Урок на тему: Нуклеїнові кислоти

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКУ

Біологія 9 клас

(За підручником Соболь В. І.)

Тема: Нуклеїнові кислоти.

Мета: Формувати в учнів знання про нуклеїнові кислоти як найважливіші сполуки, що зумовлюють існування всіх живих організмів; ознайомити учнів зі складом і будовою нуклеїнових кислот; Розкрити сутність понять РНК,; розвивати пам’ять, увагу, логічне мислення, уміння порівнювати та узагальнювати, систематизувати набуту інформацію; виховувати розуміння цінності всіх живих організмів і природи в цілому, формувати науковий світогляд, інтерес до предмета.

Обладнання й матеріали: підручник, робочий зошит, презентація

Базові поняття й терміни: нуклеїнові кислоти, нуклеотиди, ДНК, РНК, рибоза, дезоксирибоза, аденін, тимін, урацил, цитозин, гуанін

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Хід уроку

1. Організаційних момент.

Привітання вчителя і учнів. Побажання гарного настрою, позитивного спілкування, активної роботи.

Перевірка готовності класної кімнати і учнів до уроку. Перевірка присутніх.

2. Мотивація навчальної діяльності.

Однією із важливих характеристик живих організмів є здатність до розмноження.

При розмноженні, кожен нащадок отримує від батьків певну спадкову інформацію. Цю функцію, передачі спадкової інформації, виконують хімічні речовини і ці речовини називаються нуклеїнові кислоти. Отже, тема нашого уроку – «Нуклеїнові кислоти». Запишіть будь ласка в робочих зошитах тему уроку.

3. Засвоєння нового матеріалу.

3.1. Розповідь вчителя

Нуклеїнові кислоти (слайд 3) — найважливіші органічні сполуки, що зумовлюють можливість існування й розвитку всіх живих організмів. Вони відіграють головну роль у збереженні й реалізації генетичної інформації. Нуклеїнові кислоти були відкриті в середині 60-х рр. ХІХ ст. швейцарським ученим Ф. Мішером (слайд 4). Вивчаючи склад деяких клітин, він виявив невідому речовину біологічного походження, що істотно відрізнялася від відомих на той час білків, жирів і вуглеводів. Учений назвав цю речовину нуклеїном, оскільки виділив її з ядра клітини (слайд 5). Хімічний склад нуклеїнових кислот остаточно було встановлено лише наприкінці 30-х рр. ХХ ст., а їхній склад — значно пізніше, ученими Д. Вотсоном і Ф. Кріком, за що в 1953 р. вони були нагороджені Нобелівською премією.

Нуклеїнові кислоти (слайд 6) — це біополімери, макромолекули яких складаються з багаторазово повторюваних ланок — нуклеотидів (слайд 7).

Залежно від виду пятикарбонового сахариду (пентози), розрізняють два типи нуклеїнових кислот (слайд 8):

• дезоксирибонуклеїнові кислоти (скорочено ДНК) — молекула ДНК містить п'ятикарбовновий сахарид — дезоксирибозу.
• рибонуклеїнові кислоти (скорочено РНК) — молекула РНК містить п'ятикарбоновий сахарид — рибозу.

Є відмінності і в нітрогеновмісних основах, що входять до складу нуклеотидів ДНК і РНК.
Нуклеотиди ДНК: А — аденін, Г — гуанін, Ц — цитозин, Т — тимін.
Нуклеотиди РНК: А — аденін, Г — гуанін, Ц — цитозин, У — урацил

Вторинна структура молекул ДНК і РНК (слайд 9)

Вторинна структура — це форма молекул нуклеїнових кислот.
Просторова структура молекули ДНК була змодельована американськими вченими Джеймсом Уотсоном і Френсісом Криком у 1953 р
Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) — складається з двох спірально закручених ланцюгів, які по всій довжині сполучаються один з одним водневими зв'язками. Таку структуру (властиву тільки молекулам ДНК), називають подвійною спіраллю. Кожен «крок» подвійної спіралі ДНК становить 3,4 нм, і містить 10 пар нуклеотидів.

Рибонуклеїнова кислота (РНК) — лінійний полімер, що складається з одного ланцюга нуклеотидів.

Винятком є віруси, у яких зустрічаються одноланцюгові ДНК і дволанцюгові РНК.

Зверніть увагу! Довжина одного нуклеотиду становить 0,34 нм.

Середня молекулярна маса одного нуклеотиду дорівнює 345 а.о.м.

 Найважливішим процесом, що відбувається в усіх клітинах, є синтез білків. Інформація про послідовність амінокислот, що складають первинну структуру білка, є у ДНК. Молекули ДНК в основному містяться в ядрах клітин (ядерна ДНК), невелика кількість ДНК міститься у мітохондріях і пластидах (позаядерна ДНК).

