백질의 행동을 시뮬레이션하는 것입니다. 예를 들어, 분자 역학 방법을 사용하면 분자의 움직임이나 단백질의 "조립"(접힘) 과정을 하나의 "but"로 실시간 모니터링할 수 있습니다. 계산할 수 있는 최대 시간은 1ms를 초과하지 않습니다. 이는 매우 짧지만 동시에 엄청난 계산 리소스가 필요합니다(그림 18). 장기간에 걸쳐 시스템의 동작을 연구하는 것이 가능하지만 이를 위해서는 허용할 수 없는 정확도의 손실이 발생합니다.

컴퓨터 모델링은 단백질의 공간 구조를 분석하는 데 적극적으로 사용됩니다. 도킹을 사용하여 그들은 표적 단백질과 상호 작용하는 경향이 높은 잠재적인 약물을 검색합니다. 현재 예측의 정확도는 여전히 낮지만 도킹은 신약 개발을 위해 테스트해야 하는 잠재적 활성 물질의 범위를 크게 좁힐 수 있습니다.

구조 생물학 결과를 실제로 적용하는 주요 분야는 약물 개발, 또는 현재 유행하는 것처럼 약물 디자인입니다. 구조적 데이터를 기반으로 약물을 설계하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 리간드나 표적 단백질에서 시작할 수 있습니다. 표적 단백질에 작용하는 여러 가지 약물이 이미 알려져 있고, 단백질-약물 복합체의 구조가 밝혀졌다면, 표면의 결합 “포켓”의 특성에 따라 “이상적인 약물”의 모델을 만들 수 있습니다. 단백질 분자를 분석하고, 잠재적인 약물의 필수 특징을 식별하고, 알려진 모든 천연 화합물과 잘 알려지지 않은 화합물 중에서 검색합니다. 약물의 구조적 특성과 활성 사이의 관계를 구축하는 것도 가능합니다. 예를 들어, 분자 위에 활이 있으면 활이 없는 분자보다 활성이 더 높습니다. 그리고 활을 많이 충전할수록 약의 효과가 더 좋아집니다. 이는 알려진 모든 분자 중에서 가장 큰 전하를 띤 활을 가진 화합물을 찾아야 함을 의미합니다.

또 다른 방법은 표적의 구조를 사용하여 컴퓨터에서 올바른 위치에서 잠재적으로 상호작용할 수 있는 화합물을 검색하는 것입니다. 이 경우 일반적으로 작은 물질 조각인 조각 라이브러리가 사용됩니다. 서로 다른 위치에서 대상과 상호 작용하지만 서로 가까운 좋은 조각 몇 개를 찾은 경우 조각을 함께 "꿰매어" 약품을 만들 수 있습니다. 구조생물학을 활용해 신약개발에 성공한 사례는 많다. 첫 번째 성공적인 사례는 1995년으로 거슬러 올라갑니다. 그 후 녹내장 치료제인 도르졸라미드(dorzolamide)의 사용이 승인되었습니다.

생물학 연구의 일반적인 추세는 자연에 대한 질적 설명뿐만 아니라 양적 설명에도 점점 더 기울어지고 있습니다. 구조생물학이 이에 대한 대표적인 예이다. 그리고 이것이 기초 과학뿐만 아니라 의학 및 생명공학에도 계속해서 도움이 될 것이라고 믿을 만한 충분한 이유가 있습니다.

달력

특별 프로젝트의 기사를 바탕으로 2019년 "12가지 생물학 방법" 달력을 만들기로 결정했습니다. 이 기사는 3월을 나타냅니다.

문학

1. 생물발광: 재생;
2. 컴퓨터 방법의 승리: 단백질 구조 예측;
3. Heping Zheng, Katarzyna B Handing, Matthew D Zimmerman, Ivan G Shabalin, Steven C Almo, Wladek Minor. (2015).

