Инфоурок / Биология / Конспекты / Конспект урока по биологии на тему "Нуклеиновые кислоты. АТФ" для 11 класса
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

Конспект урока по биологии на тему "Нуклеиновые кислоты. АТФ" для 11 класса

библиотека
материалов

Тема урока. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. АТФ.

Цель: обобщение и углубление знаний о строении и функциях нуклеиновых кислот; АТФ

Задачи:Образовательные: рассмотреть историю открытий пространственной структуры ДНК;охарактеризовать особенности строения молекул нуклеиновых кислот как биополимеров;рассмотреть виды нуклеиновых кислот, их нахождение в клетке и их функции;сформировать знания о строении ДНК, отдельного нуклеотида, соединение мономеров в цепь, основанную по принципу комплементарности.

Развивающие: развивать умения выявлять сходства и различие ДНК и РНК; умения схематично изображать участки ДНК, строить комплементарные данному.

Ход урока.

1.Орг момент.

2.Опрос уч-ся.

Вопросы:1.Белки:строение и функции.

2.Уровни организации белка.

3. Изучение нового материала.


На предыдущих уроках познакомились с самыми сложными по строению и функциями в живых организмах молекулами – белками. Теперь ясна причина разнообразия живой материи – это связано с разнообразием белков, которое в свою очередь объясняется почти безграничным числом сочетаний 20 аминокислот.

? А как клетка получает информацию о последовательности аминокислот в белке?

Из истории открытия нуклеиновых кислот.

Осень 1868 г. в Германии, Тюнингене, в лаборатории биохимика Гоппе-Зейлера начинает работать молодой, скромный сотрудник по имени Фридрих Мишер. Из гнойных клеток Мишер выделял клеточные ядра, из которых, в свою очередь, получал щелочные эксракты. Действуя на такой экстракт кислотой, ученый выделил какое-то новое вещество с сильнокислотными свойствами, которое он назвал нуклеином (nucleus – ядро). Кроме углерода, кислорода, водорода, содержит большое количество азота и фосфора. Так были открыты нуклеиновые кислоты.1889 г. Р. Альтман эти вещества назвал ядерными (нуклеиновыми кислотами).Термин нуклеиновые кислоты предложен А. Косселем в 1889г.

1. Строение нуклеиновых кислот: состав, нуклеотиды.

Нуклеиновые кислоты – биологические полимеры, мономерами которых является нуклеотиды. Эти вещества содержат элементы: углерод, водород, кислород, азот, фосфор. Из курса биологии, вы уже знаете, из каких частей состоит нуклеотид – как структурное звено нуклеиновой кислоты.

? Вспомним строение нуклеотида.

Нуклеотид состоит из трех частей: 1. углевод (ДНК – дезоксирибоза, РНК – рибоза)2. азотистое основание (пиримидиновые Ц, У, Т или пуриновое А, Г)3. остаток фосфорной кислоты.

- В клетках различают 2 вида нуклеиновых кислот: ДНК – дезоксирибонуклеиновые кислоты и РНК – рибонуклеиновые кислоты.

Значение нуклеиновых кислот для живых организмов заключается в обеспечении хранения, реализации и передачи наследственной информации.

2. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)

А) Состав нуклеотидов.ДНК – полимер, мономерами которой являются дезоксирибонуклеотиды, образованные углеводом – дезоксирибоза, азотистым основанием (аденином, гуанином, тимином, цитозином) и остатком фосфорной кислоты.

Модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 г Дж. Уотсон и Ф. Криком. ДНК встречается в ядре и в период деления клетки, образует основную часть хромосом, она также содержится в митоходриях и пластидах.

?. В каком же виде они находятся? У нуклеиновых кислот, как и у белков, есть структура.

Б) Структура ДНК

Первичная структура представлена полинуклеотидной цепочкой.

Но оказалось, что молекулы ДНК имеют и вторичную структуру.

Две полинуклеотидные цепочки спирально закручены друг около друга вокруг общей воображаемой оси, т. е. представляет собой двойную спираль (исключение - некоторые ДНК-содержащие вирусы имеют одноцепочечную ДНК). Диаметр двойной спирали ДНК – 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами – 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов, масса одного нуклеотида 345 (эти величины постоянные). Длина молекулы может достигать нескольких сантиметров. Суммарная длина ДНК ядра клетки человека – около 2м.

В) Принцип комплементарности.

