Методическая разработка урока химии в 10 классе на тему: 'Нуклеиновые кислоты'

10 класс

Нуклеиновые кислоты.

Цели урока: 1) сформировать представления о ДНК и РНК;

2) ввести понятия о нуклеиновых кислотах, нуклеотидах, пиримидиновых и

пуриновых основаниях;

3) рассмотреть биологическую роль ДНК и РНК;

4) воспитывать самостоятельность и внимание.

Оборудование: модели ДНК и различных видов РНК.

Тип и вид урока: комбинированный, эталонный.

Методы и приёмы

Ход урока …

Слово учителя

Фронтальный опрос на местах

Индивидуальный опрос у доски

Самостоятельная работа на местах по вариантам

Вступительное слово учителя

?

На доске + запись в тетрадь

На доске

Запись в тетрадь

На доске + запись в тетрадь

Запись в тетрадь

На доске + запись в тетрадь

Самостоятельная работа с учебником

На доске

Слово учителя

Запись в тетрадь

?

Слово учителя

?

Самостоятельная работа с учебником

Слово учителя

?

Запись в тетрадь

Запись в тетрадь

?

?

Запись в дневник

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания.

- Какие вещества называются белками?

- Каковы основные функции белков в живых организмах?

- Как называются белки, выполняющие каталитическую функцию в биохимических реакциях?

- Каков состав белков?

- Что такое первичная структура белка?

- Опишите основные физические свойства белков?

- Каковы химические свойства белков?

- Что такое денатурация белка?

- Какие вещества образуются при полном гидролизе белков?

- Какие качественные реакции на белки вам известны?

Решение упр. 10 стр. 234 в конце § 27.

Этан → этиловый спирт → уксусный альдегид → уксусная кислота → хлоруксусная кислота → аминоуксусная кислота → полипептид

1. С₂Н₆ → С₂Н₄ + Н₂

С₂Н₄ + Н₂О → С₂Н₅ОН или

С₂Н₆ → С₂Н₅ОН

2. С₂Н₅ОН + [О] → СН₃СОН + Н₂О

3. СН₃СОН + Ag₂О → СН₃ СООН + Ag

4. СН₃СООН + Сl₂ → СН₂СlСООН + НСl

5. СН₂ СlСООН + NН₃ → NН₂СН₂СООН + НСl

6. nNH₂CH₂COOH → [- NH - CH₂ - CO - ]_n + n H₂O

Тест.

1 вариант.

1. Формула аминокислоты:

а) СН₃ - СН₂ - СООН

б) Н₂N - СН₂ -СН₂ - СООН

в) Н₂N - СН₂ - СНО

г) Н₂N - СН₃

2. В полимерной цепи белков соседние остатки аминокислот связаны друг с другом … связью.

а) водородной

б) сложноэфирной

в) пептидной

г) дисульфидной

3. В белках наибольшую массовую долю имеет:

а) углерод

б) водород

в) кислород

г) азот

4. Природными полимерами являются:

а) аминокислоты

б) белки

в) жиры

г) воски

5. Среда в растворах аминокислот может быть:

а) кислая

б) щелочная

в) нейтральная

г) любая из перечисленных

6. Для качественного обнаружения белка в природном объекте можно использовать реакцию:

а) серебряного зеркала

б) Вагнера

в) биуретовую

г) любую из перечисленных

7. Для проведения ксантопротеиновой реакции потребуется реагент:

а) Н₂SO₄

б) Cu(OH)₂

в) HNO₃

г) FeCl₃

8. Гидролиз белков используют для:

а) получения аминокислот

б) снижения их растворимости в воде

в) получения студней

г) качественного обнаружения белков

9. При горении белков ощущается запах:

а) тухлых яиц

б) жженого рога

в) аммиака

г) горелой резины

10. Функция, которую выполняют белки в организме человека:

а) каталитическая

б) транспортная

в) защитная

г) все перечисленные

2 вариант.

1. Пептидной связью называется фрагмент:

а)

б)

в)

г)

2. Белки - это:

а) природные полимеры, молекулы которых построены из остатков моносахаридов;

б) природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот;

в) природные вещества, представляющие собой сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот;

г) природные полимеры, молекулы которых представляют собой последовательность нуклеотидов.

3. Спиралевидное состояние полипептидной цепи является … структурой белка.