8과. "생물학적 일러스트레이션: 그림, 사진, 컴퓨터 모델"
목표.
주제 결과:
1.
2.
컴퓨터 모델링.
메타 주제 및 개인 검색결과:
생물학 교과서의 주요 삽화를 구별하는 능력을 개발합니다.
생물학적 일러스트레이션의 역할을 이해하는 능력 개발: 그림, 사진, 다음을 사용하여 얻은 이미지
개인 UUD
주변 세계의 통일성과 완전성을 실현하십시오.
교과서를 탐색하고 필요한 정보를 찾고 사용하는 능력의 형성.
사실과 현상을 분석, 비교, 분류, 일반화하는 능력의 형성 원인과 결과를 식별하다
인지 UUD
1.
2.
간단한 현상 (교과서의 다이어그램과 그림 분석 작업)
3.
모든 수준의 텍스트 정보를 교정합니다.
의사소통 UUD
1.
2.
3.
텍스트의 개념적 정보.
다른 사람의 말을 듣고 이해하는 능력의 형성.
그룹 내에서 교육적 상호 작용을 독립적으로 조직하는 능력의 형성.
텍스트/문장의 개념적 의미를 전체적으로 이해합니다. 주요 아이디어를 공식화합니다. 스스로 교정해 보세요
규제 UUD
교육 문제를 독립적으로 발견하고 공식화하며 교육 활동의 목표를 결정하는 능력 형성
(수업 질문의 공식화).

단계
콘텐츠
장비 UUD 형성 및 기술
1. 문제가 있다
상황과
업데이트 중
지식.
1. Antoshka와 생물학자의 대화
-수업에서는 어떤 질문(문제)을 토론할까요?
선생님은 아이들의 제안을 들어주세요!
가장 좋은 문구는 노트에 기록됩니다
일러스트레이션의 목적은 무엇입니까?
교과서,
그림
슬라이드.

II. 관절
지식의 발견.
교과서,
질문
슬라이드.
1. – 교과서에서 삽화의 중요성은 무엇입니까?
참고서, 과학 출판물?
이것이 무엇인지 아는 것이 왜 중요합니까?
다른 일러스트?
(질문을 기록하고 답을 찾아보자
찾은 대로 답변합니다.)
2. – 귀하의 작품에는 어떤 일러스트레이션이 사용됩니까?
교과서? 미술. 40 44
3. – 환경에 대한 과학적 지식의 역할은 무엇입니까?
세상에는 다양한 종류의 일러스트레이션이 있다고요? 그 일을 수행하다
교육 성공 평가
규제 UUD
스킬 형성
독립적으로 발견하고
교육적인 문제를 일으키고,
교육의 목적을 결정하다
활동(말씀
수업 질문).
의사소통 UUD
1. 듣기 능력의 형성과
다른 사람의 말을 이해합니다.
의사소통 UUD
2. 기술의 형성
독립적으로 조직하다
직장에서 상호작용 학습
그룹에서.
3. 개념적 의미를 이해한다
일반적인 텍스트/진술:
주요 아이디어를 공식화하십시오.
스스로 교정해 보세요
개념정보
텍스트.
개인 UUD

1. 화합을 실현하고
주변 세계의 무결성.
인지 UUD
1. 기술의 형성
교과서를 탐색하다
맞는 것을 찾아서 사용하세요
정보.
2. 기술의 형성
분석하고, 비교하고,
분류하고 요약하다
사실과 현상; 원인을 파악하다
단순한 현상의 결과
(회로 분석 작업 및
교과서에 나오는 삽화
초등학교).
3. 모든 수준의 텍스트 교정
정보.
옵션, 교과서의 텍스트와 함께. 첫 번째 옵션
그림의 역할을 고려합니다 (p. 4041).
옵션 2는 과학 사진의 역할을 고려합니다.
(p.4243).
옵션 3은 컴퓨터의 역할을 고려합니다.
모델링 (p. 4445)
4. 사람들은 왜, 언제부터 그렇게 생각했나요?
동물, 식물, 현상을 묘사하기 시작했습니다.
자연?
어떤 그림이 과학적이라고 간주될 수 있나요?
삽화?

5. – 과학에 있어서 사진의 중요성은 무엇입니까?
필요한 장치를 설명합니다.
믿을 수 있는 사진을 얻으세요.
질문에 대한 답변, 프레젠테이션 보기
6. – 생명체에 대한 지식이 필요한 경우
컴퓨터 모델링을 사용해야 합니까?
질문에 대한 답변, 프레젠테이션 보기
7. – 동일한 생명체를 묘사할 수 있습니다.
이를 위해 그림을 활용하여 다양한 방법으로
사진, 컴퓨터 모델, 심지어 더미까지!
교과서 Art의 삽화로 작업합니다. 45
각각의 장점과 단점이 무엇이라고 생각하시나요?
이 이미지들에서?
쌍으로 일하십시오.

