Урок "Типи РНК" для учнів 9 класу

Дата проведення 26.11.2021

Конспект уроку з біології 9 клас

Тема Реалізація спадкової інформації. Основні типи РНК

Мета: розглянути основні етапи реалізації спадкової інформації та ознайомити учнів з основними типами РНК клітин;

розвивати вміння логічно мислити та знаходити зв’язки між будовою біологічних структур і особливостями їх функціонування:

на прикладі процесів збереження та реалізації спадкової інформації виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів і їх важливості для існування життя.

Обладнання: презентація «Типи РНК»

Хід уроку.

Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності класу до уроку. Перевірка присутніх.

1. Актуалізація опорних знань

Давайте згадаємо попередній матеріал.

Що таке ген? (Ген (від грец. генос – рід, походження) – це ділянка ДНК, що містить інформацію про первинну структуру молекули білка або РНК і визначає можливість розвитку ознаки.)

Що таке геном? (геном – сукупність спадкової інформації у клітинах організму певного виду.)

Геном прокаріот представлений чим? (нуклеоїдом та плазмідами)

Що таке хромосома? (Хромосоми (від грец. хроматос – забарвлений, сома – тільце) – структури клітин еукаріотів, що забезпечують збереження, розподіл та передачу спадкової інформації.)

Що ви розумієте під поняттям каріотип? (Сукупність ознак подвійного (диплоїдного) набору хромосом (кількість хромосом, форма, розміри) називається каріотипом.)

Нагадайте мені, нуклеотид РНК складається з чого? (Нуклеотид РНК= фосфатний залишок + цукор (рибоза) + нітратні основи (гуанін = цитозин, аденін = урацил))

2. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності

Учитель:

– Нагадую, що ми продовжуємо вивчати збереження та реалізацію спадкової інформації. Наша сьогоднішня тема стосується видів РНК. Ми з вами згадаємо, що таке РНК і порівняємо їх види.

Нуклеїнові кислоти відкрив в 1868 році швейцарський учений Іоганн Фрідріх Мішер, який назвав ці речовини «нуклеін», оскільки вони були виявлені в ядрі (лат. nucleus). Пізніше було виявлено, що бактеріальні клітини, в яких немає ядра, теж містять нуклеїнові кислоти.

Значення РНК в синтезі білків було припущено в 1939 році в роботі Торберна Оскара Касперсона, Жана Брачета і Джека Шульца.

Щоб зрозуміти роль РНК варто зазначити, що РНК синтезуються в клітинах всіх клітинних живих організмів.

3. Повідомлення теми і мети уроку
4. Вивчення нового матеріалу

Розповідь вчителя з елементами бесіди

    Нуклеїнові кислоти – це лінійні біополімери, мономерами яких є нуклеотиди.  У живих організмах вони представлені рибонуклеїновими кислотами (РНК) та дезоксирибонуклеїновими кислотами (ДНК). У більшості випадків містять у своєму складі дезоксирибозу та одну з чотирьох основ – аденін (А), гуанін (Г), тимін (Т) або цитозин (Ц). Дві нитки ДНК з’єднані міжсобою водневими зв’язками , утвореними основами, які входять до складу нуклеотидів. Такі зв’язки  можуть утворювати лише певні пари: гуанін – із цитозином, а аденін – із тиміном. Водневі зв’язки між іншими компонентами нуклеотидів надають молекулі ДНК форму спіралі.

   Основна Функція ДНК – зберігання і відтворення спадкової інформації та передача її нащадкам. Здійснюється це завдяки процесам реплікації та транскрипції. У ході реплікації спеціальні білки-ферменти розплітають ДНК на одинарні нитки. Після цього інші ферменти на кожній з ниток добувають її дзеркальну копію, розміщаючи тимін навпроти аденіну, а гуанін – навпроти цитозину. Таким чином організм отримує дві однакові копії ДНК,які можна розподілити між дочірніми клітинами після поділу материнської клітини.

  Процес транскрипції відрізняється тим, що в цьому випадку розплітається лише невелика ділянка подвійної нитки ДНК і копія синтезується лише на одній з її половини. До того ж у цьому випадку відбувається синтез не ДНК, а РНК.

