План-конспект
урока по предмету «Биология»
Тема:
«Нуклеиновые кислоты»
Конспект
урока «Нуклеиновые кислоты»
Тип урока:
изучение нового материала.
Цель
урока: познакомить учащихся с особенностями
строения молекулы ДНК и РНК, их функциями;
раскрыть механизм
удвоения ДНК и РНК, роль этого механизма в передаче наследственной информации;
научить изображать этот
процесс.
Задачи:
1. Учебно-образовательные:
проследить
историю одного из самых блестящих открытий человеческого разума; рассмотреть
виды нуклеиновых кислот, места их локализации в клетке и их функции;
сформировать знание о строении ДНК и РНК, отдельного нуклеотида, соединение
мономеров в цепь, основанную по принципу комплементарности.
2.
Учебно-развивающие:
развивать умения сравнивать, оценивать, составлять кластеры,
развитие воображения, логическое мышление, внимание и память.
3.
Учебно-воспитательные: показать
учащимся связь изучаемого материала с жизнью и другими науками; продолжить
формирование научного мировоззрения, подводить учащихся к правильному
применению знаний в жизни человека.
Методы: рассказ
с элементами беседы, демонстрация.
Методические приемы:
Логические:
- определение цели урока, оценка результатов;
- выявление взаимосвязей и
причинно-следственных связей;
- обобщение на основе анализа,
синтеза и сравнения;
- формулировка выводов.
Технические:
- выполнение заданий на закрепление материала;
- работа с иллюстрированным
материалом;
- записи в тетради.
Организационные:
- привлечение вниманий учащихся;
- постановка вопросов;
- опора на опыт и знания учащихся.
Оборудование: рисунки учебника, модель ДНК, проектор,
компьютер.
Межпредметные связи: -
с химией и историей.
Формы организации учебной
деятельности учащихся: сочетание групповой,
индивидуальной и фронтальной деятельности учащихся.
Ход
урока:
Ι.
Изучение нового материала.
Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические
соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в
живых организмах. Они состоят из углерода, водорода,
кислорода, азота и фосфора. Открыты они в 1869
г. швейцарским химиком И.Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов.
В природе
существует 2 вида нуклеиновых кислот : ДНК и РНК.
Они представляют собой линейные гетерополимеры, состоящие из мономеров -
повторяющихся строительных блоков, называемых нуклеотидами. Структура
ДНК была смоделирована в 1953 г. в США учеными
Д. Уотсоном и Ф. Криком
Молекула ДНК
представляет собой двух цепочечную спираль, закрученную вокруг собственной оси.
Мономерами ДНК являются нуклеотиды .
Нуклеотид - это химическое соединение, состоящее из остатков трех веществ:
азотистого основания, пятиатомного сахара - дезоксирибозы, и фосфорной кислоты.
|
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ
|
|
пуриновые
|
Пиридиновые
|
|
Аденин (А), гуанин (Г)
|
Цитозин (Ц), тимин (Т)
|
ДНК всего органического мира образованы всего 4 видами нуклеотидов.
Вопрос: - Чем отличаются нуклеотиды друг от друга и чем схожи?
(Отличаются азотистым основанием, а схожи содержанием дезоксирибозы
и фосфорной кислоты.)
Далее учитель
обращает внимание учащихся на «Схематическое
строение ДНК» и продолжает знакомство учащихся со строением ДНК.
Соединены
нуклеотиды в одной цепи ДНК через углевод одного нуклеотида и остаток фосфорной
кислоты соседнего нуклеотида прочной ковалентной связью. ДНК - двойная спираль,
следовательно, нуклеотиды двух цепочек ДНК соединены комплементарно через
азотистые основания водородными связями: Г = Ц, А = Т. Большое число
водородных связей обеспечивает прочность соединения нитей ДНК и сохраняет ее
подвижность. Азотистое основание А (аденин) одной цепочки полинуклеотида
всегда связано двумя водородными связями с Т (тимином), а Ц (цитозин) - тремя
водородными связями с Г (гуанином) противоположной полинуклеотидной цепочки.
(А) комплементарен (Т), а (Г) комплементарен (Ц), то есть подходят друг к другу
как ключ к замку. В результате такого свойства, если известна
последовательность оснований в одной цепи ДНК, можно построить по принципу
комплементарности противоположную цепь ДНК.
Рассмотрим
такой пример.
Дан фрагмент
цепочки ДНК: …-А-Г-Ц-Т-Т-Ц-Г-Г-А-Т-…
Достройте
вторую цепочку.
Решение:
Согласно
принципу комплементарности можно восстановить недостающую цепь ДНК.