III. 독립적인
지식의 적용.
IV. 강의 요약.
반사
8. 주제에 대한 연구를 요약합니다. 우리는 그것을 고쳐
노트북은 문제가 있는 질문에 대한 답을 찾았습니다.
객체에 대한 정보를 저장하고 전송하려면
생물학의 살아있는 자연은 다양한 용도로 사용됩니다.
일러스트레이션: 그림, 사진, 이미지,
컴퓨터를 사용하여 얻은
모델링.
3페이지의 질문 3 46. ​​​​쌍으로 작업
토우
– 교과서에서 일러스트레이션의 역할은 무엇입니까?
– 수업 중에 어떤 종류의 일러스트레이션을 배웠나요?
– 어떻게 일했는지, 수업에서 효과가 있었던 점, 그렇지 않았던 점은 무엇입니까?
숙제:
1. 연구 § 8.
2. "확인 사항"의 작업 1을 완료합니다.
지식”(p. 46).
3. 다음에서 사진이나 일러스트레이션을 선택하세요.
생물학적 주제.

주제에 관한 생물학 수업 5학년(FSES):

생물학적 삽화, 그림, 사진, 컴퓨터 모델.

수업 목표: 1) 과학 연구에서 생물학적 재료의 중요성을 설명합니다.

2) 다양한 유형의 생물학적 일러스트레이션의 특징과 가치를 특성화합니다.

3) 살아있는 자연에 대한 자신의 인상을 설명하려는 학생들의 욕구를 불러일으키고 격려합니다.

교육수단 : 모든 종류와 형태의 생물학적 일러스트레이션, 생물이나 자연 현상에 대한 사진 전시회.

수업 중:

1 조직적인 순간 (수업 준비 상태 확인).

2 숙제 확인하기

이전 수업에서는 생물학 방법, 방법 구현을 위한 조치, 생물학자에게 필요한 장비에 대해 배웠습니다. 그러니 기억합시다.

A) 카드 작업

B) 일반 워밍업(프레젠테이션 작업)

3 신소재 설명

_학생들의 교육자료 인식 준비

? 질문에 답하십시오 - 원시인의 생존을 도운 동물은 무엇입니까?

? 우리 현대인들은 이것을 어떻게 알았을까요?

? 고대 동물의 출현을 상상하는 데 도움이 된 것

아니면 다른 방법으로 예를 말할 수도 있습니다.

그래서 우리 수업의 주제는 생물학적 일러스트레이션, 그림, 사진, 컴퓨터 모델입니다. (40 페이지, 노트에 교과서 작성)

수업에서 우리는 왜 삽화가 필요한지, 다양한 삽화의 의미가 무엇인지, 이 삽화나 저 삽화가 무엇을 나타내는지 아는 것이 왜 중요한지 배울 것입니다.

도면- 일러스트레이션의 한 종류

일러스트레이션은 모든 사물과 현상에 대한 정보를 보존하고 전달하는 방법입니다. 그림은 물체의 모양과 내부 구조를 고려하는 데 도움이 됩니다.. (발표 시연)

현대사회의 과학은 발전하고 있습니다. 이제 작은 동물(외모), 식물, 자연 현상을 연구하는 데 도움이 됩니다.

현대사회의 그림뿐만 아니라, 과학 사진 . 사진을 찍는 데는 카메라가 사용됩니다. 이제 각자 카메라가 있으므로 주변의 모든 것을 촬영하고 정보를 기록하고 전송할 수 있습니다..(프레젠테이션 시연).

매우 작은 유기체의 구조와 모양을 조사하기 위해 생물학자들은 매크로 사진을 사용합니다.(프레젠테이션 시연).

이는 과학적 발견과 생명과학의 발전에 중요할 뿐만 아니라 그 자체로도 매우 흥미롭습니다.

나는 큰 관심을 가지고 이 일을 하고 있습니다. 저는 매크로 사진을 찍습니다.

(사진 앨범 시연).

그리고 마지막으로 세상을 이해하는 가장 현대적인 조수- 컴퓨터 모델링.

모델링의 도움으로 우리는 아주 작은 물체나 아주 큰 물체를 고려할 수 있습니다.

이러한 모델을 만들려면 특수 컴퓨터 프로그램이 사용되며 개발자는 많은(100개 이상의) 과학 출판물을 연구해야 합니다.(프레젠테이션 시연).

요약하자면, 살아있는 물체는 그림, 컴퓨터 모델, 사진 등 다양한 방식으로 묘사될 수 있습니다.

노트에 쓰자 : 일러스트레이션 (사진 1장)

2 그림

3 컴퓨터 모델)

신체 단련(음악에 맞춰 운동)

4 통합

통합 문서 작업 연습 1.3.

숙제 단락 8, 직장에서 운동하십시오. tetra.2,4.5 생물학적 주제에 관한 사진이나 그림을 선택하세요