Будова ДНК (слайд 10)

ДНК — полінуклеотид. Кожен нуклеотид (мономер) ДНК містить:

п'ятикарбонову сахарозу — дезоксирибозу;

залишок ортофосфатної кислоти,

одна з чотирьох нітрогеновмісних основ: аденін, гуанін, цитозин і тимін.

Молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) складається з двох спірально закручених ланцюгів. Ланцюги у молекулі ДНК протилежно спрямовані. Основа ланцюгів ДНК утворюється сазарозо — ортофосфатними залишками, а нітрогеновмісні основи одного ланцюга розташовуються у певному порядку навпроти нітрогеновмісної основи іншого ланцюга (правило комплементарності).

Зверніть увагу! Навпроти аденіну одного ланцюга завжди розташовується тимін іншого ланцюга, навпроти гуаніну — цитозин.

Між аденином і тиміном завжди виникають два, а гуаніном і цитозином — три водневі зв'язки.

Пара А — Т сполучена двома водневими зв'язками, а пара Г — Ц — трьома         ( слайд 11).

Таким чином, пари нуклеотидів аденін і тимін, а також гуанін і цитозин чітко відповідають один одному і є комплементарними один одному. Знаючи послідовність розташування нуклеотидів в одному ланцюгу ДНК, за принципом комплементарності можна встановити нуклеотиди іншого (другого) ланцюга.

Співвідношення кількості нуклеотидів різних типів і нітрогеновмісних основ у молекулі ДНК визначає правило Чаргаффа (правило комплементарності) (слайд 12).

У молекулі ДНК кількість аденіну дорівнює кількості тиміну, а кількість гуаніну — кількості цитозину: А = Т, Г = Ц.

Біологічна роль ДНК (слайд 13).

    ДНК є носієм генетичної інформації, записаної у вигляді нуклеотидної послідовності за допомогою генетичного коду. З молекулами ДНК зв'язані дві основоположні властивості живих організмів — спадковість і мінливість. У ході процесу, що називається реплікацією ДНК, утворюються дві копії початкового ланцюжка, які успадковуються дочірніми клітинами при поділі. Клітини, що утворилися таким чином, будуть генетично ідентичними. Генетична інформація, потрібна для життєдіяльності клітини, зчитується при експресії генів. У більшості випадків вона використовується для біосинтезу білків у процесах транскрипції (синтезу молекул РНК на матриці ДНК) і трансляції (синтезу білків на матриці РНК).

Будова РНК

Рибонуклеїнова кислота (РНК) (слайд 14) — лінійний полімер, що має один ланцюжок нуклеотидів. Мономери (нуклеотиди) РНК складаються з п'ятикарбонового моносахариду — рибози, залишку ортофосфатної кислоти і нітрогеновмісної основи.

Утворення полімеру РНК (слайд 15) відбувається (також само, як і у ДНК) завдяки ковалентним зв'язкам між рибозою і залишком ортофосфатної кислоти сусідніхнуклеотидів.
 

Виділяють такі три основні типи РНК: іРНК/мРНК, тРНК, рРНК (слайд 16).

Інформаційна (або матрична) РНК (іРНК, або мРНК) — це довга лінійна одноланцюгова молекула (вигляд), яка несе в собі інформацію про послідовність амінокислот у молекулі білка. У прокаріотів вона утворюється в процесі транскрипції й одразж залучається до біосинтезу білка. В еукаріотичних організмів іРНК утворюється в процесі транскрипції в ядрі у вигляді попередника, який потім «дозріває» також у ядрі. Потім вона доставляється до цитоплазми для здійснення біосинтезу білка.

іРНК може міститься в цитоплазмі, ядрі, мітохондріях, хлоропластах, утворювати з рибосомами комплекс – полісому (місце знаходження).

Вміст іРНК у клітині – близько 5 % (вміст у клітині).

Кількість нуклеотидів коливається від 300 до 30 000, що залежить від складності гена (розміри).

Основні функції іРНК – перенесення генетичної інформації від ДНК до рибосом та безпосередня участь у синтезі білкових молекул (функції).

Деякі мРНК живуть зовсім недовго: вони руйнуються клітиною за кілька хвилин після утворення, і з них встигає «зчитатися» лише зовсім небагато білкових молекул. Інші живуть кілька годин. Деякі мРНК можуть зберігатися в неактивному стані упродовж кількох днів або навіть тижнів, допоки вони не знадобляться клітині. Регуляція роботи мРНК складна та різноманітна.

