ВСТУПЛЕНИЕ. ВЕЩЕСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
УРОК 10. МНОГООБРАЗИЕ И ФУНКЦИИ
НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ
Цели урока: ознакомить учащихся с
разнообразием и функциями нуклеиновых кислот; проанализировать особенности строения
и химические свойства нуклеиновых кислот, которые позволяют им эффективно
выполнять свои функции; обратить внимание на значение нуклеиновых кислот для
жизнедеятельности живых организмов.
Оборудование и материалы: таблицы
иллюстрируют особенности строения, многообразие и функции нуклеиновых кислот, или
мультимедийный проектор или интерактивная доска, на которых эти таблицы можно
демонстрировать; модель строения ДНК; учебники биологии.
Базовые понятия и термины: нуклеиновые
кислоты, ДНК, РНК, р-РНК, т-РНК, и-РНК, аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил.
ХОД УРОКА
I. Организационный
этап
II. Актуализация
опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся
Вопросы для беседы
1. Какие вещества относят к
липидов?
2. Какую структуру имеют молекулы
липидов?
3. Какие функции выполняют в живых
организмах липиды?
4. Какие функции выполняют в живых
организмах белки?
5. Какие молекулы являются основой
полипептидов?
6. Какие молекулы являются основой
полисахаридов?
7. Какие молекулы являются основой
нуклеиновых кислот?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами
беседы
Нуклеиновые кислоты - это линейные
биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. В живых организмах они представлены
рибонуклеїновими (РНК) и дезоксирибонуклеїновими (ДНК) кислотами. В большинстве
случаев ДНК имеют вид двойной полинуклеотидной цепи. Нуклеотиды ДНК
в своем составе содержит дезоксирибозу и одно из четырех оснований - аденин (А),
гуанин (Г), тимин (Т) или цитозин (Ц). Две нити ДНК соединены между собой водородными
связями, образованными основами, которые входят в состав нуклеотидов. Такие связи
могут образовывать только определенные пары: гуанин с цитозином, а аденин с тимином.
Водородные связи между другими компонентами нуклеотидов придают молекуле ДНК форму
спирали.
Основная функция ДНК - хранение и
воспроизведение наследственной информации и передача ее потомкам. Осуществляется это
благодаря процессам репликации и транскрипции. В ходе репликации специальные
белки-ферменты расплетают ДНК на отдельные нити. После этого другие ферменты на
каждой из нитей достраивают ее зеркальную копию, размещая тимин напротив
аденина, а гуанин - напротив цитозину. Таким образом организм получает две
одинаковые копии ДНК, которые можно распределить между дочерними клетками после разделения
материнской клетки.
Процесс транскрипции отличается
тем, что в этом случае розплітається лишь небольшой участок двойной нити ДНК
и копия синтезируется лишь на одной из ее половин. К тому же в этом случае
происходит синтез не ДНК, а РНК.
Нуклеотиды РНК содержат в своем
составе рибозу и один из четырех оснований - аденин (А), гуанин (Г), урацил (У) или
цитозин (Ц). РНК в живых организмах выполняет большое количество функций и делится
на несколько типов. В отличие от ДНК, РНК чаще всего имеет вид одинарного
цепи, но разные части этой цепи могут взаимодействовать между собой,
образуя отдельные двухцепочные участка. Благодаря этому молекула РНК может иметь
очень сложную
пространственную структуру. Кроме того,
она часто образует комплексы с белками (рибонуклеопротеїди).
Наибольшую часть РНК в клетках
составляют три ее разновидности: рибосомальна РНК (р-РНК), транспортная РНК (т-РНК)
и информационная РНК (и-РНК). Информационные РНК переносят информацию о
последовательность аминокислот в белковых молекулах от ДНК к месту синтеза белков.
Транспортные РНК доставляют в место синтеза белков свободные аминокислоты, а
рибосомальні РНК вместе с белками образуют рибосомы, осуществляющие синтез
белков. Существует еще несколько видов РНК, функции и особенности строения которых ученые
сейчас интенсивно изучают.
IV.* Практическая
работа
Решение элементарных упражнений с
транскрипции и репликации
Цель: закрепить умение решать
элементарные упражнения по транскрипции и репликации.
Оборудование и материалы: несколько
вариантов карточек с последовательностями нуклеотидов для транскрипции и репликации,
тетрадь, учебник.
Ход работы
1. Рассмотрите последовательность
нуклеотидов, предоставленную вам для проведения транзакций. Запишите, какова последовательность
нуклеотидов образуется на этой цепи, учитывая, что во время репликации ДНК
напротив аденина (А) становится тимин (Т), напротив тимина (Т) - аденин (А), напротив
гуаніну (Г) - цитозин (Ц), а напротив цитозину (Ц) - гуанин (Г).
2. Повторите это для всех предоставленных вам
для репликации последовательностей.
3. Рассмотрите последовательность
нуклеотидов, предоставленную вам для проведения транскрипции. Запишите, которая
последовательность нуклеотидов образуется на этой цепи, учитывая, что во время
транскрипции ДНК в синтезированном цепи РНК напротив аденина (А) становится урацил
(В), напротив тимина (Т) - аденин (А), напротив гуаніну (Г) - цитозин (Ц), а
напротив цитозину (Ц) - гуанин (Г).
4. Повторите это для всех предоставленных вам
для транскрипции последовательностей.
5. Сделайте вывод.
