Конспект урока по биологии 10 класс "Нуклеиновые кислоты"

План конспект урока

«Нуклеиновые кислоты» 10 класс

Учителя 1 категории Казанкова А.Н.

( тип урока – учебная лекция)

Цели урока

Образовательная       – изучить особенности строения нуклеиновых кислот

-изучить разницу в строении ДНК и РНК

- изучить функции нуклеиновых кислот

Развивающая             – развить навык структурирования информации

-научить выделять главное

Воспитательная        – развить умение самостоятельной работы

-развить самоконтроль

1. Тест «разминка» .10 минут: 5- на саму работу и 5 на разбор ( Приложение № 1)

2.  Новый материал « Нуклеиновые кислоты». 25 минут.

(На доске заготовка таблицы, которая будет заполнятся учителем по ходу объяснения и на закрытой части фрагменты нуклеиновых кислот)

Нуклеиновые кислоты — самые крупные из молекул, образуемых живыми организмами. Их молекулярная масса может быть от 10 000 до нескольких миллионов углеродных единиц.

Так как наиболее высокое содержание нуклеиновых кислот обнаружено в ядрах клеток, то они и получили свое название от латинского «нуклеус» — ядро. Хотя теперь выяснено, что нуклеиновые кислоты есть и в цитоплазме, и в целом ряде органоидов — митохондриях, пластидах

Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, состоящими из мономеров — нуклеотидов.

Строение ДНК.

Молекула ДНК имеет сложное строение. Она состоит из двух спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.

Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат дезоксирибозу, остаток фосфорной кислоты и одно из четырех азотистых оснований\ аденин, гуанин, цитозин и тимин. Они и определяют названия соответствующих нуклеотидов; адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и тишидиловый (Т) (рис. 18).

Каждая цепь ДНК представляет полинуклеотид, который может состоять из нескольких десятков тысяч и даже миллионов нуклеотидов. Нуклеотиды, входящие в состав одной цепи, последовательно соединяются за счет образования ковалентных связей между дезокси- рибозой одного и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида. Азотистые основания, которые располагаются по одну сторону от образовавшегося остова одной цепи ДНК, формируют водородные связи с азотистыми основаниями второй цепи. Таким образом, в спиральной молекуле двухцепочечной ДНК азотистые основания находятся внутри спирали. Структура спирали такова, что входящие в ее состав полинуклеотидные цепи могут быть разделены только после раскручивания спирали.

Нобелевская премия 1962 г. была присуждена двум ученым — Дж. Уотсону и Ф, Крику, которые в 1953 г. предложили модель строения молекулы ДНК. Она была подтверждена экспериментально. Это открытие имело огромное значение для развития генетики, молекулярной биологии и других наук. У вирусов, в отличие от других организмов, встречаются одноцепочечные ДНК и двухцепочечные РНК.

В двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определенном порядке против азотистых оснований другой. Между аденином и тимином всегда возникают две, а между гуанином и цитозином — три водородные связи, В связи с этим обнаруживается важная закономерность: против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина — цитозин и наоборот. Таким образом, пары нуклеотидов аденин и тимин, а также гуанин и цитозин строго соответствуют друг другу и являются дополнительными (пространственное взаимное соответствие), или комплементарными (от лат. complementum — дополнение).

 Принцип комплементарности  наблюдается при транскрипции ДНК в РНК.

Следовательно, у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых — числу цитидиловых. А зная последовательность расположения нуклеотидов в одной цепи ДНК по принципу комплементарности, можно установить нуклеотиды другой цепи.

 Правило Э. Чаргаффа. Э. Чаргафф – известный американский биохимик Содержание А=Т или А\Т=1 Содержание Г= Ц или Г\Ц=1 Значит число пиримидиновых оснований(Ц и Т) равно числу пуриновых оснований(А и Г).

Структура каждой молекулы ДНК строго индивидуальна и специфична, так как представляет собой кодовую форму записи биологической информации (генетический код). Три нуклеотида – триплет или кодон несут информацию об одной аминокислоте. Таким образом наследственная информация, записанная на ДНК – это последовательность аминокислот белковых малекул Другими словами, с помощью четырех типов нуклеотидов в ДНК записана вся важная информация об организме, передающаяся по наследству последующим поколениям..
Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток, но небольшое их количество содержится в митохондриях и пластидах.

