Урок ''Нуклеїнові кислоти. Роль нуклеїнових кислот як носія спадкової інформації''

Урок № 8

Тема:Нуклеїнові кислоти. Роль нуклеїнових кислот як носія спадкової інформації.

Мета уроку:

Освітня. Формувати в учнів знання про нуклеїнові кисло­ти як найважливіші сполуки, що зумовлюють існування всіх живих організмів; ознайомити учнів зі складом і будовою нуклеїнових кислот;

Розвиваюча. Розвивати уміння логічно мислити, спостерігати та робити відповідні висновки,сприяти розвитку вміння долати труднощі, розвивати пізнавальні можливості, самостійність, самовдосконалення, увагу, пам’ять, формувати оптимальний харчовий раціон; формувати уявлення про матеріальну єдність світу, діалектичні положення про організацію речовини «від простого до складного» на при­кладі нуклеїнових кислот; показати біологічну роль нуклеїнових кислот.

Виховна. Виховувати матеріалістичні погляди та уявлення про спадковий зв’язок живої і неживої природи на основі єдності хімічного складу. 

  Тип уроку:  комбінований.

Методи і методичні прийоми:

1. Інформаційно- рецептивний:

а) словесний: розповідь-пояснення, опис, бесіда,   робота з підручником та м\медійною дошкою;

б)наочний: ілюстрація, демонстрація, ТЗН.

в) практичний: виконання лабораторної роботи.

Прийоми навчання:   : виклад інформації, пояснення, активізація уваги та мислення, одержання з тексту та ілюстрацій нових знань, робота з роздатковим матеріалом.

2. Репродуктивний. 

Прийоми навчання: подання матеріалу в готовому вигляді, конкретизація і закріплення вже набутих знань.

3. Проблемно-пошуковий: постановка проблемного питання.

Прийоми навчання: постановка взаємопов’язаних проблемних запитань, активізація уваги та мислення.

4.Візуальний: складання схематичних малюнків.

5.Сугестивний: застосування різних видів мистецтва

6.Релаксопедичний: психологічне розвантаження.

Міжпредметні зв ́язки:  хімія, екологія, основи здоров’я.

Матеріали та обладнання: 

Презентація,  підручник для 9 класу «Біологія», «Робочий зошит» до підручника для 9 класу, фотографії, схеми, малюнки, що дозволяють ілюструвати структуру, функції та різно­манітність нуклеїнових кислот.

Основні поняття та терміни:  нуклеїнові кислоти, ДНК, РНК, нуклеотид, полінуклеотидний ланцюг. 

 

                                                  Хід уроку                                                     

                                    1.Організаційний етап

1.1. Привітання.

1.2. Перевірка готовності класного приміщення до уроку.

1.3. Перевірка готовності учнів до уроку.

1.4. Перевірка присутності учнів: кількість за списком ____, кількість присутніх на уроці ___, відсутніх ___.

                           2. Перевірка домашнього завдання

Бесіда

За яким критерієм ліпіди були об’єднані в одну групу?

Чим визначаються властивості жирів?

Як структура фосфоліпідів пов’язана з їхніми функціями?

У чому полягає енергетична функція жирів?

Завдяки яким своїм властивостям жири виконують терморегуля­торну функцію?

Чи можна налити в склянку ендогенну воду, що утворилася при окисненні жирів?

Які регуляторні функції можуть виконувати ліпіди?

                     3. Мотивація навчальної діяльності

3.1.Слово вчителя

Відомо, що однакові організми складаються з однакових білків. При 
цьому організми різних видів містять дуже подібні білки. Наприклад, 
сироватковий альбумін свині, корови та людини однакові як за складом, 
так і за будовою. Крім того, організми дітей за білковим складом є такими 
самими, як і у батьків. 

«Мозковийf штурм»

—      Як ви вважаєте, яким чином досягається передача інформації про 
білки від батьківського організму до дитячого та чому при великому      розмаїтті видів майже всі види складаються практично з однакових речовин? 
(Заслуховуються всі пропозиції учнів). 

3.2.Фронтальна бесіда

1.   Які групи атомів і типи зв’язків найбільш характерні для біль­шості білкових молекул?
2.   Яка структура зумовлює специфічну біологічну активність біл­кової молекули?

