Нуклеиновые кислоты
(Презентация, слайд 1)
Цель: рассмотреть особенности строение и значение нуклеиновых кислот.
Задачи:
- Образовательные: сформировать у учащихся систему понятий (нуклеиновые кислоты, ДНК, РНК, т-РНК, и-РНК, м-РНК, нуклеотид, азотистые основания (А,Т,Г,Ц,У), принцип комплементарности, редупликация); раскрыть особенности строения нуклеиновых кислот: ДНК и РНК, определить черты сходства и различия.
- Развивающие: продолжить формирование научного мировоззрения на основе знаний о биологическом значении (функции) нуклеиновых кислот, развивать умения сравнивать, оценивать, составлять общую характеристику нуклеиновых кислот
- Специальные умения: построение цепи ДНК по принципу комплементарности, работа с рисунками, таблицами, схемами, формирование умения делать выводы .
- Воспитательные – воспитание аккуратности.
Система понятий:
Методы:
- словесный – объяснение, фронтальная беседа.
- наглядный – таблицы, рисунки учебника, презентация, иллюстрации.
- практические – построение цепочки нуклеиновых кислот.
Тип: комбинированный
ХОД УРОКА
1. Организация класса
2. Проверка знаний (слайд 2)
Первая часть – работа по вариантам (7 мин.):
Функции белков |
В чем проявляется |
Структурная | входит в состав плазматической мембраны (оболочка); кератин, белок, волос, перьев птиц, когтей пресмыкающихся и зверей; коллаген – входит в состав сухожилий; гистоны – белки ДНК. |
Каталитическая | ускоряют или замедляют химические реакции (катализаторы, ингибиторы) |
Двигательная | актин, миозин, белок мышц; тубулин образованы микротрубочкой клеток; флагмин – в состав жгутиков бактерий; динеин, кинезин – молекулярные двигатели |
Рецепторная | глюкагон – рецептор инсулина |
Транспортная | гемоглобин – перенос О2 и Н2О; ферритин – транспортирует ионы железа; транспортные белки мембран образуют ионные каналы для перемещения Na+, К+. |
Защитная | выработка антител, свертывание крови (протромбин, фибриноген), лизоцим – содержащийся в слюне; муцин – в слюне и желудке. |
Энергетическая | при расщеплении выделяется 17,6 кДж энергии |
Ферментативная | белки ферменты |
После проведения самостоятельной работы учащиеся вместе с учителем отвечают на вопрос (одновременно ответы воспроизводятся на интерактивной доске. Далее учащиеся меняются работами и по слайду выполняют проверку работ – выставляют отметку, сдают работы.
Вторая часть (устный опрос) – работа по таблице «Строение белка» 4 ученика + помощь класса (при затруднении)
- рассказать, используя таблицу о строении белка;
- назвать структуры белка, объяснить за счет каких связей они образуются;
- что такое денатурация, какие виды денатурации вы знаете?
3. Изучение нового материала
Мотивация – мы знаем, что все живые организмы
имеют признаки сходства, но есть и
индивидуальные признаки, дающие возможность
организмам выделиться в мире природы. Почему
мы с вами так же уникальны с точки зрения
«непохожести» на других? Почему нас постоянно
сравнивают с нашими близкими родственниками?
Каждый вид живых организмов уникален и
неповторим, а уникальность его хранится и
передается по наследству.
Какое вещество является носителем
наследственной информации? Какие особенности
его строения обеспечивают многообразие
наследственной информации и ее передачу мы
узнаем, рассмотрев тему сегодняшнего урока.
Итак, запишите в тетради – тема урока
«Нуклеиновые кислоты».
Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 году
швейцарским ученым Иоганном Фридрихом Мишером.
м-РНК открыта в 1961 году Жакобом и Мано.
Итак, ученым стало известно, что в ядре находятся
хромосомы и они состоят из ДНК и белка. ДНК
передает наследственную информацию, но главное
оставалось тайной. Как же работает такая сложная
система? Решить эту задачу можно было, только
узнав устройство загадочной ДНК.
Неоценимым вкладом в решение этой задачи стали
работы – Френсиса Крика (слайд 3) и Джеймса
Дьюи Уотсона. (Слайд 4)
Уотсон и Крик создали приблизительную
модель ДНК. Позже Моррису Уилкинсу (Слайд 5)
удалось “сфотографировать” молекулу ДНК с
помощью рентгеновских лучей. (Слайд 6)
Но еще в течении 10 лет после этого открытия
ученые разных стран проверяли догадки Уотсона и
Крика и, наконец, согласившись вручили трем
ученым заслуженную награду.
В 1953 году Уотсон, Крик и Моррис Уилкинс получили
за это открытие Нобелевскую премию.
Нуклеиновые кислоты – природные
высоко-молекулярные органические соединения,
полинуклеотиды, обеспечивающие хранение и
передачу наследственной информации в живых
организмах.
