Нуклеїнові кислоти. Біологія 9 клас

 

  Нуклеїнові кислоти, їх склад, будова. Біологічна роль нуклеїнових кислот .

 

                                                 Підготувала учитель біології

                                                 Плугатарської ЗОШ І – ІІІ ступенів

                                                 Бовкун Ірина Миколаївна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема.   Нуклеїнові кислоти, їх склад, будова .  Біологічна роль нуклеїнових кислот .

Мета:

1.Ознайомити із різноманіттям і функціями нуклеїнових кислот, проаналізувати особливості будови нуклеїнових кислот, звернути увагу на значення їх для життєдіяльності живих організмів.

2.Розвивати вміння логічно мислити та знаходити зв’язки між особливостями будови і функціями біологічних молекул.

3.Виховувати розуміння значення нуклеїнових кислот для живих організмів.

Тип уроку:   вивчення нового матеріалу.

Форми роботи:   навчальна лекція,   фронтальна робота з класом,

евристична бесіда.

 Обладнання: схеми: «Будова ДНК та РНК»,   картки – завдання, модель просторової структури ДНК,  мультимедійна презентація, тести, задачі.

Базові поняття й терміни: нуклеїнові кислоти, ДНК, РНК, нуклеотид, нуклеозид, аденін, гуанін, цитозин, тимін, урацил, реплікація, транскрипція.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, основні компетентності у природничих науках , інформаційно – цифрова компетентність, математична компетентність, уміння вчитися впродовж життя.

                                                      “Мистецтво бути мудрим                  

                                                        полягає в умінні знати, на

                                                       що слід звернути увагу” 

                                                                                 (В. Джомс)

 

 Хід уроку:

І . Актуалізація опорних знань.

1. Доповнити схему: «Органічні та неорганічні речовини живого».

 

     2.Біологічна розминка. Гра «Дай відповідь».

1. Назвати органічні речовини, які входять до складу живого організму.

2. Найменша частинка живих істот, або організма в цілому.

3. Що називається білками? Як розділяють білки за будовою?

4. Який зв’язок залишків амінокислот у білках?

5. Назвати рівні просторової організації білків.

6. Назвати основні класи вуглеводів.

7. Які основні функції вуглеводів в організмах різних істот?

8. Пояснити: «метаболічна вода».

9. Які сполуки називають біополімерами (макромолекулами)? 

 

3.Установіть відповідність (робота у групах)

1. Молочний цукор, має у своєму             А. Пентози

складі глюкозу і галактозу.                        Б.  Глюкоза

2. Складається із залишків глюкози          В. Сахароза

і фруктози. Міститься в насінні,                Г.  Лактоза

ягодах, коренях, плодах.

3. Первинне джерело енергії для клітин.

4.У ланцюзі моносахаридів містить 5

атомів Карбону, входить до складу РНК

та ДНК (рибоза та дезоксирибоза).

 

ІІ.   Мотивація навчальної діяльності.

Пригадайте, які органічні речовини входять до складу живих організмів? Ми вже вивчили білки, жири, вуглеводи. Сьогодні познайомимося з  найважливішими органічними речовинами,  що зумовлюють можливість існування всіх живих організмів. Ми будемо вивчати нуклеїнові кислоти. Ці речовини вам знайомі з курсу біології, тож, надіюся на вашу допомогу.

 

 ІІІ.  Вивчення нового матеріалу (показ слайдів презентації)

1. Історія відкриття нуклеїнових кислот

    НК було відкрито в середині 60-х років ХІХ швейцарським вченим 

Ф. Мішером.

У ядрах лейкоцитів він виявив невідому речовину, що істотно відрізнялася від всіх відомих на той час речовин. Оскільки речовину виділили з ядра (nucleus), речовини назвали нуклеїновими кислотами.

   І.Я. Горбачевський  (українець) вперше добув чисті НК у 90 – х роках

    ХІХ ст..

   Уотсон і Крік встановили структуру НК (1953р), за що отримали   Нобелівську  премію.

