11 класс. Тема урока: Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК

11 класс. Тема урока: Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК.

Учитель биологии МБОУ СОШ № 42

Цель: обобщение и углубление знаний учащихся о строении и функциях нуклеиновых кислот; развить познавательный интерес, реализуя межпредметные связи курсов химии, биологии, истории.

Задачи урока:

1.воспитательная – воспитывать дух соревнования, коллективизма, точность и быстроту ответов.

2. развивающая: развивать умения сравнивать, оценивать, развитие воображения, логическое мышление, внимание и память.

3.образовательная - сформировать знания о структуре и функциях нуклеиновых кислот (строение отдельного нуклеотида, соединение нуклеотидов в одну цепь, соединение нуклеотидных цепей в молекулу ДНК по принципу комплементарности)

Оборудование:

1) Учебно-наглядные пособия: табл., плакаты, портреты; 2) технические средства обучения: интерактивная доска, мультимедийные презентации.

Методы обучения: рассказ с элементами беседы, демонстрация.

Форма организации учебной деятельности: комбинированный урок, завершение опорного конспекта

Приемы деятельности учителя: опрос по домашнему заданию в группах, завершение опорного конспекта, закрепление изученного материала, вывод по теме.

План урока:

1.  Повторение. Опрос по опорному конспекту

2.  Изучение нового материала

1.  Нуклеиновые кислоты, их виды

2.  ДНК. Строение и функции

3.  Виды РНК, их значение в биосинтезе белка

3.  Закрепление изученного материала.

Изучение нового материала

Какое вещество является носителем наследственной информации? Какие особенности его строения обеспечивают многообразие наследственной информации, и ее передачу?

Объяснение с помощью таблиц, презентации.

Характеристика НК.

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядре, «нуклеус», т. е. ядро отсюда и название. ДНК и РНК – биополимеры. Биологическое значение нуклеиновых кислот очень велико. Они играют центральную роль в хранении и передаче наследственной информации:

Сравнение	ДНК	РНК
Сходства	Полимеры Мономеры – нуклеотиды Нуклеотиды состоят из 3 частей: азотистое основание, углевод, остаток фосфорной кислоты
Различия: Нахождение в клетке Строение макромолекулы Состав нуклеотида Функции	ядро	иРНК в ядре, цитоплазме, тРНК –в цитоплазме, рРНК – в комплексе с белками образуют рибосому
Двуцепочечная	одноцепочечная
Углевод - дезоксирибоза Азотистое основание –А, Т, Г, Ц	Углевод – рибоза Азотистое основание –А, У, Г, Ц
1.хранение наследственной информации о первичной структуре белка	Передача кода наследственной информации о первичной структуре белка из ядра в цитоплазму (иРНК)
2. воспроизведение наследственной информации (репликация)	Перенос аминокислот к месту синтеза белка (тРНК)
3.Синтез молекул РНК	Входит в состав органоидов клетки (митохондриальная, рРНК, пластидная РНК)

Строение молекулы ДНК

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота. Впервые структуру ДНК установили американский биолог Дж. Уотсон и английский физик Ф. Крик.

Молекула ДНК представляет собой две спирально закрученные одна вокруг другой нити. Ширина такой двойной спирали ДНК невелика, около 2нм. Длина же ее в десятки тысяч раз больше - сотни тысяч нанометров (суммарная длина молекул ДНК всех хромосом одной клетки человека составляет 170 см). Между тем самые крупные белковые молекулы в развернутом виде достигают в длину не более 100-200 нм. Т. об. вдоль молекулы ДНК могут быть уложены одна за другой тысячи белковых молекул.

