Тип урока: урок изучения нового материала.
Цели урока:
- Образовательная: изучить строение, функции нуклеиновых кислот. Развивающая: формировать умения и навыки, используя принцип комплементарности; сравнивать ДНК и РНК, объяснять их значение в хранении и передачи наследственной информации. Воспитательная: способствовать профориентации – знакомство с профессиями микробиолога и генетика эксперта.
Задачи урока:
- предметные:
- сформировать знания о строении и функциях молекул ДНК и РНК; принципе комплементарности; отрабатывать умения схематично изображать участки ДНК, строить комплементарные данному. раскрыть роль нуклеиновых кислот в живой природе.
- метапредметные:
- развивать общеучебные умения (понимать и запоминать прочитанное, делать краткие записи, представление основных мыслей в виде схем, заполнение таблиц и др.); развивать интеллектуальные умения (научить логически мыслить (поиск ответов на вопросы творческого характера), задавать вопросы и составлять суждения, сравнивать, находить взаимосвязи (состава, структуры и функций молекул ДНК и РНК) развивать коммуникационные умения (умение понятно, кратко, точно, вежливо излагать свои мысли, задавать вопросы и отвечать на них, слушать и сосредотачивать внимание).
- личностные:
- воспитывать у учащихся культуру общения и труда в ходе беседы, просмотра презентации и анимационного фильма, выполнения заданий. воспитывать критическую и объективную самооценку знаний.
Методы проведения: словесный, проблемный, наглядный, самостоятельная работа.
Средства обучения:
- модель ДНК; наглядные пособия — таблицы: «Нуклеиновые кислоты», «ДНК», «Строение клетки», «Белки»; модели нуклеотидов; раздаточный материал – таблицы. видеофильмы: «Происхождение жизни на Земле», «Секретная азбука жизни"
ПЛАН УРОКА:
Проверка знаний о строении и функциях белков; История открытия нуклеиновых кислот; Особенности строения ДНК; ее локализация в клетке; Функции ДНК в клетке; Особенности строения РНК, ее локализация в клетке, разновидности и функция в клетке.
Учитель. Сегодня на уроке мы продолжаем изучать жизнь во всех ее проявлениях. Я предлагаю совершить экспресс-экскурсию в далекое прошлое Земли. С чего же все начиналось? (Показ видеофрагмента «Происхождение жизни на Земле»)
Все живое на Земле изменяется с течением времени, но в целом жизнь сохраняется. Что является этим хранителем наследственной информации в клетках живых организмов? Ответ: (ДНК)
Я хочу спросить, какие биополимеры вам известны? Ответ: (углеводы, белки).
Сегодня мы познакомимся еще с природные высокомолекулярные органические соединения, не менее важными, чем белки и углеводы. Они обеспечивают хранение и передачу наследственной информации в живых организмах. Что же это за полимеры?
Я думаю, что многие из вас слышали о расшифровке генома человека. У нас в России эта программа существует с 1989 г. Работая над этой программой, ученые преследовали цель – прочесть книгу жизни, т. е. раскрыть всю наследственную информацию человека, ставили и ставят чисто практические задачи. Прежде всего, это относится к наследственным болезням, которые являются тяжелым бременем для человеческого общества. Информация об исследованиях и новых открытиях генетиков звучит с экранов телевизоров, встречается на полосах газет. И не может современный человек, не интересоваться, не задумываться над вопросами наследственности. Сейчас совершенно невозможно оставаться в стороне от обилия информации.
И сегодня на уроке мы с вами только прикоснемся к тайне основы наследственности.
Прежде чем перейти к изучению новой темы: «С какими полимерами мы познакомились на прошлом уроке» Ответ: (белки). Предлагается тест по данной теме:
1. Каких органических соединений в живой клетке больше всего?
а) липидов б) нуклеиновых кислот в) белков г) углеводов
2. Белки по строению - это вещества:
а) полимеры б) мономеры в) неорганические вещества г) радикалы
3. Мономером белка является:
а) нуклеотид б) аминокислота в) глюкоза
4. Первичная структура белка представлена :
а) полипептидной цепью б) спиралью в) глобулой
5. Вторичная структура белка представлена:
а) полипептидной цепью б) спиралью в) глобулой
6. Какой белок имеет четвертичную структуру
а) инсулин б) гемоглобин в) лецитин
7. Какая структура белка определяет химический состав и его биологические свойства?
а) первичная б) вторичная в) третичная г) четвертичная
8). Как называется процесс утраты молекулой белка своей конфигурации. Обратим ли этот процесс?