…-А-Г-Ц-Т-Т-Ц-Г-Г-А-Т-…
…-Т-Ц-Г-А-А-Г-Ц-Ц-Т-А-…
Ответ:
фрагмент комплементарности цепи ДНК имеет следующий состав:
…-Т-Ц-Г-А-А-Г-Ц-Ц-Т-А-…
Нуклеотидный
состав ДНК в 1905 г. впервые количественно проанализировал американский биохимик
Эдвин Чаргафф. Э. Чаргафф обнаружил, что число пуриновых оснований в ДНК всегда
равно числу пиримидиновых. Количество аденина равно количеству тимина, а
количество гуанина - количеству цитозина. Такая закономерность получила
название правила Чаргаффа.
Нуклеотиды
расположены друг от друга на расстоянии 0,34
нм, и масса одного нуклеотида равна 345. Эти величины постоянные.
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 (Слайд
12). 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.
Рибонуклеиновая кислота (РНК),
так же как и ДНК, - полимер, мономерами которого являются нуклеотиды.
Нуклеотиды РНК представлены:
|
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ - рибоза - остаток
фосфорной кислоты
|
|
пуриновые
|
Пиридиновые
|
|
Аденин (А), гуанин (Г)
|
Цитозин (Ц), урацил (У)
|
В цепочке РНК нуклеотиды соединяются благодаря образованию ковалентных
связей между рибозой одного нуклеотида и остатком
фосфорной кислоты другого.
По структуре
различают двухцепочечные и одноцепочечные РНК. Одноцепочечные РНК переносят
информацию о первичной структуре белка, от хромосом к месту синтеза белков.
Двухцепочечные
РНК - хранители генетической информации у ряда вирусов, то есть они выполняют у
них функции хромосом.
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.
После объяснения нового
материала учитель просит учащихся открыть
книги и найти таблицу «Сравнительная характеристика ДНК и РНК». Затем
задает вопрос: Используя таблицу,
дайте сравнительную характеристику ДНК и РНК.
После проведенного сравнения
ДНК и РНК учитель предлагает учащимся решить еще несколько задач.
Задача.
В молекуле ДНК обнаружено 880
гуаниновых нуклеотидов, которые составляют 22 % от общего количества
нуклеотидов этой ДНК. Определите: а) Сколько содержится других нуклеотидов (по
отдельности) в этой молекуле ДНК? б) Какова длина ДНК?
ΙΙ. Закрепление изученного материала.
Учитель проводит беседу по следующим вопросам :
1. Какие особенности строения молекулы ДНК
обеспечивают выполнение ее функций?
2. Как происходит самоудвоение ДНК и копирование содержащейся в ее
молекулах информации?
3. Какие особенности в строении ДНК определяют ее роль как носителя
наследственной информации?
IΙΙ. Подведение итогов.
Учитель выставляет оценки за работу учащихся во время урока.
IV. Домашнее задание: выучить
конспект, решить задачу, записанную в тетради.
Список
источников
1.
Химия. 10 класс: учеб. для
общеобразоват. учреждений/О.С.Габриелян, Ф.Н. Маскаев, С.Ю. Понамарев, В.И.
Теренин; под ред. В.И. Теренина.- 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2009.- 300
с.: ил.
2.
Каменские
А.А., Криксунов
Е.А., Пасечник В.В.- Учебник Общая биология 10-11 классы – М: Дрофа, 2006.
3.
http://nsportal.ru/shkola/khimiya/library/urok-po-teme-nukleinovye-kisloty-10-klass
4.
http://danilovany.ucoz.ru/load/konspekt_uroka_po_teme_quot_nukleinovye_kisloty_quot/1-1-0-1
5.
http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=58418392-21-72&n=21
6.
http://im2-tub-ru.yandex.net/i?id=207238517-33-72&n=21
7.
http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=533336641-08-72&n=21
8.
http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=172206568-64-72&n=21
9.
http://im7-tub-ru.yandex.net/i?id=106895256-01-72&n=21
10. http://im6-tub-ru.yandex.net/i?id=324735220-11-72&n=21
11. http://im6-tub-ru.yandex.net/i?id=209607341-61-72&n=21
12. http://im6-tub-ru.yandex.net/i?id=201354919-46-72&n=21
13. http://im2-tub-ru.yandex.net/i?id=586852275-32-72&n=21
14. http://im1-tub-ru.yandex.net/i?id=329379244-12-72&n=21
15. http://im4-tub-ru.yandex.net/i?id=503451532-24-72&n=21
16. http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=529415140-54-72&n=21
17. http://im0-tub-ru.yandex.net/i?id=266492670-53-72&n=21
18. http://im7-tub-ru.yandex.net/i?id=169491160-47-72&n=21
19. http://im5-tub-ru.yandex.net/i?id=304355530-70-72&n=21
20. http://im2-tub-ru.yandex.net/i?id=646812573-43-72&n=21
21. http://im2-tub-ru.yandex.net/i?id=147839963-41-72&n=21
22. http://im6-tub-ru.yandex.net/i?id=43487012-03-72&n=21
23. http://im3-tub-ru.yandex.net/i?id=519865718-64-72&n=21
