Исследовательский проект «ДНК: от теории к практике»

(Интересные факты о близнецах)

Выполнила: Холодова Лизавета Сергеевна

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение 

«Средняя общеобразовательная школа п.Витим»

Муниципального образования  «Ленский район» РС (Я)

8 класс

Научный руководитель: 

Чичасова Валентина Ивановна

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение 

«Средняя общеобразовательная школа п. Витим» 

муниципального образования «Ленский район» РС (Я)

учитель биологии 

Витим

2025

 

Оглавление

Исследовательский проект «ДНК: от теории к практике»                       (Интересные факты о близнецах) 1

Введение 2

Глава1. Эксперимент по выделению ДНК из растительных и животных клеток; 5

2.2. Строение молекулы____________________________________ 6

3. Практическая часть__________________________________________ 6
4. Анализ и обсуждение___________________________________________ 6
5. Выводы_____________________________________________________ 6
6. Теоретическая часть 7

2.1. Что такое ДНК? 7

3. Практическая часть 7
4. Анализ и обсуждение 9
5. Выводы 9

Глава2.Исследовательская часть 10

Заключение 25

Список используемой литературы и нтернет-источников: 27

 

Введение

В поселке Витим шесть пар близнецов. Во все времена рождение близнецов было необычным явлением, вызывавшим удивление и любопытство. Отношение разных культур к этому чуду природы различалось. В некоторых они рассматривались как зловещее знамение, в других как случайность, в третьих как божий дар.
Это дети, одинакового пола с идентичной внешностью с точки зрения науки называют монозиготными, или однояйцевыми, близнецами. Монозиготные — это как раз те, которых в народе называют близнецами. Они рождаются из одной яйцеклетки, в ней после оплодотворения формируется зигота, которая делится на две или несколько частей. У однояйцевых близнецов идентичная внешность. Пол и набор генов, который получают дети, всегда идентичный. У них даже отпечатки пальцев схожие. Конечно, близнецы могут иметь разный темперамент, и даже вкусовые предпочтения у них могут не совпадать, но с виду их отличить — практически невозможно. Ведь эти дети развиваются практически в одинаковых условиях. Живут в одной семье, играют в одни и те же игрушки, ходят в один детский сад, в одну школу. К тому же идентичные близнецы (их еще называют однояйцовыми или монозиготными) генетические копии друг друга. Все это и приводит к тому, что близнецы оказываются очень похожими. В школе близнецы (особенно монозиготные) могут учиться с одинаковым успехом, любить или не любить одни и те же предметы. У них часто общие друзья, интересы и увлечения. Нередко они выбирают для себя одинаковые или близкие профессии. Но так ли они похожи на самом деле, как кажется с первого взгляда?

Цель: 

освоить доступный метод выделения ДНК из биологического материала в условиях школьной лаборатории.                                                                изучение индивидуальных особенностей близнецов, а также                         признаков, по которым могут отличаться близнецы.

Задачи:

изучить имеющуюся информацию  на данную тему

проанализировать полученную информацию

изучить теоретические основы строения и функций ДНК;

выявление и сбор статистических данных о рождаемости близнецов на территории поселка Витим 

Актуальность.

  Актуальность исследования заключается в том, что появление близнецов стало более частым во всем мире. Исследования близнецов невероятно важны для практики: они могут обосновывать существование генетических источников различных заболеваний, особых форм поведения.                                                                                  Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — ключевой носитель генетической информации во всех живых организмах. Изучение ДНК открывает возможности для развития медицины, биотехнологий, криминалистики и педагогики других сфер. Практическое знакомство с методами выделения ДНК делает абстрактные знания наглядными и мотивирует к дальнейшему изучению биологии.

Объект исследования:  Макаренко Артём и Андрей ,Эсмурзиевы Рамина и Динара ,Титовы Светлана и Лейла .

