Конспект 2-х уроков по биологии в 10 «Б» классе.

Тема: Нуклеиновые кислоты. АТФ.

Цель: Ознакомить учащихся со строением и функциями нуклеиновых кислот.
Задачи:

-         Ввести понятие нуклеиновых кислот, их состава, функций, познакомить с азотистыми основаниями и пространственной организацией ДНК и РНК, основными видами РНК.

-         Развитие воображения, логического мышления, внимания и памяти.

-         Воспитание правильного поведения на уроке, профориентация.
Методы и методические приемы: рассказ с элементами беседы, демонстрация.
Оборудование: рисунки учебника, таблицы, модель ДНК, доска.
Используемая литература: учебники Ю.И. Полянского, Д.К. Беляева, А.О. Рувинского;  «Основы цитологии» О.Г. Машановой, «Биология» В.Н. Ярыгиной, «Гены и геномы» Сингер и Берг.



План урока:

I.                   История изучения нуклеиновых кислот.

II.                Строение и функции.

1.     Состав, нуклеотиды.

2.     Принцип комплиментарности.

3.     Структура ДНК.

4.     Функции.

III.             Репликация ДНК.

IV.            РНК – состав, строение, виды, функции.

V.               АТФ – строение и функции.


Ход урока.

Опрос.

-         Почему белковую молекулу называют биополимером? (состоит из мономеров – аминокислот)

-         Чем характеризуется первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белка? Какие связи поддерживают каждый уровень?

-         Чем обусловлено многообразие белков в природе?

-         Сколько пептидов длиной 5 аминокислот можно составить, если есть 3 аминокислоты (А,Б,С)? 

-         До какого уровня денатурация обратима?

-         Назовите 10 функций белков.
Запишите тему сегодняшнего урока : Нуклеиновые кислоты. Кто может сказать какие существуют НК и какова их основная функция? (ДНК, РНК, хранение и передача наследственной информации)

I.                 
История изучения.

Сегодня почти каждый знает, что такое ДНК и зачем она нужна, но так было, естественно не всегда. Люди, изучая наследование признаков, не знали, какое именно вещество несет информацию.

Впервые ДНК была выделена в 1869 году Фридрихом Мишером, но этому веществу не было придано должного значения. В 1928 году Грифитс проводил опыты на пневмококке и пришел к странным выводам: он обнаружил, что непатогенных бактерий можно превратить в патогенных посредством введения какого-то вещества, которое содержится в клетках и его можно оттуда извлечь. Решение этому курьезу было найдено только через 15 лет.

В то время, когда на планете бушевала вторая мировая война, и на полях ее сражений решались судьбы человеческой цивилизации, в тиши лабораторий Эвери и Мак Карти решали судьбу самого человечества. Естественно, они об этом даже не подозревали. Но именно ими тогда было показано, что полимерными молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты, т. е. химически очищенным веществом, впервые полученным еще в конце прошлого столетия Мишером, можно передавать наследственные признаки. Вещество является материальным носителем наследственности!!!

Тогда это было сделано на микроорганизмах. Но иллюзий, что такое возможно только для них, уже не питал никто. И когда Уотсон и Крик выбрали для расшифровки пространственной структуры именно ДНК – они знали что делали.  

В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик создали пространственную модель молекулы ДНК (показать модель). За эту самую модель они получили Нобелевскую премию. В чем важность этого открытия и что оно за собой повлекло?

II.                Запишите: Строение ДНК.

1.     Нуклеиновые кислоты являются высокомолекулярными нерегулярными полимерами. Что это значит? Каков их элементарный состав? (C,H,O,N,P) Их мономеры – нуклеотиды – сложные вещества, состоящие из:

-         азотистого основания

-         углевода

-         остатка фосфорной кислоты

Какой углевод входит в состав ДНК и РНК? Сколько атомов углерода в нем?

  Мономеры соединяются между собой через пентозу в С₃ положении и остаток фосфорной кислоты с помощью фосфорной диэфирной связи.

Азотистое основание ---- пентоза (у РНК - рибоза, у ДНК - дезоксирибоза) ---- остаток фосфорной кислоты. Нарисуйте в тетради:



2.     В природе существует всего 5 типов нуклеотидов, т.е. всего 5 типов азотистых оснований входит в состав нуклеиновых кислот. В ДНК это аденин (А), Гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). В РНК вместо тимин – урацил (У). Основания принято обозначать первой буквой их названия.

Основания способны соединяться попарно А-Т(У), Г-Ц.

Они комплиментарные, т.е. дополняют друг друга. А-Т связаны двумя водородными связями, а Г-Ц – тремя (показать на таблице)


3.     Нуклеиновые кислоты подобно белкам имеют первичную структуру – последовательность нуклеотидов. Расположение нуклеотидов важно, так как задает последовательность аминокислот в кодируемых белках. Вторичную структуру – две комплиментарные цепи, и третичную – пространственную структуру, которую и установили Уотсон и Крик.

Запишите : Структура ДНК- двухцепочная правозакрученная спираль, один виток которой –10 нуклеотидов, а расстояние между нуклеотидами 0.34 нм. Цепи направлены в противоположные стороны- антипараллельны:
 

4.ДНК – уникальнейшие молекулы в природе, благодаря которым возможно хранение, передача, и воспроизведение наследственной информации в разных поколениях клеток, организмов, видов и т.д.

А где хранится ДНК в клетке эукариот и прокариот?


III.             Перед делением ДНК должно удвоиться, для того чтобы каждая клетка получила точно такую же генетическую информацию, какая была в исходной клетке. В какой фазе клеточного цикла это происходит?

Две цепи исходной молекулы расходятся, потому что разрываются слабые водородные связи между азотистыми основаниями. Каждая цепочка служит матрицей для новой (нарисовать на доске). Сборка идет по принципу комплиментарности А-Т, Г-Ц. Такой способ называется полуконсервативным.
IV.            РНК.

Информация, хранящаяся в ДНК должна реализоваться в виде белков. Для этого служит РНК – переносит информацию о последовательности аминокислот в белках, т.е. от хромосом к месту синтеза белков и участвует в синтезе.

Назовите 2 структурных отличия РНК от ДНК?

Существует три типа РНК – это информационная (матричная) и-РНК, транспортная т-РНК и рибосомная р-РНК.

Все три типа синтезируются непосредственно на ДНК.

 

Тип РНК	Функция	%, размер
Р-РНК	Соединяясь с белками образует рибосомы	80%, 3-5 т.п.н.
Т-РНК	Переносит аминокислоты к месту синтеза белков	15%, 80 нуклеотидов
И-РНК	Переносит информацию о последовательности аминокислот от ДНК к рибосомам.	3-5%, зависит от длины участка на котором синтезирован 300-30000 нуклеотидов

 

V.               АТФ.

Аденозинтрифосфорная кислота. Универсальный биологический аккумулятор энергии. Высококалорийное клеточное «топливо». Содержит 2 макроэргические связи . Макроэргическими называются соединения, в химических связях которых запасена энергия в форме, доступной для использования  в биологических процессах.

Строение:
Аденин              углевод           
à АДФ + энергия + 1 молекула Н3РО4

à АМФ + энергия + 1 молекула Н3РО4
Домашнее задание – параграф 4, заполнить таблицу.