2. Визначення  нуклеїнових кислот

Нуклеїнові кислоти – це біополімери,  макромолекули яких складаються із численних нуклеотидів. Це речовини, які зберігають і відтворюють в організмах спадкову (генетичну) інформацію, а також беруть участь у синтезі білків.

3. Види нуклеїнових кислот

НК

  ДНК       РНК

Дезоксирибонуклеїнова кислота -    Рибонуклеїнова кислота 

міститься в ядрі, мітохондріях,   - Міститься в ядрі, мітохондріях,    пластидах                                                                                                      пластидах, цитоплазмі

  - носій спадкової інформації.   беруть участь у синтезі білка.

   4. Будова нуклеїнових кислот.

• НК набагато складніші за всі відомі вам речовини. М від 100 тис. до 60 млн.

Довжина молекули ДНК до кількох см. Це у 10 мільйонів разів більше за розмір звичайних молекул. Якщо розгорнути молекули ДНК лише 1 клітини, то утвориться ланцюжок довжиною кілька метрів завдовжки.

Молекули НК складаються із багатьох нуклеотидів.

• Будова нуклеотиду: ( Схема)

Кожен нуклеотид склдається їз залишків трьох молекул – нітрогеновмісної сполуки (азотиста основа),  вуглеводу (моносахаридиу) і ортофосфатної кислоти.

 

  

 

 Види  нітратних основ:     Види вуглеводів:

А – аденін       рибоза С₅Н₁₀О₅    Н₃РО₄

Г – гуанін       дезоксирибоза С₅Н₁₀О₄

Ц – цитозин

Т – тимін

У - урацил

 

  

Нуклеотиди сполучаються між собою, утворюючи ланцюги.

 

• Просторова будова молекул НК

Первинна структура молекули ДНК і РНК .

послідовність сполучення нуклеотидів у ланцюзі. Такий ланцюг називають полінуклеотидним . Зв’язки  виникають між вуглеводом одного нуклетиду  і фосфатною кислотою іншого.

 

Вторинна структура молекули ДНК.

подвійна спіраль, утворена двома полінуклеотидними ланцюгами, протилежно направленими і скрученими навколо спіральної осі. Залишки азотистої основи спрямовані всередину спіралі молекули ДНК. 

 Ланцюги утримуються один біля одного за допомогою водневих зв’язків  між залишками азотистих основ. Послідовність цих залишків в одному ланцюзі ДНК узгоджується з їх послідовністю в іншому. Приєднання азотистих основ відбувається за принципом компліментарності:

напроти А стає Т, напроти Г – Ц. Тому будь яка молекула ДНК містить однакову кількість  залишків молекул  аденіну і тиміну, я також гуаніну і цитозину. Правило Чаргаффа: А=Т, Т=Г

А….Т  два водневих зв’язки

Г…..Ц  три водневі зв’язки      

Діаметр спіралі = 2нм

Довжина одного нуклеотиду = 3,4нм.

Повний виток спіралі містить 10 пар нуклеотидів.

Третинна структура

Формується тільки у зв’язку з білками та слугує для більш компактного упакування ДНК в ядрі. (довжина ДНК =8см. Разом з білками утворює хромосоми)

Американський біохімік Дж. Уотсон  і англійський біофізик Ф. Крік у 1953 році розкрили будову ДНК  У 1962р їм було присуджено Нобелівську премію.

 

 

АТФ - універсальний хімічний акумулятор енергії в клітин і є

Аденін – рибоза – Ф  ~   Ф   ~    Ф

Кожен макроергічний зв’язок містить по 40 кДж

АТФ↔ АДФ + Ф + 40 кДж

АДФ ↔ АМФ + Ф + 40 кДж

 

5.Функції НК та біологічна роль у життєдіяльності організмів.

Як  передається генетична інформація?

1.          Ген – діляннка ДНК , що несе інформацію про будову одного поліпептидного  ланцюга (білка)

Кожна ДНК містить багато генів

 

  2.  Види РНК:

Функція РНК – здійснення синтезу білка

Залежно від функцій, які виконують РНК, розрізняють 3 типи цих сполук:

 

і –РНК (м – РНК) інформаційна, або матрична – копіює інформацію з ДНК;

т – РНК транспортна – транспортує амінокислоти до місця синтезу білка (найкоротші)

р – РНК рибосомальна (найбільша) утворює рибосому, бере участь у процесі синтезу білка.