Предмет исследования: личностные данные близнецов. Макаренко Артёма и Андрея ,Эсмурзиевых Рамины и Динары ,Титовых Светланы и Лейлы  

Гипотеза: близнецы, имеющие одинаковый генотип и находящиеся в одной социальной среде, могут отличаться по многим параметрам (физическому развитию, интересам, увлечениям)

Методы исследования:

— теоретические (анализ литературы по данной теме);

— общенаучные (личные наблюдения, опросы, анкетирование);

— статистические (обработка результатов анкетирования).

Теоретическая значимость работы заключается в накоплении и систематизации материала по теме исследования.

Практическая значимость исследования: результаты исследования могут быть использованы в работе педагогов и всем, кто интересуется темой близнецов______________________________________________________

Глава1. Эксперимент по выделению ДНК из растительных и животных клеток;

1. Что такое ДНК?
2. Эксперимент по выделению ДНК из растительных и животных клеток
3. Методика выделения ДНК. Теоретическая часть 

 2.1. Что такое ДНК?

 2.2. Строение молекулы                 

3. Практическая часть

3.1. Материалы и оборудование

3.2. Методика выделения ДНК

4. Анализ и обсуждение
5. Выводы

Актуальность.  Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — ключевой носитель генетической информации во всех живых организмах. Изучение ДНК открывает возможности для развития медицины, биотехнологий, криминалистики и педагогики других сфер. Практическое знакомство с методами выделения ДНК делает абстрактные знания наглядными и мотивирует к дальнейшему изучению биологии.

2. Теоретическая часть

2.1. Что такое ДНК?

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — высокомолекулярное соединение, локализованное в ядрах клеток. Её основные функции:

• хранение генетической информации;
• передача информации при делении клеток;
• реализация генетической программы через синтез белков.

2.2. Строение молекулы

ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух комплементарных цепей. Каждая цепь — последовательность нуклеотидов, включающих:

• азотистое основание (A — аденин, T — тимин, G — гуанин, C — цитозин);
• дезоксирибозу (пятиуглеродный сахар);
• остаток фосфорной кислоты.

Принцип комплементарности:
A соединяется с T (две водородные связи),
G соединяется с C (три водородные связи).

— выявление и сбор статистических данных о рождаемости близнецов на территории  поселка Витим 

 Гипотеза: ДНК можно успешно выделить в условиях школьной лаборатории без использования дорогостоящего оборудования и специализированных реактив                                

3. Практическая часть

3.1. Материалы и оборудование

• биологический материал (банан,  клетки эпителия ротовой полости);
• физиологический раствор (0,9% NaCl);
• детергент (средство для мытья посуды);
• поваренная соль (NaCl);
• пищевая сода (NaHCO3​);
• этиловый спирт (95%, охлаждённый);
• ступка с пестиком;
• марля или фильтровальная бумага;
• пластиковые стаканы, пробирки, пипетки;
• весы.

3.2. Методика выделения ДНК

Этап 1. Подготовка образца

1. Измельчить 100 г банана (или лука) в ступке.
2. Добавить 10 мл физиологического раствора, 1 ч. л. соли, 1 ст. л. детергента.
3. Перемешать, оставить на 10 мин.

Этап 2. Фильтрация

1. Процедить смесь через марлю в стакан.
2. Отделить жидкую фракцию.

Этап 3. Осаждение ДНК

1. Аккуратно влить охлаждённый этиловый спирт по стенке стакана (объём спирта в 2 раза больше фильтрата).
2. На границе фаз появится беловатая масса — ДНК.
3. Подцепить ДНК стеклянной палочкой или пипеткой.

3.3. Наблюдения и результаты

• Визуализация: ДНК выглядит как беловатые нити или хлопья.
• Сравнение источников:
  • банан — обильное выделение, крупные нити;
  • лук — менее выраженное осаждение;
• Влияние реагентов:
  • детергент разрушает клеточные мембраны;
  • соль стабилизирует ДНК;
  • спирт вызывает осаждение.