                   4. Повідомлення теми, мети і завдань уроку  

4.1. Повідомлення теми уроку. «Нуклеїнові кислоти. Роль нуклеїнових кислот як носія спадкової інформації.»

4. 2. Формулювання учнями самостійно мети і визначення завдань уроку. Учитель записує їх на дошці та коригує пропозиції учнів.

Завдання уроку:

Ознайомитися нуклеїновими кислотами та з’ясувати їх роль ,як носія спадкової інформації.

                                     5.Засвоєння нового матеріалу

                                              Розповідь учителя

    Нуклеїнові кислоти — найважливіші сполуки, що обумовлюють 
можливість існування й розвитку всіх живих істот. Вони відіграють 
основну роль у збереженні та реалізації генетичної інформації.

        Молекули ДНК мають значно більшу молекулярну масу. 
Нуклеїнові кислоти уявляють собою природні високомолекулярні 
сполуки, набагато складніші, ніж білки та полісахариди.
Нуклеїнові кислоти — 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 pp. XIX ст. швейцарським ученим Ф. Мішером. 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. Хімічний склад нуклеїнових кислот остаточно було встановлено лише наприкінці 30-х pp. XX ст., а їх­ній склад — значно пізніше, ученими Д. Вотсоном і Ф. Кріком, за що в 1953 р. вони були нагороджені Нобелівською премією.

Нуклеїнові кислоти — це біополімери, макромолекули яких складаються з багаторазово повторюваних ланок — нуклеотидів. Тому їх називають також полінуклеотидами.

     Розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеї­нові кислоти (ДНК), що зберігають генетичну інформацію, і рибо­нуклеїнові (РНК), які беруть участь у процесах передачі генетичної інформації та біосинтезі білка в клітинах. Головна відмінність їх­нього хімічного складу полягає в тому, що в молекулах ДНК міс­титься залишок вуглеводу дезоксирибози, а в молекулах РНК — рибози. Це відбито в їхніх назвах.

    Нуклеїнові кислоти — природні високомолекулярні сполуки, набагато складніші, ніж білки й полісахариди. Молекулярна маса нуклеїнових кислот коливається від 100 тисяч до 60 мільярдів

Молекули ДНК — найбільші за розмірами молекули серед усіх відомих, їхня довжина може сягати кількох сантиметрів, що в 10 млн разів більше за розміри звичайних молекул. У клітинах вони багаторазово згорнуті, але якщо молекулу ДНК однієї лише клітини людини розгорнути в довжину, то вона становитиме лан­цюжок завдовжки кілька метрів. Це свідчить про складність бу­дови молекул нуклеїнових кислот. Утім, головний принцип їхньої будови дуже простий. Ланцюжки нуклеїнових кислот складаються з постійно повторюваних ланок — нуклеотидів, специфічне повто­рення яких і зумовлює запис спадкової інформації.

Нуклеотид — структурна ланка нуклеїнових кислот — має три складові:

•      азотисту основу — піримідинову (урацил, цитозин) або пурино­ву (аденін, ізанін);

•      моносахарид — рибозу або 2-дезоксирибозу;

•      залишок фосфатної кислоти.

Нуклеотид — фосфорний естер нуклеозиду. До складу нуклео- зиду входять два компоненти: моносахарид (рибоза або дезоксири­боза) і азотиста основа.

У молекулах ДНК наявні чотири головні типи нітрогеновміс- них основ: аденін, гуанін, цитозин і тимін. До складу РНК замість тиміну входить подібний до нього за будовою урацил.

Нуклеотиди, з’єднуючись один з одним, утворюють полінуклеотидний ланцюг. Молекули РНК складаються з одного такого ланцюга, а молекули ДНК — з двох полінуклеотидних ланцюжків. Ці ланцюжки сполучаються між собою водневим зв’язком у чіт­кій послідовності: тимін з одного ланцюжка — лише з аденіном з протилежного, а цитозин — включно з гуаніном.

    З’єднавшись, два полінуклеотидні ланцюжки згор­таються в спіраль, тобто молекула ДНК стає подвій­ною спіраллю. У клітинах живих істот молекули ДНК з’єднуються з особливими, ядерними, білками, багаторазово згортаються й утворюють хромосоми.