	ДНК	РНК
1. строение нуклеотида.	Остаток фосфорной кислоты + сахар дизоксирибоза+ азотистые основания Аденин, Гуанин, Цитозин, Тимин
2. структура молекулы	Двойная спираль
3. положение в клетке	Формирует нити хроматина, Митахондрии, пластиды
4. значение	Хранит наследственную информацию.

Молекула РНК в отличие от молекулы ДНК -— полимер, состоящий из одной цепочки значительно меньших размеров.

 Мономерами РНК являются нуклеотиды, состоящие из рибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований. Три азотистых основания — аденин, гуанин и цитозин — такие же, как и у ДНК, а четвертым является урацил .

Образование полимера РНК происходит так же, как и у ДНК, через ковалентные связи между рибозой и остатком фосфорной кислоты соседних нуклеотидов. Молекула РНК может содержать от 75 до 10 000 нуклеотидов.

Типы РНК.

Выделяют три основных типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул, расположению в клетке и выполняемым функциям.

Рибосомные РНК (рРНК) синтезируются в основном в ядрышке и составляют примерно 85% всех РНК клетки. Они входят в состав рибосом и участвуют в формировании активного центра рибосомы, где происходит процесс биосинтеза белка.

Транспортные РНК (тРНК) образуются в ядре на ДНК, затем переходят в цитоплазму. Они составляют около 10% клеточной РНК и являются самыми небольшими по размеру РНК, состоящими из 70— 100 нуклеотидов. Каждая тРНК присоединяет определенную аминокислоту и транспортирует ее к месту сборки полипептида в рибосоме.
Все известные тРНК за счет комплементарного взаимодействия образуют вторичную структуру, по форме напоминающую лист клевера. В молекуле тРНК есть два активных участка: триплет-антикодон на одном конце и акцепторный конец на другом (рис. 20).

Каждой аминокислоте соответствует комбинация из трех нуклеотидов — триплет. Кодирующие аминокислоты триплеты — кодоны ДНК — передаются в виде информации триплетов (кодонов) иРНК. У верхушки клеверного листа располагается триплет нуклеотидов, который комплементарен соответствующему кодону иРНК. Этот триплет различен для тРНК, переносящих разные аминокислоты, и кодирует именно ту аминокислоту, которая переносится данной тРНК. Он получил название антикодон.

Акцепторный конец является «посадочной площадкой» для аминокислоты.

Информационные, или матричные, РНК (иРНК) составляют около 5% всей клеточной РНК. Они синтезируются на участке одной из цепей молекулы ДНК и передают информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется. В зависимости от объема копируемой информацией молекула иРНК может иметь различную длину.

Таким образом, различные типы РНК представляют собой единую функциональную систему, направленную на реализацию наследственной информации через синтез белка.

Молекулы РНК находятся в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях и пластидах клетки.

Все типы РНК, за исключением генетической РНК вирусов, не способны к самоудвоению и самосборке.

	ДНК	РНК
1. строение нуклеотида.	Остаток фосфорной кислоты + сахар дизоксирибоза+ азотистые основания Аденин, Гуанин, Цитозин, Тимин	Остаток фосфорной кислоты + сахар рибоза+ азотистые основания Аденин, Гуанин, Цитозин, Урацил
2. структура молекулы	Двойная спираль	Нить, трилистник
3. положение в клетке	Формирует нити хроматина, Митохондрии, пластиды	Ядрышко, рибосомы, в цитоплазме
4. значение	Хранит наследственную информацию.	Синтез белка.

(Проводим анализ таблицы, отмечаем отличия.)

3.  рефлексия. 10 минут.

Определите фрагмент какой нуклеиновой кислоты перед вами. Объясните свой ответ:

А)   АЦЦГТАТГГЦАТТЦГГАА

Б)    ГГЦАУАЦГЦАЦГУАЦ

Сколько аминокислот закодировано на фрагменте ДНК?

Достройте комплементарную нить к фрагменту ДНК

Постройте нить ДНК с которой была переснята информация на и-РНК (представленный фрагмент).

4. Домашнее задание.

Задача № 1: в молекуле ДНК содержится 17% аденина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.

Задача № 2: В трансляции участвовало 30 молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Приложение 1

1 – вариант

1. Основным методом  цитологии, изучающим жизнедеятельность клетки, является:

   а) световая микроскопия                            б) электронная микроскопия   

в) дифференциальное центрифугирование  

г) использование радиоактивных изотопов ( меченых атомов ).

2. Оболочки клеток состоят из:

 а) плазмалеммы ( цитоплазматической мембраны )      б) клеточных стенок   

 в) плазмалеммы у животных и клеточных стенок у растений   

 г) плазмалеммы у животных, плазмалеммы и клеточных стенок у растений.