4. Анализ и обсуждение

Успешность метода подтверждена визуально и соответствует литературным данным. Ключевые факторы:

• свежесть образца;
• точность дозировки реагентов;
• температура спирта (охлаждение усиливает осаждение).

Ограничения:

• невозможность анализа последовательности ДНК без спецоборудования;
• риск загрязнения образца.

5. Выводы

1. Гипотеза подтверждена: ДНК можно выделить в школьной лаборатории с использованием бытовых реагентов.
2. Метод демонстрирует основные этапы молекулярно-биологических исследований.
3. Эксперимент способствует углублённому пониманию структуры и функций ДНК.

Глава2. Исследовательская часть

В любой сфере человеческой деятельности можно встретить близнецов,
занимающихся одним и тем же делом и достигших высоких результатов. Этот факт не вызывает удивления. Ведь эти дети развиваются практически в одинаковых условиях. Живут в одной семье, играют в одни и те же игрушки, ходят в один детский сад, в одну школу. К тому же идентичные близнецы (их еще называют однояйцовыми или монозиготными) генетические копии друг друга. Все это и приводит к тому, что близнецы оказываются очень похожими. В школе близнецы (особенно монозиготные) могут учиться с одинаковым успехом, любить или не любить одни и те же предметы. У них часто общие друзья, интересы и увлечения. Нередко они выбирают для себя одинаковые или близкие профессии. Но так ли они похожи на самом деле, как кажется с первого взгляда?   

 2.1 Исследовательская часть

Одним из этапов исследования — сбор информации о близнецах, проживающих или проживавших на территории поселка Витим. С целью изучения статистики рождаемости близнецов я посетила Администрацию п.Витим.  Из беседы я узнала, что на нашей территории зарегистрировано 7 пар близнецов. 

Таблица 1

ФИО близнецов	Год рождения	Вид близнецов
Макаренко  Андрей Сергеевич и Макаренко Артём Сергеевич	2010 год	монозиготные близнецы
Эсмурзиева Динара Рашидовна и Эсмурзиева Рамина Рашидовна	0217 год	дизиготные близнецы
Холитов Алексей Александрович и Холитова Таисия Александровна	2016год	дизиготные близнецы
Погорелова Елизавета Борисовна и Погорелова Екатерина Борисовна	2016 год	монозиготные близнецы
Демьянюк Ирина Александровна и Демьянюк Евгений Александрович	2015 год	дизиготные близнецы
Титова Лейла Владимировна и Титова Светлана Владимировна	2011 год	дизиготные близнецы
Цапкова Серафима Борисовна и Цапкова София Борисовна	2019 год	дизиготные близнецы

Проанализировав информацию, пришла к выводу, что частота встречаемости монозиготных близнецов меньше, чем дизиготных. Также можно утверждать, что частота рождаемости близнецов на нашей территории невысока.

Для изучения общественного мнения к близнецам, мною было проведено анкетирование среди учеников нашей школы. Им была предложена небольшая анкета, которую они должны были заполнить. Было опрошено 13 человек.

ФИО:	Кол-во
Как ты относишься к близнецам? (цифра, из ниже перечисленных):
1-отрицательно;	0
2-нейтрально;	8
3-положительно;	5
Знаешь ли ты, что близнецы бывают разных видов? (цифра, из ниже перечисленных):
1-да;	4
2-нет;	9

Вывод: 1. Большинство опрошенных относятся к близнецам нейтрально.

2. Ученики школы плохо осведомлены по данному вопросу.