а) первичной

б) вторичной

в) третичной

г) четвертичной

4. Аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме человека, а поступают с пищей, называются:

а) ά-аминокислотами

б) пищевыми

в) незаменимыми

г) гетероциклическими

5. Процесс, обратной денатурации белка:

а) агрегация

б) пептизация

в) коагуляция

г) растворение

6. Для получения ά -аминопропионовой кислоты из пропионовой потребуется:

а) хлор и метиламин

б) хлороводород и аммиак

в) хлор и аммиак

г) гидроксид натрия и хлорид аммония

7. Студни - это:

а) сложные системы, образующиеся при ограниченном набухании концентрированных белковых растворов

б) амфотерные электролиты

в) высококонцентрированные системы, образующиеся в процессе пенообразования

г) природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот

8. Процесс изменения вторичной, третичной и четвертичной структуры белковой макромолекулы под влиянием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия химических реагентов) называется:

а) горение

б) гидратация

в) денатурация

г) гидролиз

9. Нейтральная реакция среды наблюдается в водном растворе вещества с формулой:

а) СН₃СООН

б) Н₂N - СН₂ - СООН

в) СН₃ - NН₂

г) СН₃СООNa

10. В сильнощелочной среде аминокислота представляет собой:

а) анион

б) катион

в) биполярный ион

г) нейтральную молекулу

3. Актуализация знаний.

Сегодня на уроке мы продолжим с вами знакомится с азотсодержащими соединениями.

Но прежде чем приступить к рассмотрению новой темы, давайте вспомним что такое азотсодержащие соединения? С какими азотсодержащими соединениями мы уже познакомились? Что такое амины, аминокислоты, белки? Какую роль они играют в нашем организме, в повседневной жизни?

На этом уроке мы рассмотрим с вами такие соединения, которые играют огромную роль в хранении и передаче наследственной информации. Это нуклеиновые кислоты - ДНК и РНК.

Открываем тетради, записываем число и тему нашего урока.

Давайте сформулируем цель нашего урока, то есть что бы вы хотели нового

и интересного сегодня узнать, и составим план для достижения своей цели.

План урока:

1. Понятие нуклеиновых кислот.

2. Нуклеотид и его состав.

3. Строение нуклеотида ДНК.

4. Строение нуклеотида РНК.

   4. Изучение нового материала.

Рассмотрим 1 пункт нашего плана.

Нуклеиновые кислоты - это природные высокомолекулярные соединения, входящие в состав клеточных ядер. Мы познакомимся с двумя видами нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновыми (ДНК) и рибонуклеиновыми (РНК). Название кислот указывает на то, что в состав ДНК входит моносахарид дезоксирибоза, а в РНК - рибоза.

Давайте вспомним молекулярные формулы этих пентоз.

С₅Н₁₀О₅ рибоза

С₅Н₁₀О₄ дезоксирибоза

- Что означает приставка в слове дезоксирибоза? (приставка дез- и следующее за ним слово -окси обозначает удаление, отнятие кислорода от рибозы, т.е. это рибоза без кислорода С₅Н₁₀О₅ - О = С₅Н₁₀О₄).

Молекулярная масса н. к. может меняться от 100 тыс. до 100 млн.

Поскольку нуклеиновые кислоты являются полимерами то, конечно же, должны существовать мономеры или мономерные звенья. Такими мономерными звеньями являются нуклеотиды. Можно сказать, что н. к. являются полинуклеотидами. Вот мы и подошли ко 2 пункту нашего плана - нуклеотиды и их состав.

Любой нуклеотид состоит из 3х составных частей:

1. остатка фосфорной кислоты

2. сахарного остатка (углевод пентоза)

3. азотистого основания (пиримидиновые и пуриновые)

Общая формула нуклеотидов:

где Х=ОН для рибонуклеотидов, построенных на основе рибозы,

Х=Н для дезоксирибонуклеотидов, построенных на основе дезоксирибозы.

Стр. 236 внимательно изучить структурные формулы азотистых оснований, пентоз и фосфорной кислоты.

Зарисовать структурные формулы пиримидина и пурина.

Пиримидин Пурин

Пурин и пиримидин являются гетероциклами, т.к. содержат атомы азота в цикле. Пиримидин является шестичленным гетероциклом, содержащим 2 атома азота. Пурин содержит 2 сочленных цикла: шестичленный (пиримидиновый) и пятичленный (имидазольный) и 4 атома азота.

Пиримидиновые основания - это производные пиримидина, остатки которых входят в состав нуклеиновых кислот (цитозин и тимин (урацил)).

Пуриновые основания - это производные пурина, остатки которых входят в состав нуклеиновых кислот (аденин и гуанин).

- Сравните пуриновые и пиримидиновые основания от своих родоначальных структур. Чем они отличаются друг от друга? (производные пиримидина отличаются друг от друга заместителями, содержащимися в боковой цепи - аминогруппа -NH₂; гидроксильная -ОН^- и карбонильная С=О, которые находятся в таутомерном равновесии друг с другом , а также УВ радикал метил - СН₃. Аналогичные отличия у пуриновых оснований.)

Вывод: пиримидиновые и пуриновые основания являются гидрокси- и аминопроизводными пиримидина и пурина.