НОВАЯ ТЕМА
Проблемная ситуация:
«Секреты ДНК». (фрагмент страшной стихийной катастрофы – цунами. Сотни тысяч погибших. Найден двух месячный ребенок. 9 супружеских пар заявили, что они являются его родителями.9 супружеских пар заявили, что они являются его его родителями.
Проблемный вопрос:
«Каким способом была разрешена данная ситуация?»
«Что же собой представляет ДНК — молекула, помогающая родным людям найти друг друга».
Ответ: (Это можно сделать при помощи теста ДНК)
Сообщение темы и цели урока.
Итак, тема нашего урока: Нуклеиновые кислоты. (запись в тетради).
Цели
изучить строение нуклеиновых кислот – ДНК и РНК; выяснить каким образом строение нуклеиновых кислот связано с выполняемыми ими функциями – хранение и передача наследственной информации; научиться осуществлять репликацию ДНК; познакомиться с практическим применением знаний о ДНК; использовать материал урока для выбора будущей профессии.Из истории открытия нуклеиновых кислот. (устно)
Нуклеиновые кислоты были открыты в 1869 г. швейцарским врачом Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов, входящих в состав гноя. Впоследствии нуклеиновые кислоты были обнаружены во всех растительных и животных клетках, бактериях, протистах, грибах и вирусах. Позднее небелковая часть этого вещества была названа нуклеиновой кислотой.
Структуру нуклеиновых кислот установили в 1953 американский биолог Дж. Уотсон и английский физик Ф. Крик.
Строение нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах. Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, мономеры которых – нуклеотиды.
По схеме дайте определение, что такое нуклеотид?
Ответ: нуклеотид - химическое соединение остатков трех веществ:
- азотистого основания, моносахарид, остатка фосфорной кислоты.
Виды азотистых оснований:
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ | |
пуриновые | Пиридиновые |
Аденин (А), гуанин (Г) | Цитозин (Ц), тимин (Т) |
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ - рибоза - остаток фосфорной кислоты | |
пуриновые | Пиридиновые |
Аденин (А), гуанин (Г) | Цитозин (Ц), урацил (У) |
Виды нуклеиновых кислот
Существует два вида нуклеиновых кислот:
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота и РНК – рибонуклеиновая кислота. Эти кислоты отличаются по строению, нахождению в клетке и выполняемым функциям.
Далее учитель обращает внимание учащихся на «Схематическое строение ДНК» и продолжает знакомство учащихся со строением ДНК.
ДНК состоит из 2-х спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями, такая структура называется – двойной спиралью. ДНК содержит углевод дезоксирибозу, 4 типа азотистых оснований : аденин – А, гуанин – Г, тимин –Т, цитозин - Ц.
Ученик читает стих о строении ДНК:
ДНК – она двойная
И строеньем не простая.
Мономер - нуклеотид,
Из трех штучек состоит
За азотным основаньем
Как в строю – вот красота.
Углевод дезоксирибоза,
Фосфорная кислота.
Есть четыре основанья,
Мы запомним их названья:
Цитозин + гуанин,
А тимин + аденин.
Азотистые основания соединяются друг с другом по принципу комплиментарности. Комплементарность (от лат. дополнение) – это строгое соответствие азотистых оснований при образовании двойной спирали ДНК. А = Т (две водородных связи) и Г ≡ Ц (три водородных связи).
Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи, по принципу комплементарности можно установить порядок нуклеотидов другой цепи.
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-…
В клетке ДНК можно обнаружить в первую очередь в ядре, но кроме этого свои собственные ДНК имеют митохондрии и пластиды.
Учитель: Молекула ДНК обладает уникальной способностью к удвоению – репликации.
Репликация – процесс самоудвоения молекулы ДНК на основе принципа комплементарности.
Под влиянием ферментов водородные связи между азотистыми основаниями рвутся и молекула «расплетается». Две цепи расходятся и вдоль каждой образуются новые, согласно принципу комплементарности. В результате из одной молекулы ДНК получаются две абсолютно идентичные, только дочерние состоят из одной старой цепи и одной новой.
ДНК не только хранит наследственную информацию, но и передает её. Клетки постоянно делятся и вновь возникшие дочерние клетки являются копией материнской клетки.
Именно модель Уотсона-Крика позволила объяснить, каким образом при делении клетки в каждую дочернюю клетку попадает идентичная информация, содержащаяся в материнской клетке. Это происходит в результате удвоения молекулы ДНК, то есть в результате репликации.