Карточки для выполнения практической
работы
Вариант 1
Последовательности для репликации:
АТГ ЦЦЦ ГТА ТТЦ ОГА
ТТТ ААГ ЦТА ГЦГ ААТ
ГЦЦ АЦА ЦЦЦ ПАП ГЦТ
Последовательности для транскрипции:
ТТЦ ГАГ ТТТ ААЦ ГЦА
ЦЦА ТГТ ААЦ ГГТ ЦАЦ
ААТ ЦГГ ГЦА ААА ГГЦ
Вариант 2
Последовательности для репликации:
ТАЦ ГЦЦ ААА ГЦТ ПАП
ЦАГ ТТТ АГГ ЦТЦ ГГТ
ЦГТ ТТГ ААЦ ГГТ ЦТА
Последовательности для транскрипции:
АТГ ЦЦЦ ГТА ТТЦ ОГА
ТТТ ААГ ЦТА ГЦГ ААТ
ГЦЦ АЦА ЦЦЦ ПАП ГЦТ
Вариант 3
Последовательности для репликации:
ЦЦЦ ГАТ ТАА ГЦГ ТТА
ГАГ ЦТА ААА ЦТГ ГЦГ
ТАЦ ГГГ АЦА АГГ ТЦТ
Последовательности для транскрипции:
ТАЦ ГЦЦ ААА ГЦТ ПАП
ЦАГ ТТТ АГГ ЦТЦ ГГТ
ЦГТ ТТГ ААЦ ГГТ ЦТА
Вариант 4
Последовательности для репликации:
ТТЦ ГАГ ТТТ ААЦ ГЦА
ЦЦА ТГТ ААЦ ГГТ ЦАЦ
ААТ ЦГГ ГЦА ААА ГГЦ
Последовательности для транскрипции:
ЦЦЦ ГАТ ТАА ГЦГ ТТА
ГАГ ЦТА ААА ЦТГ ГЦГ
ТАЦ ГГГ АЦА АГГ ТЦТ
IV.** Практическая работа
Решение элементарных упражнений с
транскрипции и репликации. Определение длины, массы, нуклеотидного состава
молекул нуклеиновых кислот
Цель: закрепить умение решать
элементарные упражнения по транскрипции и репликации и определять длину, массу,
нуклеотидный состав молекул нуклеиновых кислот.
Оборудование и материалы: несколько
вариантов карточек с заданиями, тетрадь, учебник.
Ход работы
1. Рассмотрите последовательность
нуклеотидов, предоставленную вам для проведения транзакций. Запишите, какова последовательность
нуклеотидов образуется на этой цепи, учитывая, что во время репликации ДНК
напротив аденина (А) становится тимин (Т), напротив тимина (Т) - аденин (А), напротив
гуаніну (Г) - цитозин (Ц), а напротив цитозину (Ц) - гуанин (Г).
2. Рассмотрите последовательность
нуклеотидов, предоставленную вам для проведения транскрипции. Запишите, какова последовательность
нуклеотидов образуется на этой цепи, учитывая, что во время транскрипции
ДНК в синтезированном цепи РНК напротив аденина (А) становится урацил (У), напротив
тимина (Т) - аденин (А), напротив гуаніну (Г) - цитозин (Ц), а напротив
цитозину (Ц) - гуанин (Г).
3. Рассмотрите задачи определения
длины, массы, нуклеотидного состава молекул нуклеиновых кислот. Развяжите их,
учитывая, что в молекуле ДНК число остатков аденина (А) равно количеству
остатков тимина (Т), а количество остатков гуаніну (Г) равно количеству
остатков цитозину (Ц); расстояние между соседними азотистыми основаниями составляет
0,34 нм; средняя молекулярная масса одного нуклеотида составляет 345 Da (дальтон или атомных единиц массы).
4. Сделайте вывод.
Карточки для выполнения практической
работы
Вариант 1
1. Последовательности для репликации:
АТГ ЦЦЦ ГТА ТТЦ ОГА
2. Последовательности для транскрипции:
ТТЦ ГАГ ТТТ ААЦ ГЦА
3. ДНК содержит 28% гуаніну. Сколько
в ее составе аденина?
4. В состав молекулы ДНК входит
100 000 нуклеотидов. Какова длина этой молекулы?
Вариант 2
1. Последовательности для репликации:
ТАЦ ГЦЦ ААА ГЦТ ПАП
2. Последовательности для транскрипции:
АТГ ЦЦЦ ГТА ТТЦ ОГА
3. ДНК содержит 21% тимина. Сколько в
ее составе цитозину?
4. В состав молекулы ДНК входит 50
000 нуклеотидов. Какова масса этой молекулы?
Вариант 3
1. Последовательности для репликации:
ЦЦЦ ГАТ ТАА ГЦГ ТТА
2. Последовательности для транскрипции:
ТАЦ ГЦЦ ААА ГЦТ ПАП
3. ДНК содержит 31% цитозину. Сколько
в ее составе тимина?
4. В состав молекулы ДНК входит 80
000 нуклеотидов. Какова длина этой молекулы?
Вариант 4
1. Последовательности для репликации:
ТТЦ ГАГ ТТТ ААЦ ГЦА
2. Последовательности для транскрипции:
ЦЦЦ ГАТ ТАА ГЦГ ТТА
3. ДНК содержит 23% аденина. Сколько
в ее составе гуаніну?
4. В состав молекулы ДНК входит 40
000 нуклеотидов. Какова масса этой молекулы?
V. Домашнее задание
______________________________________________________________
* Для уровня
стандарта.
** Для академического
уровня.