Я решила рассмотреть близнецов, как личность на конкретном примере, учащихся в нашей школе ,Макаренко Артёме и Андрее ,Эсмурзиевых Рамине и Динаре ,Титовых Светлане и Лейле  

Таблица 2

Рамина	Динара
Творческая	Болтливая
Искренняя	Искренняя
Активная	Естественная
Трудолюбивая	Усидчивая
Артистичная	Активная
Ответственная	Дружелюбная
Заботливая	Веселая
Жизнерадостная	Аккуратная

Вывод: результаты этой анкеты говорят о том, что в Рамине и Динаре помимо сходства, есть отличительные черты и качества.                                      Одинаковых качеств оказалось — 2.                                                                       Различных — 6 качеств.

Артём	Андрей
Искренний	Искренний
Активный	Естественный
Ответственный	Активный
Жизнерадостный	Дружелюбный
Ответственный	Весёлый
Надежный	Надежный
Аккуратный	Аккуратный

Вывод: результаты этой анкеты говорят о том, что в Артёме и Андрее помимо сходства, есть отличительные черты и качества.                                   Одинаковых качеств оказалось — 4 .                                                                       Различных — 6 качеств

Светлана	Лейла
Творческий	Болтливый
Активный	Дружелюбный
Трудолюбивый	Активный
Жизнерадостный	Естественный
Ответственный	Весёлый
Надежный	Надежный
Аккуратный	Аккуратный

Вывод: результаты этой анкеты говорят о том, что в Светлане и Лейле помимо сходства, есть отличительные черты и качества.                              Одинаковых качеств оказалось — 3 .Различных — 5 качеств

Перед родителями близнецов встает двойная работа воспитывать не одного, а двоих, а то и троих детей. Повышенное внимание окружающих, многочисленные советы, физическая усталость, нервные срывы, т. д. Но какими будут близнецы, во многом существенно зависит от стиля воспитания родителей. В семье складываются основные черты личности подрастающего человека, формируются его интересы, привычки, ценности. Стиль воспитания родителей закладывает основу поведения близнецов, но в более поздние годы, все большее значение приобретают индивидуальные особенности характера. Чем больше родители подчеркивают идентичность детей, стимулируют их одинаковое поведение воспитательными воздействиями, тем сильнее выражается и чаще сохраняется на долгие годы чувство сплоченности.                                                                                                                С целью изучения мнения родителей о детях-близнецах я провела анкетирование родителей Андрея и Артема.

Анкета для родителей близнецов:

1. Какие у детей отношения между собой?

А) дружеские Б) идет борьба за лидерство В) (другое)

2. Какие характеры на Ваш взгляд у ваших детей?

А) одинаковый Б) индивидуальный

3. Как они относятся к домашним обязанностям?

А) добросовестно Б) по очереди В) без особого рвения

4. Как они ведут себя в разлуке?

А) скучают Б) не скучают В) (другое)

5. Были ли в Ваших семьях еще случаи рождения близнецов? А) да Б) нет

Таблица 3

Номер вопроса	Выбранный вариант ответа
1	А
2	Б
3	Б
4	В
5	Б

 

2.2 Сравнительная характеристика близнецов

Сравнение антропометрических данных 

Первым этапом нашего исследования было установление сходства и различия близнецов по различным признакам.

В качестве испытуемых были использованы ученики 9 класса Марчуки Павел и Андрей. Так как известно, что фенотип- это совокупность свойств и признаков организма, которые формируются в результате взаимодействия генотипа особи и окружающей среды, то исследование фенотипов близнецов позволяет оценить роль среды в реализации генетической информации, а так же определить тип зиготности близнецов. Исследователями (Сименс, Вейтц, Фершуер) был разработан простой, удобный и сравнительно надежный метод идентификации однояйцевых и двуяйцевых близнецов, основанный на сравнении определенных физических признаков, которые в высокой степени наследственно обусловлены. Так называемый полисимптоматический диагноз сходства исходит из таких физических признаков, как цвет глаз, цвет и качество волос, оттенок кожи, веснушки, форма носа, губ, ушей, расположение зубов, группа крови. При сравнении учитываются также размеры тела, например рост, вес, объем черепа. Чем сильнее совпадают  признаки у пары близнецов, тем больше вероятность, что это однояйцевые близнецы.[4]