Каждая нить ДНК представляет собой полимер, состоящий из мономеров – нуклеотидов. В одну молекулу может входить 108 и более нуклеотидов. Нуклеотид – это химическое соединение остатков трех веществ: азотистого основания; углевода – дезоксирибоза (пятиатомный сахар - пентоза) и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотиды отличаются только по азотистым основаниям, в соответствии с которыми их называют: А – аденин, Г – гуанин, Т – тимин, Ц – цитозин. Соединение нуклеотидов в нити ДНК происходит за счет образования связи между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты последующего нуклеотида. Две цепи объединяются между собой при помощи водородных связей, возникающих между азотистыми основаниями одной и другой цепи. При этом против А одной цепи всегда оказывается Т на другой цепи, а против Г одной цепи – всегда Ц. При этом между аденином и тимином двойная связь, между цитозин и гуанином тройная связь. Эти пары азотистых оснований называются комплементарными. Обычно говорят, что А комплементарен Т, Г комплементарен Ц.

В соответствии с принципом комплементарности всегда можно определить порядок расположения нуклеотидов одной цепи, если известна последовательность их в другой цепи.

Пример:

На фрагменте одной цепиДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Т-Ц-Т-А-Т

а) допишите структуру второй цепи ДНК

б) объясните, каким принципом вы руководствовались

в) сколько (в %) содержится разных типов нуклеотидов в этой ДНК

Строение молекулы РНК

РНК – рибонуклеиновая кислота, имеет много общего со структурой ДНК (так же как и ДНК она представляет собой полимер, мономерами которого служат нуклеотиды), но в тоже время РНК отличается рядом признаков:

1.  РНК – одноцепочечная молекула;

2.  Углеводом РНК является рибоза;

3.  В состав РНК, как и в состав ДНК, входят азотистые основания аденин, гуанин, цитозин. Но РНК не содержит тимина, вместо него – урацил.

Пример:

Допишите и-РНК к данной ДНК

Существуют три типа РНК:

1.  Информационная (и-РНК), или матричная (м-РНК), которая переносит информацию о последовательности аминокислот в белках к рибосомам. иРНК – копия участка ДНК, который называется геном.

2.  Рибосомальная РНК (рРНК). Она содержится в органоидах клетки, осуществляющих синтез белков – рибосомах.

3.  Транспортные РНК (тРНК). Они доставляют аминокислоты к рибосоме – месту синтеза белка. Каждая аминокислота присоединяется к определенной тРНК. 20 аминокислот участвует в построении белковой молекулы и 20 тРНК, которая прикрепляет определенную аминокислоту.

Все виды РНК синтезируются на ДНК.

Правило Чаргаффа.

Нуклеотидный состав ДНК в 1905 г. впервые количественно проанализировал американский биолог Эдвин Чаргафф. Он обнаружил, что число пуриновых оснований всегда равно числу пиримидиновых. Количество аденина = количеству тимина, гуанина = цитозину. Это правило Чаргаффа. Нуклеотиды расположены на расстоянии 0,34 нм и масса одного нуклеотида равна 345. Это величины постоянные.

Закрепление изученного материала

Назовите вещества, входящие в состав нуклеотидов ДНК и РНК.

Сколько типов нуклеотидов встречается в молекулах ДНК и РНК.

Молекулы ДНК состоят из 4 типов нуклеотидов, однако многообразие ДНК бесконечно. Чем это объясняется.

Задание:

1.  Составьте цепь и-РНК по смысловой цепи ДНК.

1-ый ряд: А-Г-Ц-Т-Т-А-Ц-А-Ц-Г-Ц-Ц

2-ой ряд: Г-Г-Ц-Т-А-Ц-Т-Т-Г-А-Г-Ц

3-ий ряд: Т-Ц-Т-Г-Т-А-Ц-А-Т-Ц-Г-А

2.  Составьте цепь ДНК по известной и-РНК

1-ый ряд: У-Г-Ц-А-У-А-Ц-А-Ц-У-Г

2-ой ряд: Г-У-Ц-А-Ц-У-У-Г-А-Г-Ц

3-ий ряд: А-Ц-У-Г-У-Ц-А--Ц-Г-А

3.  Получите двойную цепь ДНК по известной и-РНК, определите двойные и тройные связи в молекуле ДНК (ко второму заданию)