- Сколько гидроксильных групп содержат циклические формы пентоз представленных в учебнике на стр. 236? (2-дезоксирибоза содержит 3 гидроксильные группы, а β -рибоза - 4 группы ОН).

Рассмотрим 3 пункт нашего плана.

Внимательно рассмотрите фрагмент структуры ДНК (стр. 237) и определите:

- в какой последовательности связаны между собой все 3 составные части нуклеотида;

- охарактеризовать изменения в составе соединений;

- найти сложноэфирную связь в нуклеотиде (поскольку углевод пентоза содержит в своем составе ОН группу и является многоатомным спиртом, то между фосфорной кислотой и пентозой устанавливается сложноэфирная связь).

Вы должны заметить, что связующим звеном в нуклеотиде является углевод.

- Укажите в структурной формуле фрагмента ДНК химические связи, за счет которых связаны в нуклеотиде все 3 его составные части. (Ковалентные химические связи устанавливаются за счет взаимодействия 3 ОН групп дезоксирибозы и аминогруппы пиримидинового основания и ОН групп фосфорной кислоты. Одна группа ОН пентозы идёт на связь с аминогруппой, а 2 другие группы ОН образуют сложноэфирную связь с фосфорной кислотой. У фосфорной кислоты из 3 ОН групп на связь с пентозой расходуются 2 группы ОН. Очевидно, что при установлении химических связей в нуклеотиде выделяется вода.)

Строение нуклеотида ДНК:

1. Состоят из азотистых оснований: А и Г, Т и Ц, дезоксирибозы С₅Н₁₀О₄ и остатка фосфорной кислоты Н₃РО₄.

2. Строение полинуклеотидной цепи ДНК: молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепочек, спирально скрученных одна относительно другой (как правило, представляют собой двухцепочечные молекулы).

3. Локализация в клетке ДНК: 99% находятся в хромосомах клеточного ядра, а также в митохондриях, хлоропластах.

4. Выполняемая функция в биосинтезе белка ДНК: хранение и передача генетической информации.

Рассмотрим последний пункт нашего плана.

Строение нуклеотида РНК:

1. Состоят из азотистых оснований: А и Г, У и Ц, рибозы С₅Н₁₀О₅ и остатка фосфорной кислоты Н₃РО₄.

2. Строение полинуклеотидной цепи в случае РНК: имеют различное строение, в зависимости от вида, в большинстве случаев являются одноцепочечными молекулами.

3. Локализация в клетке РНК: входит в состав ядрышек, рибосом, митохондрий, пластид и цитоплазмы.

4. Выполняемая функция в биосинтезе белка в случае РНК: копирование генетической информации с участка ДНК, перенос её к месту синтеза белка, участвует в процессе синтеза белка.

5. Закрепление изученного материала.

- Какие кислоты называются нуклеиновыми?

- Какие виды нуклеиновых кислот вам известны? Приведите полные их названия. Чем обусловлено различие в названиях нуклеиновых кислот?

- Чем отличается дезоксирибоза и рибоза?

- Что такое нуклеотид?

- Перечислите 3 основные части любого нуклеотида.

- Назовите основные биологические функции ДНК и РНК.

6. Рефлексия.

- Что нового узнали сегодня на уроке?

- Что интересного?

Домашнее задание: § 28, упр. 1-6

1 вариант.

1. Формула аминокислоты:

а) СН₃ - СН₂ - СООН

б) Н₂N - СН₂ -СН₂ - СООН

в) Н₂N - СН₂ - СНО

г) Н₂N - СН₃

2. В полимерной цепи белков соседние остатки аминокислот связаны друг с другом … связью.

а) водородной

б) сложноэфирной

в) пептидной

г) дисульфидной

3. В белках наибольшую массовую долю имеет:

а) углерод

б) водород

в) кислород

г) азот

4. Природными полимерами являются:

а) аминокислоты

б) белки

в) жиры

г) воски

5. Среда в растворах аминокислот может быть:

а) кислая

б) щелочная

в) нейтральная

г) любая из перечисленных

6. Для качественного обнаружения белка в природном объекте можно использовать реакцию:

а) серебряного зеркала

б) Вагнера

в) биуретовую

г) любую из перечисленных

7. Для проведения ксантопротеиновой реакции потребуется реагент:

а) Н₂SO₄

б) Cu(OH)₂

в) HNO₃

г) FeCl₃

8. Гидролиз белков используют для:

а) получения аминокислот

б) снижения их растворимости в воде

в) получения студней

г) качественного обнаружения белков

9. При горении белков ощущается запах:

а) тухлых яиц

б) жженого рога

в) аммиака

г) горелой резины

10. Функция, которую выполняют белки в организме человека:

а) каталитическая

б) транспортная

в) защитная

г) все перечисленные