Урок по биологии на тему: 'Нуклеиновые кислоты'.

Тема урока: «Нуклеиновые кислоты. АТФ»

Дата: 10.10.2014г.

Наименование дисциплины : биология, учитель- Дударова Ф.А.

Участники: 11 класс
Тип урока: урок изучения нового материала.

Цели и задачи урока:

Образовательные:

• сформировать знания о строении, свойствах, структуре молекул нуклеиновых кислот как биополимеров, видах нуклеиновых кислот;

• дать понятие о принципе комплементарности в ДНК; процессе репликации ДНК, генетическом коде.

• раскрыть значение нуклеиновых кислот в клетке.

Развивающие:

• развивать общеучебные умения (понимать и запоминать прочитанное, делать краткие записи, анализировать и систематизировать знания в виде схем и таблиц и др.);

• развивать интеллектуальные умения: логически мыслить (поиск ответов на вопросы творческого характера), задавать вопросы, сравнивать, находить взаимосвязи (состава, структуры и функций молекул ДНК и РНК), обосновывать свой ответ;

• развивать коммуникационные умения (умение грамотно излагать свои мысли, задавать вопросы и отвечать на них).

• развивать объективную самооценку знаний.

Воспитательные:

• воспитывать у учащихся культуру общения и труда в ходе беседы, просмотра презентации, выполнения заданий.

Планируемые результаты( ученики научаться):

• Характеризовать (описывать) химический состав строение, виды и значение нуклеиновых кислот в клетке, генетический код;

• Знать /понимать термины:комплиментарность, репликация, генетический код;

• Сравнивать состав, структуру и функций молекул ДНК и РНК;

• Решать элементарные биологические задачи на определение последовательности нуклеотидов

• Методы и методические приемы: рассказ с элементами беседы, демонстрация.
  
  

• Оборудование: рисунки учебника, таблицы, модель ДНК, доска, мультимедийная презентация.
  
  

• Ход урока:

I. Организационный момент (проверка присутствующих на уроке)

Фронтальный опрос по пройденному материалу.
- Почему белковую молекулу называют биополимером? (состоит из мономеров - аминокислот)
- Чем характеризуется первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белка? Какие связи поддерживают каждый уровень?
- Чем обусловлено многообразие белков в природе?
- Сколько пептидов длиной 5 аминокислот можно составить, если есть 3 аминокислоты (А,Б,С)?
- До какого уровня денатурация обратима?
- Назовите 10 функций белков.

Задания уровня А - выбери 1 ответ.

1. Каких органических соединений в живой клетке больше всего ?

а) липидов б) нуклеиновых кислот в) белков г) углеводов

2. Белки по строению - это вещества:

а) полимеры б) мономеры в) неорганические вещества г) радикалы

3. Мономером белка является:

а) нуклеотид б) аминокислота в) глюкоза

4. Первичная структура белка представлена :

а) полипептидной цепью б) спиралью в) глобулой

5. Вторичная структура белка представлена:

а) полипептидной цепью б) спиралью в) глобулой

6. Какой белок имеет четвертичную структуру

а) инсулин б) гемоглобин в) лецитин

7. Какая структура белка определяет химический состав и его биологические свойства?

а) первичная б) вторичная в) третичная г) четвертичная

Задания уровня В - напишите краткий ответ.

8. Как называются белки, которые упорядочивают и ускоряют протекание химических реакций внутри клетки?

9. Какие химические связи формируют вторичную и третичную структуры молекулы белка?

10. Как называется процесс утраты молекулой белка своей конфигурации. Обратим ли этот процесс?

Запишите тему сегодняшнего урока : Нуклеиновые кислоты. Кто может сказать какие существуют нуклеиновые кислоты и какова их основная функция? (ДНК, РНК, хранение и передача наследственной информации).

II. История изучения ДНК.

Сегодня почти каждый знает, что такое ДНК и зачем она нужна, но так было, естественно не всегда. Люди, изучая наследование признаков, не знали, какое именно вещество несет информацию.

Впервые ДНК была выделена в 1869 году Фридрихом Мишером, но этому веществу не было придано должного значения. В 1928 году Грифитс проводил опыты на пневмококке и пришел к странным выводам: он обнаружил, что непатогенных бактерий можно превратить в патогенных посредством введения какого-то вещества, которое содержится в клетках и его можно оттуда извлечь. Решение этому курьезу было найдено только через 15 лет.
В то время, когда на планете бушевала вторая мировая война, и на полях ее сражений решались судьбы человеческой цивилизации, в тиши лабораторий Эвери и Мак Карти решали судьбу самого человечества.

Естественно, они об этом даже не подозревали. Но именно ими тогда было показано, что полимерными молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты, т. е. химически очищенным веществом, впервые полученным еще в конце прошлого столетия Мишером, можно передавать наследственные признаки. Вещество является материальным носителем наследственности!!!
Тогда это было сделано на микроорганизмах. Но иллюзий, что такое возможно только для них, уже не питал никто. И когда Уотсон и Крик выбрали для расшифровки пространственной структуры именно ДНК - они знали что делали.

В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали пространственную модель молекулы ДНК (показать модель). За эту самую модель они получили Нобелевскую премию. В чем важность этого открытия и что оно за собой повлекло?

III. Запишите: Строение ДНК.
1. Нуклеиновые кислоты являются высокомолекулярными нерегулярными полимерами. Что это значит? Каков их элементарный состав?
(C,H,O,N,P) Их мономеры - нуклеотиды - сложные вещества, состоящие из:
- азотистого основания
- углевода
- остатка фосфорной кислоты

Какой углевод входит в состав ДНК и РНК? Сколько атомов углерода в нем? Мономеры соединяются между собой через пентозу в С3 положении и остаток фосфорной кислоты с помощью фосфорной диэфирной связи. Азотистое основание ---- пентоза (у РНК - рибоза, у ДНК - дезоксирибоза) ---- остаток фосфорной кислоты. Запишите схему в тетрадь.