Признак	Артём	Андрей
Дата рождения	02.03.2010	02.03.2010
Рост при рождении	52	52
Вес при рождении	3,500	3,200
Очерёдность рождения	2	1
Рост	177	178
Вес	78	76
Обхват грудной клетки	85	86
Обхват головы	30	30
Длина руки	50	50
Длина ноги	70	70
Доминирующая рука	Правая	Правая
Веснушки	Есть	Есть
Цвет глаз	Голубые	Голубые
Цвет волос	Черные	Черные
Структура волос	Прямые	Прямые
Форма носа	С горбинкой	С горбинкой

Проанализировав таблицу можно сразу сделать вывод о том, что Артём и Андрей фенотипически очень похожи и это свидетельствует о их монозиготности.

 

Признак	Светлана	Лейла
Дата рождения	29.07.2011	29.07.2011
Рост при рождении	41	42
Вес при рождении	1,460	1,500
Очерёдность рождения	2	1
Рост	160	160
Вес	43	43
Обхват грудной клетки	68	67
Обхват головы	57	56
Длина руки	69	69
Длина ноги	90	90
Доминирующая рука	Правая	Правая
Веснушки	Нет	Нет
Цвет глаз	Карие	Карие
Цвет волос	Тёмно-русые	Тёмно-русые
Структура волос	Густые	Густые
Форма носа	Прямой	Прямой

Проанализировав таблицу можно сразу сделать вывод о том, что Светланы и Лейлы фенотипически очень похожи и это свидетельствует о их монозиготности.

 

Признак	Рамина	Динара
Дата рождения	11.04.2017	11.04.2017
Рост при рождении	53	52
Вес при рождении	3,000	2,610
Очерёдность рождения	2	1
Рост	136,5	138
Вес	27	29
Обхват грудной клетки	61	64
Обхват головы	55	55
Длина руки	46	47
Длина ноги	66	67
Доминирующая рука	Правая	Правая
Веснушки	Нет	Нет
Цвет глаз	Карие	Карие
Цвет волос	Шатен	Шатен
Структура волос	Густые	Густые
Форма носа	Прямой	Прямой

Проанализировав таблицу можно сразу сделать вывод о том, что Светланы и Лейлы фенотипически очень похожи и это свидетельствует о их монозиготности.

 

2.3 Склонности к изучению школьных предметов

Ребятам  предлагался список учебных предметов, которые они изучали. Рядом с каждым предметом изображены три знака + и — (веселый, грустный, нейтральный). Нужно выбрать тот, который соответствует чаще всего их настроению при изучении этого предмета, и подчеркнуть её на листочке бумаги. 

Таблица №  «Склонности к изучению школьных предметов»

Предмет	Андрей	Артём
Русский язык	+	—
Алгебра	—	+
Геометрия	—	+
Литература	+	+
Технология	—	—
Биология	+	+
Физическая культура	—	—
История	+	—
Химия	—	—
Физика	—	+

 

Предмет	Светлана	Лейла
Русский язык	—	—
Алгебра	—	+
Геометрия	—	—
Литература	+	—
Технология	+	+
Биология	+	+
Физическая культура	+	+
История	—	—
Химия	—	—
Физика	—	—

 

Предмет	Рамина	Динара
Русский язык	—	—
Математика	+	+
Английский язык	—	—
Литературное чтение	+	—
Труд	+	+
Изо	+	+
Физическая культура	+	+
Окружающий мир	+	+
Музыка	+	+

 

Вывод: это задание позволило выяснить, что не все предметы нравятся ребятам одинаково, у каждого из них свои склонности к изучению отдельных школьных предметов.