Основная функция ДНК – хранение и передача наследственной информации.
Первичное закрепление знаний
Задание №1 Укажите последовательность нуклеотидов второй цепочки ДНК, если первая цепочка имеет следующую последовательность нуклеотидов:
А-Г-Т-Ц-А-Г-Т-А-Ц-Ц-Г-Т-Г-Ц-Т
Задание № 2 Найдите ошибки в структуре молекулы ДНК
А-Ц-Т-Г-А-Ц-Г-А-Т-Ц-Т-Г
Т-Г-Ц-Ц-Т-Г-Ц-Т-А-Т-А-Ц
Задание № 3
1.Мономером ДНК является:
а) нуклеотид; б) аминокислота; в) глюкоза; г) глицерин.
Задание №4. В состав ДНК НЕ входит: а) дезоксирибоза; б) аденин; в) урацил; г) фосфат.
Задание №5. Модель структуры ДНК открыли в 1953 г.:
а) и ; б) Ф. Крик и Д. Уотсон; в) Ч. Дарвин и Ж. Ламарк.
Задание №6. Функции ДНК в клетке:
а) является одним из источников энергии;
б) принимает непосредственное участие в синтезе белков;
в) участвует в синтезе углеводов и липидов;
г) обеспечивает хранение и передачу наследственной информации.
Задание №7. Нуклеотиду Ц комплементарен нуклеотид: а) А; б) Г; в) Т; г)У.
Рибонуклеиновая кислота (РНК).
Самостоятельная работа учащихся с учебником.
Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика нуклеиновых кислот»
Признаки | ДНК | РНК |
Местонахождение в клетке | Ядро, митохондрии, хлоропласты | |
Местонахождение в ядре | Хромосомы | |
Строение макромолекулы | Две спирально закрученные цепи, соединенные водородными связями | |
Состав нуклеотида | 1.Азотистые основания: А – аденин, Т – тимин, Г – гуанин, Ц – цитозин. 2.Углевод – дезоксирибоза 3.Остаток фосфорной к-ты | |
Типы нуклеотидов | Адениловый, тимидиловый, гуаниловый, цитидиловый | |
Функции | Является носителем генетической информации | |
сходства |
После выполнения задания учащимися проводится проверка заполнения таблицы и внесение исправлений и дополнений.
Признаки | ДНК | РНК |
Местонахождение в клетке | Ядро, митохондрии, хлоропласты | Ядро, рибосомы, цитоплазма, митохондрии, хлоропласты |
Местонахождение в ядре | Хромосомы | Ядрышко |
Строение макромолекулы | Две спирально закрученные цепи, соединенные водородными связями | Одинарная полинуклеотидная цепочка |
Состав нуклеотида | 1.Азотистые основания: А – аденин, Т – тимин, Г – гуанин, Ц – цитозин. 2.Углевод – дезоксирибоза 3.Остаток фосфорной к-ты | 1.Азотистые основания: А – аденин, У - урацил Г – гуанин, Ц – цитозин. 2.Углевод – рибоза 3.Остаток фосфорной к-ты |
Типы нуклеотидов | Адениловый, тимидиловый, гуаниловый, цитидиловый | Адениловый, тимидиловый, гуаниловый, цитидиловый |
Функции | Является носителем генетической информации | Р-РНК – входят в состав рибосом и участвуют в формироавнии активного центра рибосомы. Т-РНК – переносят аминокис-лоты к месту синтеза белка. И-РНК – передают информа-цию о структуре белка из ядра к рибосомам. |
сходства |
ВЫВОД: Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Особенности их химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые синтезируются в каждой ткани на определенном этапе индивидуального развития.
Д\З Проверь себя:
Кроссворд по биологии
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ ДНК РНК
9 - 11 класс
| Органоид клетки, имеющий собственную ДНК. РНК, выполняющая функцию доставки аминокислот к месту синтеза белка. Химическая связь между комплементарными основаниями в ДНК. Мономер нуклеиновых кислот. Второе название и-РНК. Азотистое основание, характерное только для РНК. Моносахарид, входящий в состав РНК. Азотистое основание, комплементарное тимину. Нуклеиновая кислота, входящая в состав хромосом. Органоид клетки, на котором происходит синтез белка. Окруженная оболочкой часть клетки, содержащая хромосомы. |
|
Ответ:
хлоропласт 2. транспортная 3. водородная 4. нуклеотид 5. матричная 6. урацил 7. рибоза 8. аденин 9. днк 10. рибосома 11. Ядро
