top of page

Buněčné rozmnožování aneb I = X?

Praktická výuka a modelování zcela právem sehrávají (nejen) ve výuce přírodopisu a biologie nezastupitelnou roli. Umožňují nám názorně demonstrovat vybrané jevy, zjednodušit vysvětlování témat náročných na uchopení a zprostředkovat procesy očím neviditelné. Jednomu takovému bude věnován i dnešní příspěvek.



Výuka buněčného rozmnožování a jaderného dělení, tedy mitózy a meiózy, bývá opravdovou výzvou. Přestože se jedná o základní učivo buněčné biologie, bezesporu vládne co do hojnosti nepřesných či chybných představ žáků (studentů). A co víc? Někdy si s ním nevědí rady ani sami vyučující!


Jak si s mitózou a meiózou hravě poradit netradičně, prakticky a zábavně? Jak žákům jednou provždy vyvrátit, že I ≠ X? A co to vlastně znamená?


Americká didaktička Ingrid Waldron a její tým kolegů přišli s neotřelým námětem modelování chromozomů s využitím ponožek jako tzv. „sockosomes“ neboli „ponožkozomů“. Ano, ponožek… Na tento nápad posléze navázali tuzemští didaktici, zamýšlejíce se nad implementací různých modelů do výuky, a dále jej rozvinuli.


V modelu „ponožkozomu“ představuje jednotlivé molekuly DNA (chromatidy) vždy právě jedna „vycpaná“ ponožka (viz fotografie níže). K „vycpání“ lze použít jiné ponožky, seno, vatu či další libovolný materiál. Centromera, místo primární konstrikce (zúžení chromozomu), je reprezentována spínacím špendlíkem, resp. suchým zipem. Špendlík však sesterské chromatidy propojuje, což může vést k tvorbě mylné a již dávno překonané domněnky o její funkci – na toto je žáky třeba náležitě upozornit. Chromatidy u sebe drží kohesiny (proteinový komplex), které si žáci mohou vymodelovat například z provázků a krepového papíru. Telomery, repetitivní koncové části, je možno vytvořit oblepením chromatid barevnou páskou. 



Znázornění dvouchromatidového metafázního chromozomu v S-fázi buněčného cyklu po dokončení replikace molekuly DNA


„Ponožkozomy“ lze využít ke znázornění všech dílčích fází mitotického a meiotického dělení buněčného jádra se zohledněním vzniku/zániku příslušných struktur. K tvorbě mitotického aparátu autorka příspěvku využívá jutového provázku, špejlí a plastelíny. Simulaci je vhodné průběžně zaznamenávat (písemný zápis, fotografie či videonahrávka) a vyžadovat po žácích vysvětlení rozdílů mezi oběma typy dělení. Zřetel je třeba dbát na potenciální významovou záměnu dějů buněčného rozmnožování a jaderného dělení. „Ponožkozomy“ můžeme dále použít k osvětlení problematiky diploidních a haploidních jader (somatických buněk a gamet), jež je s jaderným dělením neodmyslitelně svázána.



Znázornění chromozomů v jádře buňky


Na vyšších vzdělávacích stupních je příhodné simulaci zaměřit na demonstraci rozličných typů chromozomů dle polohy centromery, nebo si, při výběru „vhodného designu“ ponožek, přiblížit barvicí metodu pruhování chromozomů – kupř. G-banding, sloužící k identifikaci a rozdělení chromozomů do skupin, na příkladu různých karyotypů.



Znázornění dvouchromatidových metafázních chromozomů podle polohy centromery (zleva metacentrický, submetacentrický, akrocentrický, telocentrický)


A I ≠ X?


Modelace chromozomů v sobě skýtá možnost alterace jednoho z nejčastějších žákovských prekonceptů o replikaci molekuly DNA, tedy za mylného předpokladu nárůstu počtu druhově daných chromozomů. Při replikaci molekul DNA však dochází k navýšení počtu chromatid (tj. samotných molekul DNA), avšak výchozí počet chromozomů zůstává neměnný! To v praxi znamená, že se z jednochromatidových chromozomů (výchozí stav) stanou dvouchromatidové, s nimiž buňka bude v případě průchodu kontrolními body vstupovat do jaderného dělení.


Modelování nabízí (nejen) ve výuce buněčné biologie účinnou možnost, jak žáky provést úskalími mnohých abstraktních a těžce představitelných fenoménů. Vydat se můžeme do útrob buněk vstříc jejich stavbě, funkci či třeba složité fyziologii. Do hledáčku lze zaostřit nezřídka problematické biochemické procesy, nebo se pokusit rozluštit, o čem si buňky v rámci buněčné signalizace „povídají“. Jako v mapách je možno číst v buněčných kompartmentech, pustit se do rozplétání spletitého klubka metabolických drah či „dešifrovat“ tajemství genetického kódu a nalézat odpovědi na hádanky ukryté v genetické informaci každého z nás. Tak kam to bude?


Příspěvek zpracovala v návaznosti na níže uvedené zdroje a vlastní výuku Radka Dočekalová


Zdroje:


Námět Ingrid Waldron a kol.: http://www2.iccb.org/MitosisMeiosisProtocol.pdf 

Diplomová práce autorky příspěvku:

Prekoncepce žáků 2. stupně ZŠ a odpovídajících ročníků víceletých gymnázií o stavbě a funkci buňky – https://theses.cz/id/cxn40t/ 

Signální kaskáda – Gabriela Jurečková (absolventka Molekulární biologie na PřF UK)

コメント


bottom of page