 

2.4 Сравнение вкусов и интересов близнецов

Близнецам была предложена анкета, в которой надо было рассказать о своих предпочтениях, вкусах и интересах. (Приложение 1)

«Сравнение вкусов и интересов близнецов»

Предпочтения	Артем	Андрей
любимый цвет	Белый	Белый
любимое имя	Ангелина	Ира
любимое дерево	Сосна	Елка
любимый кинофильм	«Форсаж»	«Трансформеры»
любимая ягода	Арбуз	Малина
любимый праздник	Новый год	День рождение
любимый день недели	Пятница	Суббота
любимое животное	Пони	Собака

 

Вывод: и в этой анкете мы наблюдаем полное различие вкусов и интересов Андрея и Артёма.

 

Предпочтения	Светлана	Лейла
любимый цвет	Оранжевый	Черный
любимое имя	Марат	Дмитрий
любимое дерево	Яблоня	Береза
любимый кинофильм	«Волейбол»	«Коралина»
Любимый плод	Яблоко	Яблоко
любимая ягода	Малина	Клубника
любимый праздник	Новый год	Новый год
любимый день недели	Пятница	Пятница
любимое животное	Кошка	Кошка

Вывод: и в этой анкете мы наблюдаем полное различие вкусов и интересов Светланы и Лейлы. 

 

Предпочтения	Рамина	Динара
любимый цвет	Черный	Белый
любимое имя	Диана	Диана
любимое дерево	Береза	Береза
любимый кинофильм	«Жуткая семейка»	«Уэнздей»
Любимый плод	Апельсин	Апельсин
любимая ягода	Клубника	Клубника
любимый праздник	Новый год	Новый год
любимый день недели	Суббота	Суббота
любимое животное	Собака	Кошка

 

Вывод: и в этой анкете мы наблюдаем полное различие вкусов и интересов Рамины и Динары.

 

Заключение

    Близнецы – удивительные люди. Между ними всегда существует невидимая связь. Они остро чувствуют потерю брата или сестры, и поэтому всегда остаются вместе. И, наверное, они проживают более счастливую жизнь, ведь их на свете двое, а то и больше! Мы надеемся, что так оно и будет!                                                                                                                                      В результате работы над проектом выяснилось, что в поселке Витим рождаемость близнецов мала, поэтому они вызывают большой интерес окружающих (особенно однояйцовые, потому что они похожи друг на друга как две капли воды). Однояйцовые близнецы имеют один пол, имеют одинаковый внешний вид, чего нельзя сказать о разнояйцовых близнецах. Разнояйцовые близнецы похожи друг на друга не более, чем обычные братья или сестра.                                                                                               

Результаты данной исследовательской работы полностью подтвердили, гипотезу, что близнецы, имеющие одинаковый генотип и находящиеся в одной социальной среде, могут отличаться по многим параметрам (интересам, увлечениям). Проведённые мною исследования показали, что каждый из близнецов является индивидуальностью со своими особенностями характера. И в этом немаловажную роль играет окружающая среда.

Хочется отметить, что исследования близнецов очень актуальны, но связаны с большими организационными трудностями. Очень много других вопросов я не смогла затронуть в своей работе (заболеваемость близнецов, доминирование в паре, особенности физического и психического развития, профессиональное определение). В результате работы возникло очень много вопросов, которые захотелось изучить глубже.

В перспективе создать базу данных на близнецов нашего сельского поселения и поделиться этой базой с администрацией поселка и местным краеведческим музеем.  Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — ключевой носитель генетической информации во всех живых организмах. Изучение ДНК открывает возможности для развития медицины, биотехнологий, криминалистики и педагогики других сфер. Практическое знакомство с методами выделения ДНК делает абстрактные знания наглядными и мотивирует к дальнейшему изучению биологии.

Список используемой литературы и нтернет-источников:

Биология. Энциклопедия для детей. Т. 2. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: «Аванта+», 1996

Иванов В.В.. Близнечные мифы // Мифы народов мира. Т.1. М., 1991г.