Против одной цепи нуклеотидов располагается вторая цепь. Расположение нуклеотидов в этих двух цепях не случайное, а строго определенное: против А одной цепи в другой цепи всегда располагается Т, а против Г – всегда Ц; А с Т образуют две водородные связи, а Ц с Г образуют три водородные связи. Закономерность, согласно которой нуклеотиды разных цепей ДНК строго упорядоченно располагаются (А-Т, Г-Ц) и избирательно соединяются друг с другом, называется комплементарностью. Следует отметить, что Дж. Уотсон и Ф. Крик пришли к пониманию принципа комплементарности после ознакомления с работами Э. Чаргаффа.В 1905 г. американский биохимик Эдвин Чаргафф, изучив огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, установил, что число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримндиновых. Количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина - количеству цитозина. Такая закономерность получила название правила Чаргаффа, но объяснить этот факт он не смог.Из принципа комплементарности следует, что последовательность нуклеотидов одной цепи определяет последовательность нуклеотидов другой. (А + Т) + (Г + Ц)=100%Если построена одна цепь ДНК, то можно достроить вторую цепочку.Есть и другие, более сложные структуры ДНК.

Например, при более плотной упаковке двойной спирали ДНК образуются хромосомы, которые содержатся в ядрах клеток – это третичная структура. (слайд 11)

Г) Свойства молекулы ДНК

1)Молекула ДНК способна к самоудвоению -репликации.Под влиянием ферментов молекулы ДНК способны к самоудвоению, при этом происходит копирование содержащейся в них информации. При самоудвоении происходит частичный распад спирали ДНК на две нити.

К каждой нити притягиваются свободные нуклеотиды, синтезированные ранее в цитоплазме. По принципу комплементарности новые нуклеотиды присоединяются к определенным местам исходной цепи, играющей роль матрицы. Отдельные нуклеотиды вначале удерживаются только водородными связями. Затем особый фермент «замыкает» связи между нуклеотидами уже новой цепи» и в результате этого из одной возникают две молекулы ДНК, сходные между собой.

Процесс самоудвоения молекулы ДНК называется - репликацией. В результате репликации две новые молекулы ДНК представляют точную копию исходной молекулы. Этот процесс лежит в основе передачи наследственной информации, которая осуществляется на двух уровнях: клеточном и организменном.

Задание:Зная одну первую цепь ДНК, постройте вторую: 1цепь ДНК: А-Т-А-Г-Ц-А-Т-Т-Г-Г-Ц-Т-Т-А-Т, применяя принцип комплементарности 2 цепь ДНК: Т-А-Т-Ц-Г-Т-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Т-А

(необходимо передать листок с последовательностью нуклеотидов - триплетами).

Д) Функция ДНК.

Функция ДНК – хранение и передача наследственной информации.

3. Рибонуклеиновая кислота (РНК): состав нуклеотидов, строение, виды и функции.

РНК – полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой (исключение некоторые РНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную РНК). Особенностью строения РНК является присутствие рибозы в качестве углевода, а вместо пиримидинового азотистого основания Т входит У.

Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

Выделяют три вида РНК:

1) информационная (матричная) РНК – и-РНК (м-РНК)

2) транспортная РНК – т-РНК

3) рибосомная РНК – р-РНК.

Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды, имеют специфическую пространственную конформацию и принимают участие в процессах синтезе белка. Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК. Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией.

Конец формы

Существует несколько видов одноцепочечных РНК:

1.Рибосомная РНК (р-РНК) в комплексе с белками образует рибосомы, на которых происходит синтез белка. Молекулы р-РНК состоят из 3-5 тыс. нуклеотидов.

2.Информационная (матричная) РНК (и-РНК) программирует синтез белков в клетке. Она осуществляет передачу кода ДНК к месту синтеза белка. Молекулы и-РНК могут состоять из 300— 30000 нуклеотидов.

3. Транспортная РНК (т-РНК)

Молекулы т-РНК относительно невелики и состоят из 75—95 нуклеотидов. Т-РНК выполняет следующие функции; доставляет аминокислоты к месту синтеза белка и определяет точную ориентацию аминокислоты на рибосоме. Т-РНК имеет форму клеверного листа и образует четыре петли: акцепторную, где присоединяются аминокислоты; антикодоновую - в процессе трансляции при биосинтезе белков узнает кодон в и-РНК, и еще две боковые петли.

4. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ): строение, функции.