 

3. Біологічна роль ДНК

ДНК   - збереження генетичної інформації

• Одиницею генетичної інформації є ген
• Ген – це фрагмент молекули ДНК, у якому закодована інформація про будову одного білку (закодована послідовність залишків молекул амінокислот у білку).
• Кодон (триплет) складається із 3 нуклеотодів;

 1 кодон видповідає 1 амінокислоті. А – Г – Ц – Т – Т – А -

               ^{триплет (кодон)}

 

6. Відтворення молекули ДНК (подвоєння або реплікація)

Реплікація - це процес матричного синтезу молекули ДНК на матриці – молекулі ДНК

Відбувається перед поділом клітини.

- водневі зв’язки між двома ланцюгами розриваються, відбувається роз’єднання ланцюгів;

• до кожного ланцюга за принципом компліментарності добудовується новий і формується подвійна спіраль; (А = Т, Г ≡  Ц )
• утворюється 2 нових  молекули ДНК, що мають ту ж саму генетичну інформацію, яка була в ДНК клітини до ділення.
• Принцип напівконсервативності – один ланцюг ДНК успадкований від материнської, а другий синтезований заново.

 

Задача1 :  ( реплікація). Робота із карточками.

ДНК І    ААА   ГЦА    ЦЦГ   ЦАГ   ГГГ   АГГ  ААА  ЦТТ  ТЦА  ЦАТ

         ІІ   ТТТ    ЦГТ    ГГЦ    ГТЦ   ЦЦЦ  ТЦЦ ТТТ   ГАА   АГТ  ГТА

 

 

7. Транскрипція  - синтез всіх видів РНК на  матриці ДНК

 - водневі зв’язки між двома ланцюгами розриваються, відбувається роз’єднання  ланцюгів;

• до кожного ланцюга за принципом компліментарності добудовується новий , але з’являються залишки молекул урацилу (замість тиміну), які розташовуються напроти аденіну.
• Синтезований ланцюг РНК виходить із ядра в цитоплазму, а ДНК знову з’єднується у подвійну спіраль.

 

Задача2 :   (транскрипція) Робота із карточками.

ДНК     ААА   ГЦА  ЦЦГ  ЦАГ  ГГГ  АГГ    ААА   ЦТТ  ТЦА  ЦАТ

І  РНК  УУУ   ЦТУ   ГГЦ   ГУЦ  ЦЦЦ УЦЦ  УУУ    ГАА  АГУ  ГУА

 

 

Закріплення набутих знань

1.Зробити порівняльну характеристику

   нуклеїнових кислот: ДНК та РНК.

          ( Робота у групах ). 

                                               

 2.Тести.

                                                                    4. Чітка відповідність нуклеотидів 1.Мономер нуклеїнових кислот:              у двох ланках ДНК:

А) амінокислота                                        А) комплементарність

Б) нуклеотид                                              Б) транскрипція

2. У ДНК відсутній:                                 5. У РНК відсутній:

А) цитозин                                                 А) цитозин

Б) аденін                                                     Б) аденін

В) тимін                                                      В) тимін

Г) урацил                                                    Б) гуанін

3. Здатність до самоподвоєння:            6. Кількість полінуклеотидних

А) реплікація                                              ланцюгів у молекулі ДНК:

Б) кодування                                               А) один

                                                                     Б) два

3.Задачі ( робота із карточками ).

Розв’язування задач на реплікацію, транскрипцію.

 

V.  Підведення  підсумків  уроку.

 

 VІ.  Домашнє завдання

1. Опрацювати матеріал параграфа 6, відповісти на запитання до нього.
2. Творче завдання. Підготувати повідомлення про значення нуклеїнових кислот.

  3.Задача 3 і 4: пр. роб №2  

  (підручник  Біологія 9 клас )