    Макромолекула ДНК являє собою два паралель­ні нерозгалужені полінуклеотидні ланцюги, закру­чені навколо загальної осі в подвійну спіраль.

    Така просторова структура втримується безліч­чю водневих зв’язків, утворених азотистими осно­вами, спрямованими всередину спіралі.

    Водневі зв’язки виникають між пуриновою осно­вою одного ланцюга й піримідиновою основою іншо­го ланцюга. Ці основи становлять комплементарні пари (від лат. complementum — «доповнення»).

    Утворення водневих зв’язків між комплемен­тарними парами основ зумовлено їхньою просторо­вою відповідністю. Піримідинова основа компле­ментарна пуриновій основі:

ТИМІН (Т) комплементарний АДЕНІНУ (А),

ЦИТОЗИН (Ц) комплементарний ГУАНІНУ (Г).

Здатність ДНК не лише зберігати, але й використовувати гене­тичну інформацію визначається такими її властивостями:

молекули ДНК здатні до реплікації (подвоєння), тобто можуть забезпечити можливість синтезу інших молекул ДНК, ідентич­них вихідним;

молекули ДНК можуть цілком точно й визначено спрямовувати синтез білків, специфічних для організмів певного виду.

                       6.Узагальнення і закріплення знань

    В організмі людини міститься величезна кількість білків, ко­жен з яких виконує специфічну функцію. При цьому функціональ­ні можливості та спеціалізація кожного з них визначається будовою й розташуванням у їхніх молекулах амінокислот.

    Інформація про амінокислотну послідовність кожного білка, що синтезується в ор­ганізмі, закодована в молекулах ДНК.

    Нуклеїнові кислоти — головні дійові особи в синтезі білків. Усе, що потрібно клітині для життя, запрограмовано на ділянках молекул ДНК — генах. Записана в генах інформація реалізується молекулами РНК. На молекулі ДНК синтезується молекула інфор­маційної РНК. На молекулі інформаційної РНК, як на матриці, синтезується молекула певного білка, а окремі молекули амінокис­лот для синтезу постачаються транспортною РНК.

    Кількість ізомерних пептидів різко зростає зі збільшенням кількості неоднакових а-амінокислот, що беруть участь у їхньо­му утворенні. У живому організмі біосинтез поліпептидів (білків) із заданою природою послідовністю а-амінокислотних залишків спрямовують дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК). Безпосеред­ньо його здійснюють рибонуклеїнові кислоти (РНК інформаційні, транспортні, рибосомні) та ферменти.

    Для синтезу поліпептидів, що містять велику кількість аміно­кислотних залишків, потрібна значна кількість реакцій, що су­проводжуються операціями з виділення й очищення продукту на кожній стадії. У класичному синтезі це поєднано не лише з велики­ми витратами часу, але й із утратами речовини, тому в результаті експерименту вдається одержати лише мізерні кількості кінцевого продукту.

    Для розв’язання цих проблем було запропоновано твердофазовий синтез пептидів на полімерній матриці. Наразі створено авто­матизовані прилади (синтезатори), які в запрограмованій послі­довності здійснюють усі необхідні операції. Якщо в класичному синтезі для приєднання однієї амінокислоти потрібні дні й навіть тиждень, то умови твердофазового синтезу дозволяють приєднува­ти шість амінокислот за добу.

                      7.Підбиття підсумків уроку, рефлексія

1. До якого класу органічних сполук можна віднести нуклеїнові кислоти? 
2. Чому ДНК та РНК називають кислотами? 
3. Назвіть чотири відмінності в будові ДНК та РНК. 
4. Чи можна зобразити молекулу ДНК якоюсь певною формулою — так, 
як записують формули полімерів? 
5. Що є первинною структурою нуклеїнових кислот? 
6. Що є вторинною структурою ДНК? За рахунок чого вона утворю-ється? 
7. Порівняйте будову ДНК з будовою білків. 
 

Рефлексія

На уроці Я…

– дізнався…

– зрозумів…

– навчився…

– найбільший мій успіх – це…

– найбільші труднощі я відчув…

– я не вмів, а тепер умію…

– я змінив своє ставлення до …

– на наступному уроці я хочу…

8.Інформування учнів про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання.                     

8.1. Завдання для всього класу

Підручник _______________________________________________________________

8.2. Індивідуальне завдання.