Название получили от латинского слова – nucleus
– ядро, так как были обнаружены как составная
часть органоида клетки – ядра. НК состоят из
цепочек, содержащих от десятков до млрд.
мономеров (нуклеотидов)
В природе существует два типа нуклеиновых
кислот, которые различаются по строению, составу
и функции.
ДНК |
РНК |
Название | |
Дезоксирибонуклеиновая кислота | Рибонуклеиновая кислота |
Состав | |
Принцип комплементарности – взаимное соответствие в химическом строении молекул, обеспечивающее их взаимодействие, комплементарные структуры подходят друг к другу, как «ключ к замку». | |
Аденину соответствует Тимин (двойная
связь) Гуанину соответствует Цитозин (тройная связь) |
Аденину соответствует Урацил (двойная
связь) Гуанину соответствует Цитозин (тройная связь) |
Наличие связей | |
Ковалентные (увеличение цепи в длину) | |
Между дезоксирибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида | Между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида |
Водородные | |
Удерживают две цепочки ДНК в пространстве | Поддерживают структуру РНК в пространстве |
Виды | |
В виде двуцепочечной спирали | Одноцепочечная
Рибосомальная РНК (м-РНК), Информационная (матричная) РНК (и-РНК), Транспортная РНК (т-РНК) |
Местонахождение и Функции | |
Митохондрии (носитель генетической информации
в клетке) Хлоропласты (носитель генетической информации в клетке) Ядро (ДНК + белок = хромосомы) (носитель генетической информации в клетке) |
Рибосомы (структурная основ рибосомы) Ядро (матрица для биологического синтеза (полипептидной цепи)) Цитоплазма (перенос аминокислот к рибосомам при биологическом синтезе) |
4. Первичное закрепление (слайд 10)
- Как называется мономер ДНК и РНК? (Нуклеотид)
- Назовите черты сходства ДНК и РНК. (Строение нуклеотида, ковалентные связи)
- Назовите черты отличия ДНК и РНК. (Сахар (рибоза, дезоксирибоза), двуцепоченая спираль ДНК, азотистое основание (ДНК – тимин, РНК – урацил))
- За счет каких связей НК растут в длину? (Ковалентные)
- Какие связи удерживают цепочки в молекуле ДНК? (Водородные)
- Назовите виды РНК, существующие в клетки. (Рибосомальная РНК (р-РНК), Информационная (матричная) РНК (и-РНК), Транспортная РНК (т-РНК))
Редупликация (удвоение) ДНК. Процесс
предшествует делению клетки.
Удвоение молекулы ДНК происходит с удивительной
точностью. Новая молекула абсолютно
идентична старой. В этом заключается глубокий
биологический смысл, потому что нарушения
структуры ДНК, ведущие к искажению
генетического кода, сделали – бы невозможным
сохранение и передачу по наследству
генетической информацию, обеспечивающей
развитие полезных для организмов признаков.
Продолжительность у млекопитающих 6-12 часов. Суть
заключается в следующем: (слайд 11)
№ п/п | Этапы |
Рисунок |
1 | Исходное состояние (двуцепочечная спираль). | |
2 | Под действием фермента геликазы (дезоксирибонуклеазы) – цепочка ДНК раскручивается. | |
3 | Под действием фермента ДНК-реструктазы, разрушаются водородные связи между азотистыми основаниями, удерживающие цепочки друг возле друга. | |
4 | По принципу комплементарности, из кусочков ДНК – фрагменты Оказаки, идет сборка новых цепочек, при помощи фермента – ДНК- лигазы (полимеразы). | |
5 | Образование двух дочерних ДНК (ДНК1 и ДНК2). | |
6 | Принятие исходного состояния – закручивание в спираль. |
Обща схема выглядит следующим образом: (слайд 12)
Под воздействием химических и физических факторов (температура, излучение, и т.д.) правильность структуры вновь синтезируемого ДНК может нарушаться.
Вывод: способность молекулы ДНК к удвоению по принципу комплементарности определяет возможность передачи наследственных свойств от материнской клетки к дочерним.
5. Решение задач по разделу (слайд 13)
1) Достроить молекулу ДНК по принципу комплементарности, если одна из цепей имеет следующую последовательность нуклеотидов – ААГЦЦГГТТТАЦ. (ТТЦГГЦЦАААТГ)
2) Найти ошибку в цепи ДНК, если она имеет следующую последовательность нуклеотидов – ААТУУЦГГАТЦЦТТААЦЦЦГГУТ. К полученной цепочке ДНК подберите цепочку информационной РНК. Достройте молекулу ДНК по принципу комплементарности.
6. Домашнее задание (слайд 14)
- Повторить опорный конспект в тетради.
- Решить задачу: Найти ошибку в цепи ДНК, если она имеет следующую последовательность нуклеотидов – ТУТУАЦТГАУЦЦГТААЦЦЦГГУТЦ. К полученной цепочке ДНК подберите цепочку информационной РНК. Достройте молекулу ДНК по принципу комплементарности.
16.01.2014