  Нуклеотиди РНК містять у своєму складі рибозу та одну з чотирьох основ — аденін (А), гуанін (Г), урацил (У), або цитозин (Ц). РНК в живих організмах виконує велику кількість функцій і поділяється на декілька типів. На відміну від ДНК, РНК частіше за все має вигляд одинарного ланцюга, але різні частини цього ланцюга можуть взаємодіяти між собою, утворюючи окремі дволанцюгові ділянки. Завдяки цьому молекула РНК може мати дуже складну просторову структуру. Крім того, вона часто утворює комплекси з білками (рибонуклеопротеїди).

Отже, виділяють такі три основні типи РНК: іРНК/мРНК, тРНК, рРНК.

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 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).

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).

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.

(учні заповнюють таблицю)

До речі, існують і інші види РНК. Наприклад,

Малі ядерні РНК утворюються та функціонують у ядрі. Вони беруть участь у процесі дозрівання матричної РНК.

Малі ядерцеві РНК беруть участь у дозріванні рибосомальної РНК.

Малі інтерферувальні РНК, мікроРНК і пiРНК — надзвичайно різноманітні за будовою та походженням молекули РНК. Вони залучені до процесу регуляції синтезу білка, а також забезпечують захист клітини від вірусів та інших шкідливих агентів.

5. Узагальнення та систематизація знань

Метод «Коло Ейлера»

Порівняйте ДНК та РНК

Визначаємо спільні та відмінні риси.

Спільне: нуклеїнові кислоти, мономер нуклеотид, що складається з трьох частин, приймають участь в поділі клітини….

Відмінне:

РНК – одноланцюгова, моносахарид – рибоза, Урацил, приймає участь в синтезі білка…

Днк – дволанцюгова, дезоксирибоза, в ядрі, пластидах, мітохондріях, зберігає і передає спадкову інформацію.

Розв’язання задач

Задача . Частковий і -РНК гена інсуліну має наступний склад: УУУ - ГУУ - ГАУ - ЦАА - ЦАЦ - УУА - УГУ - ГГГ - УЦА - ЦАЦ. Визначте співвідношення (А + Т) : (Г + Ц) у фрагменті названого гена.

Розв'язок.

і -РНК - УУУ - ГУУ - ГАУ - ЦАА - ЦАЦ - УУА - УГУ - ГГГ - УЦА - ЦАЦ

ДНКл.ц. - ААА - ЦАА - ЦТА - ГТТ - ГТГ - ААТ - АЦА - ЦЦЦ - АГТ - ГТГ

ДНКп.ц. - ТТТ - ГТТ - ГАТ - ЦАА - ЦАЦ - ТТА - ТГТ - ГГГ - ТЦА - ЦАЦ

Підрахуємо кількість нуклеотидів в ДНК:

А = 18 ; Т = 18 ; Г = 12 ; Ц = 12 .

(А + Т ) : ( Г + Ц) = (18 + 18 ) : ( 12 + 12) = 36:24.

Задача  Дослідження показали, що в і-РНК міститься 34% гуаніну, 18% урацилу, 28% цитозину, 20% аденіну. Визначте відсотковий склад азотистих основ на ділянці ДНК, яка є мтрицею для данної і-РНК.
    Розв'язок.
Відомо, що 34% гуаніну в і-РНК, тоді в ДНК ланцюзі  (кодуючій) буде 34% цитозину, відповідно, 18% урацилу - 18% аденіну, 28% цитозину - 28% гуаніну, 20% аденіну - 20% тиміну (за принцепом комплементарності). А + Т та Г + Ц у кодуючій складає:
А + Т = 18% + 20% = 38%, Г + Ц = 28% + 34% = 62%.
У некодуючому ланцюзі ДНК добуткові показники будуть такі ж самі, тільки відсоток окремих основ беде оборотній:
А + Т =  20% + 18% = 38%, Г + Ц = 34% + 28% = 62%.
В обох ланцюгах у парах комплементарних основ буде донакова кількість, тобто А = Т = 19%, Г = Ц = 31%.

6. Підсумок уроку
7. Визначення домашнього завдання.

Опрацювати текст підручника параграф 24-25, дати усно відповіді на питання, вивчити терміни.