3. Натрий-калиевый насос, расположенный в цитоплазматической мембране, представляет собой:

 а) сквозное отверстие, окруженное белками       б) белок, встроенный в наружный слой липидов

 в) белок, встроенный во внутренний слой липидов   г) белок, пронизывающий оба липидных слоя.

4. Мембраны и каналы шероховатой ( гранулярной ) эндоплазматической сети ( ЭПС ) осуществляют синтез и транспорт:

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

5. В цистернах и пузырьках аппарата Гольджи осуществляется:

а) секреция белков   б) синтез белков, секреция  углеводов и липидов   

в) синтез углеводов и липидов, секреция белков, углеводов и липидов.    

г) синтез белков и углеводов, секреция липидов и углеводов.

6. Лизосомы обеспечивают в клетке переваривание:

а) пищевых частиц   б) пищевых частиц и удаление отмирающих частей клетки    

в) пищевых частиц, удаление отмирающих частей клетки и целых клеток

г)пищевых частиц, удаление отмирающих частей клеток и органов.

7. Митохондрии содержатся в цитоплазме:

а) животных клеток     б) животных и некоторых растительных клеток  

в) всех клеток, за исключением клеток прокариот       

г) всех  клеток  прокариот и эукориот.

8. Число митохондрии в растительных клетках:

а) такое же, как и в животных     б) больше, чем в животных   

в) меньше, чем в животных    г) в одних случаях больше, чем в животных, в других меньше.

9. Новые хлоропласты в растительной клетке появляются в результате:

а) деления и роста лейкопластов    б) деления и роста хромопластов   

в) деления и роста других хлоропластов     г) синтеза, протекающего в ядре.

10. Рибосомы в клетках эукариот расположены:

а) цитоплазме, б) на мембранах гранулярной ЭПС

 в) в цитоплазме и на мембранах гранулярной ЭПС

 г) в  цитоплазме, на мембранах гранулярной ЭПС ,в митохондриях и хлоропластах.

2 – вариант

1. Клеточная стенка состоит из:

 а) целлюлозных нитей    б) пектиновых веществ   в) пектиновых веществ и гемицеллюлоз 

 г) целлюлозных нитей, пектиновых веществ и гемицеллюлоз.

2. В состав цитоплазматической мембраны ( плазмалеммы ) входят

а) белки  и фосфолипиды    б) фосфолипиды, белки и гликопротеины

в) белки, гликопротеины и гликолипиды   г) белки, фосфолипиды , гликопротеины и гликолипиды.

3. Мембраны и каналы гладкой ( агронулярной ) эндоплазматической сети ( ЭПС ) осуществляют синтез и транспорт:

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

4.Лизосомы формируются на:

 а) каналах гладкой ЭПС    б) каналах шероховатой ЭПС   

в) цистернах аппарата Гольджи    г) внутренней поверхности плазмалеммы.

5. Пищеварительные ферменты, содержащиеся в лизосомах, синтезируют:

а) каналах гладкой ЭПС     б) рибосомы шероховатой ЭПС   

в) цистерны комплекса Гольджи   г) сами лизосомы.

6.Новые митохондрии образуются в клетке в результате:

а) деление и роста лизосом   б) деление и роста других митохондрий 

в) синтеза, протекающего в ядре   г) выпячивания мембран аппарата Гольджи.

7. Митохондрии обеспечивают в клетке:

а) синтез АТФ   б) транспорт электронов дыхательной цепи и синтез АТФ  

в) ферментативное расщепление органических веществ синтез АТФ 

г) ферментативное расщепление органических веществ и транспорт электронов дыхательной цепи.

8. Пластиды растительных клеток содержат:

а) пигменты   б) белки и крахмал   в) пигменты, крахмал, белки и масла   

г) пигменты и вредные продукты метаболизма.

9. Рибосомы в клетках в клетках прокариот расположены:

а) цитоплазме, б) на мембранах гранулярной ЭПС

в) в цитоплазме и на мембранах гранулярной ЭПС

г) в  цитоплазме, на мембранах гранулярной   ЭПС ,в митохондриях

10. Митохондрии обеспечивают в клетке:

а) синтез АТФ   б) транспорт электронов дыхательной цепи и синтез АТФ  

в) ферментативное расщепление органических веществ синтез АТФ 

г) ферментативное расщепление органических веществ и транспорт электронов дыхательной цепи