Рибосомні РНК (рРНК) входять до складу рибосом про- та еукаріотичних клітин (місце знаходження). Як ви пам’ятаєте, рибосоми — це маленькі комплекси з молекул рибосомальних білків і РНК, що беруть участь у процесі біосинтезу молекули білка. До складу рибосоми входить кілька різних молекул рРНК. Рибосоми складаються з двох субодиниць — великої й малої. «Основа» рибосоми цілком побудована з рибосомальних РНК, а білки слугують зовнішньою «декорацією». Насправді роль білків рибосоми полягає переважно в стабілізації рРНК. Тобто, рРНК мають складну форму, утворюють комплекси з білками (вигляд). рРНК синтезується в ядерці.

Молекули рРНК становлять до 80 % усієї РНК клітини (вміст у клітині), містять 3 – 5 тисяч нуклеотидів (розміри) і разом з білками забезпечують певне розташування іРНК і тРНК під час синтезу білкової молекули (функції).

рРНК не лише універсальні, а й досить консервативні (незмінні): відмінності в нуклеотидних послідовностях рРНК різних  рганізмів дуже повільно накопичуються в процесі еволюції. Ці закономірності дають змогу ученим використовувати порівняння послідовностей рРНК різних організмів для встановлення еволюційних зв’язків між царствами живої природи.

Транспортні РНК (тРНК) становлять близько 15 % усієї РНК клітини (вміст у клітині). Ці молекули містяться в цитоплазмі, мітохондріях і хлоропластах (місце розташування), складаються з 70 – 90 нуклеотидів (розміри).

Основна функція тРНК – перенесення амінокислот до рибосом, на яких відбувається синтез білкових молекул (функції). Кожен вид тРНК є високо специфічним, тобто переносить тільки конкретну амінокислоту. Транспортна РНК має вторинну структуру, що підтримується водневими зв’язками і формою нагадує трилисник конюшини (вигляд). Потім цей трилисник завдяки некомплементарним взаємодіям згортається ще раз і набуває Г-подібної форми. Саме в такій формі тРНК й існує в клітині. Біля верхівки «листка» містяться три нуклеотиди, які відповідають певній амінокислоті за генетичним кодом. Вони називаються антикодоном. А з протилежного боку, біля основи молекули тРНК, є ділянка, до якої приєднується амінокислота. Окрім того є ділянка, що приєднує фермент та ділянка приєднання до рибосоми.

4. Узагальнення і систематизація знань

4.1. Робота в зошиті

Для того щоб краще засвоїти та систематизувати вивчений матеріал пропоную вам попрацювати в зошитах.За допомогою таблиці порівняйте ДНК і РНК у робочому зошиті та сформулюйте висновок про причини відмінностей.

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДНК І РНК (слайд 17-18)

4.2.Тестові завдання (слайд 19-20)

1. Мономерами ДНК і РНК є:

а) амінокислоти, б) нітратні основи, в) нуклеотиди.

2. Назвіть пентозу, що входить до складу РНК:

а) рибоза, б) дезоксирибоза, в) глюкоза.

3. Т-РНК виконує функцію:

а) формування рибосом, б) транспортну, в) перенесення спадкової інформації.

4. Назвіть нітратну основу, комплементарну Гуаніну:

а) Аденін, б) Тимін, в) Цитозин, г) Урацил.

5. Назвіть нітратну основу, що не входить до складу РНК:

а) Аденін, б) Тимін, в) Цитозин, г) Урацил, д) Гуанін.

6. Кількома водневими зв’язками сполучена пара Г-Ц ?

а) 3;    б) 2;    в) 1;

7. Укажіть структуру, до складу якої входить тиміновий нуклеотид?

а) т-РНК;   б) ДНК;    в) р-РНК;

8. Укажіть функцію, яку не виконують нуклеїнові кислоти в живій клітині:

а) збереження генетичної інформації;

б) участь у синтезі білків;

в) самовідтворення.

9. Мономери РНК складаються з рибози, залишку ортофосфатної кислоти і … .

а) нітрогеновмісної основи;

б) азотистої основи;

в) ортофосфатної групи.

10. Виберіть правильне твердження

а) А=Ц;              б) А= Г;             в) А=Т.

5. Підбиття підсумків уроку (слайд 21).

Технологія «Незакінчені речення»

Учні працюють з відкритими реченнями, наприклад:

— На сьогоднішньому уроці для мене найважливішим відкриттям було…

— Урок важливий, тому що…

— Мені сподобалося…

— Мені не сподобалося…

— Від наступного уроку я чекаю…

6. Повідомлення домашнього завдання

На домашнє завдання вам буде вивчити параграф 9, ст. 36; запам’ятати основні терміни і поняття з параграфа.