2. В природе существует всего 5 типов нуклеотидов, т.е. всего 5 типов азотистых оснований входит в состав нуклеиновых кислот. В ДНК это аденин (А), Гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). В РНК вместо тимин - урацил (У). Основания принято обозначать первой буквой их названия. Основания способны соединяться попарно А-Т(У), Г-Ц. Они комплиментарные, т.е. дополняют друг друга. А-Т связаны двумя водородными связями, а Г-Ц - тремя (показать на таблице).

3. Нуклеиновые кислоты подобно белкам имеют первичную структуру - последовательность нуклеотидов. Расположение нуклеотидов важно, так как задает последовательность аминокислот в кодируемых белках. Вторичную структуру - две комплиментарные цепи, и третичную - пространственную структуру, которую и установили Уотсон и Крик.

Запишите: Структура ДНК- двухцепочная правозакрученная спираль, один виток которой -10 нуклеотидов, а расстояние между нуклеотидами 0.34 нм. Цепи направлены в противоположные стороны- антипараллельны:

4.ДНК - уникальнейшие молекулы в природе, благодаря которым возможно хранение, передача, и воспроизведение наследственной информации в разных поколениях клеток, организмов, видов и т.д.

А где хранится ДНК в клетке эукариот и прокариот?

IV. Перед делением ДНК должно удвоиться, для того чтобы каждая клетка получила точно такую же генетическую информацию, какая была в исходной клетке. В какой фазе клеточного цикла это происходит?

Две цепи исходной молекулы расходятся, потому что разрываются слабые водородные связи между азотистыми основаниями. Каждая цепочка служит матрицей для новой (нарисовать на доске). Сборка идет по принципу комплиментарности А-Т, Г-Ц. Такой способ называется полуконсервативным.

V. РНК.

Информация, хранящаяся в ДНК должна реализоваться в виде белков. Для этого служит РНК - переносит информацию о последовательности аминокислот в белках, т.е. от хромосом к месту синтеза белков и участвует в синтезе.

Назовите 2 структурных отличия РНК от ДНК? Существует три типа РНК - это информационная (матричная) и-РНК, транспортная т-РНК и рибосомная р-РНК. Все три типа синтезируются непосредственно на ДНК.

Чтобы систематизировать всю приведенную выше информацию, запишем всю ее в таблицу.

сравнение ДНК и РНК

Признак

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

Рибонуклеиновая кислота (РНК)

Нахождение в клетке

Эукариоты - митохондрии, ядро, хлоропласты Прокариоты - внутренняя часть клетки

Эукариоты - цитоплазмы, ядро, рибосомы, митохондрии, хлоропласты

Нахождение в ядре

Ядро

Ядрышко

Строение молекулы

Двойной линейный полимер, закрученный спиралью

Одинарная цепь

Мономер

Дезоксирибонуклеин

Рибонуклеин

Состав нуклеотидов

Пятиуглеродный сахар (дезоксирибоза), азотистые основания (гуанин, цитозин, аденин, тимин), остаток фосфорной кислоты

Пятиуглеродный сахар (рибоза), азотистые основания (гуанин, цитозин, аденин, урацил), остаток фосфорной кислоты

Типы нуклеотидов

Аденин (A), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т)

Аденин (A), гуанин (Г), цитозин (Ц), урацил (У)

Свойства

Есть возможность самоудвоения, стабильность

Нет возможности самоудвоения, лабильность

Основные функции

Хранение информации, передачу генетической программы от родителей к потомству

Транспортная функция заключается в передаче наследственной информации, информационная функция

ДНК и РНК имеют схожие черты строения, обе молекулы относятся к нуклеиновым кислотам, но имеют несколько разные функции. РНК в первую очередь занимается транспортировкой информации, которая уже записана в ДНК. Помимо этого, ДНК - это двойная цепь, а РНК одинарная.

V. АТФ.

Аденозинтрифосфорная кислота. Универсальный биологический аккумулятор энергии. Высококалорийное клеточное «топливо». Содержит 2 макроэргические связи. Макроэргическими называются соединения, в химических связях которых запасена энергия в форме, доступной для использования в биологических процессах.

Строение:

Аденин углевод (АДФ+энергия+1 молекула Н3РО4 (АМФ + энергия + 1 молекула Н3РО4.

V1. Повторение и закрепление материала. Решение задач (презентация)

Домашнее задание - параграф 29; выучить конспект урока.

Кроссворд «Нуклеиновые кислоты»

1. РНК, образующиеся в ядре на ДНК, переходящие затем в цитоплазму клетки.

2. Самые крупные из молекул, образуемых живыми организмами.

3. Пятиуглеродный сахар.

4. Азотистое основание тимин, заменено в РНК на …….

5. Одно из четырёх азотистых оснований

6. РНК, синтезирующиеся в ядрышке. Входят в состав рибосом, участвуют в формировании её активного центра.

7. Одна из типов нуклеиновых кислот, содержащих дезоксирибозу.

8. РНК, синтезирующаяся на участке одной из цепей молекулы ДНК и передающая информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам.

9. Пары нуклеотидов, строго соответствующих друг другу.

10. Одна из типов нуклеиновых кислот, содержащих рибозу.

11. Мономеры нуклеиновых кислот.

12. Комбинация из трёх нуклеотидов.

13. Связь, возникающая между аденином и тимином.

14. Полимер, состоящий из одной цепочки, меньших размеров, чем ДНК.