Молекула АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) представляет собой нуклеотид, который имеет следующее строение:

азотистое основание (аденин) + углевод (рибоза) + три остатка фосфорной кислоты.

Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой макроэргическими связями (высокоэнергетическими}. Связи между фосфатными группами не очень прочны, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и высвобождается энергия.

http://pandia.ru/text/78/037/images/image001_226.jpg

Молекула с тремя остатками фосфорной кислоты — АТФ наиболее энергоемка. Отщепление концевого фосфата АТФ сопровождается выделением 40 кДж энергии. В связи с тем, что в молекулах АТФ имеются богатые энергией связи, клетка может накапливать большое количество энергии и расходовать ее по мере необходимости. АТФ содержится в каждой клетке в митохондриях, ядре и хлоропластах, в растворимой фракции цитоплазмы. С помощью АТФ в клетке осуществляется синтез веществ, биение жгутиков и ресничек в клетках простейших, и т. д. АТФ - универсальный биологический аккумулятор энергии.

4. Закрепление нового материала.

1. Заполнение таблицы:

Признаки, отличия

ДНК

РНК

1. Строение нуклеотида

В состав ДНК входит дезоксирибоза

В состав входит рибоза

2. Азотистые основания

А, Ц, Г, Т

А, Ц, Г, У

3. Строение полинуклеотидной цепочки

Двухцепочечная

Одноцепочечная

4. Нахождение в клетке

В ядре, митохондриях, пластидах

В цитоплазме, рибосомах, ядрышке

5. Виды

-

Информационная, транспортная, рибосомная

6. Свойства

Способна к удвоению

Не способна к удвоениию

7. Функции в клетке

Хранение наследственной информации, передача наследственной информации

И-РНК переносит наследственную информацию из ядра в цитоплазму, т-РНК транспортирует аминокислоты к рибосомам,

Р-РНК на ней происходит биосинтез белка

2.Решение задачи.

1. Укажите порядок нуклеотидов в цепочке ДНК, образующейся путем самокопирования цепочки:

Ц-А-Ц-Ц-Г-Т-А-А-Ц-Г-Г-А-Т-Ц. Какова длина полученной цепочки ДНК и ее масса?

Решение:

1. По принципу комплементариости построим вторую цепочку молекулы ДНК:

Ц – А – Ц – Ц – Г – Т – А – А – Ц – Г – Г – А – Т - Ц...

Г – T - Г – Г – Ц – A – T – T – Г – Ц – Ц – Т – А - Г...

2.Вычислим массу ДНК:

mднк = 14*2* 345 = 9660

3.Вычислим длину ДНК:

lднк =14* 0,34 нм = 4,76 нм

Ответ: порядок нуклеотидов в цепочке ДНК следующий: Г -Т-Г-Г-Ц-А-Т-Т-Г-Ц-Ц-Т-А-Г; масса ДНК -9660, длина ДНК-4,76 нм.

5. Домашнее задание

§12, 13, вопросы нас.52, задачи

Задача № 1.

В молекуле ДНК адениновых нуклеотидов насчитывается 26% от общего числа нуклеотидов. Определите количество тиминовых и цитозиновых нуклеотидов.

Дано:

А – 26%

Решение:

1.Согласно правилу Чаргаффа можно определить количество Т – тимидиновых нуклеотидов,

А - 26 % => Т - 26 %.

2.На основе принципа комплементарности можно рассчитать количество цитозиновых нуклеотидов:

(А + Т) + (Г + Ц)=100%

А + Т = 52%

Г+Ц - 100%-52 % - 48 % => Г - 24 %; Ц - 24 %.

Найти количество Т-? Ц - ?


Ответ: Т-26%;Ц-24%.

Задача № 2.

Фрагмент одной из цепочек молекулы ДНК имеет такую последовательность нуклеотидов:

А-Г-Т-А-Ц-Ц-Г-А-Т-А-Ц-Г-А-Т-Т-Т-А-Ц-Г...

Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка этой же молекулы?

Решение:

По принципу комплементарности можно построить вторую цепочку:

А-Г-Т-А-Ц-Ц-Г-А-Т-А-Ц-Г-А-Т-Т-Т-А-Ц-Г...

Т-Ц-А-Т-Г-Г-Ц-Т-А-Т-Г-Ц-Т-А-А-А-Т- Г-Ц...


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 25 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДВ-182827

Похожие материалы