Разработка урока "Нуклеиновые кислоты" 9 класс
план-конспект урока по биологии (9 класс)

Биологические полимеры – нуклеиновые кислоты

Задачи: сформировать знания об особой роли нуклеиновых кислот в живой природе

-хранение и передача наследственной информации; охарактеризовать особенности строения и функций молекулы ДНК; раскрыть механизм удвоения ДНК; сформировать умение схематично изображать этот процесс.

Элементы содержания:  нуклеиновые кислоты

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование:  ЭОР, ЦОР, таблица строение ДНК, модель молекулы ДНК; тестовые задания

Ход урока

1. Организационный момент

I.Проверка знаний.

Работа с тесовыми заданиями (проводится устно с комментариями ответов).

Задание 1. Выберите правильный ответ.

1. Какое из названных химических соединений не является биополимером?

а) белок;                    в) ДНК;

б) глюкоза;                г) целлюлоза.

     2. Какой из продуктов целесообразно давать уставшему марафонцу на дистанции для поддержки сил?

а) кусочек сахара;

б) немного сливочного масла;

в)кусок мяса;

г) гликоген.

3. В клетках животных запасным углеводом является:

а) целлюлоза;

б) крахмал;

в) глюкоза;

г) гликоген.

4. В каком из соединений химические связи между монометрами  наиболее прочны?

а) в целлюлозе;        б) в гликогене;          в) в крахмале

5. Способность верблюдов хорошо переносить жажду объясняется тем, что жиры:

а) сохраняют воду в организме;

б) выделяют воду при окислении;

в) создают теплоизолирующий слой, уменьшающий испарение.

6. Наибольшее количество энергии выделяется при расщеплении одного грамма:

а) жира;

б) глюкозы;

в)белка.

7. Какое из указанных соединений имеет липидную природу?

а) гемоглобин;

б) инсулин;

в) тестостерон;

г) пенициллин.

8. В каком случае правильно написана формула молекулы глюкозы?

а) С5H12O5

б) C6H10O6

в) C6H12O6

г) C6H12O5

9. Клетки какого из названных организмов наиболее богаты углеводами?

а) клетки мышц человека;

б) клетки клубня картофеля;

в) клетки кожицы лука;

г) подкожная клетчатка медведя

10. Основным источником энергии для новорожденных млекопитающих является:

А) глюкоза;      б) крахмал;      в) гликоген;     г) лактоза.

11. В каком из названных веществ растворяются липиды?

а) эфир;    б) спирт;      в) вода;      г) соляная кислота.

12. Изменяемыми частями аминокислоты являются:

а) аминогруппа и карбоксильная группа;

б) радикал;

в) карбоксильная группа;

г) радикал и карбоксильная группа.

13. Первичная структура белка удерживается:

а) водородными связями;

б) пептидными связями;

в) гидрофобными связями;

г) дисульфидными связями.

14.молекулы белков отличаются друг от друга:

а) последовательностью чередования аминокислот;

б) количеством аминокислот в молекуле;

в) формой третичной структуры;

г) всеми указанными особенностями.

15. Какое из соединений не построено из аминокислот?

а) гемоглобин

б) гликоген

в) инсулин

г) альбумин

16. Как поступают в клетки животных незаменимых аминокислоты?

а) синтезируются в самих клетках;

б) поступают вместе с пищей;

в) поступают вместе с витаминами;

г) поступают всеми указанными путями.

17. Какие белки способствуют отторжению органов и тканей при их пересадке одного организма другому?

а) транспортные белки;

б) ферменты;

в) иммуноглобулины;

г) строительные белки;

18. В процессе биохимических реакций ферменты:

а) ускоряют реакции и сами при этом не изменяются;

б) ускоряют реакции и изменяются в результате реакции;

в) замедляют химические реакции, не изменяясь;

г) замедляют химические реакции, изменяясь.

19. Для лечения тяжелых форм сахарного диабета больным необходимо вводить:

а) гемоглобин;   б) инсулин;     в) антитела;      г) гликоген;

20. От каких условий зависит действие ферментов в организме?

а) от температуры среды;

б) от pH среды;

в) от концентрации реагирующих веществ концентрации фермента;

г) от всех перечисленных условий.

Задание 2. Заполните пропуски в тексте:

В результате взаимодействия различных _______ спирализованная молекула белка образует ________ структуру, которая в свою очередь зависит от _______ структуры, то есть от _______ аминокислот в молекуле белка. Субъединицы  (отдельные цели) некоторых белков образуют ______ структуру. Примером такого белка является ________.

Ключ:

Задание 1: 1-б, 2-а, 3-г, 4-а, 5-б, 6-а, 7-в, 8-в, 9-б, 10-г, 11-а, 12-б, 13-б, 14-г, 15-б, 16-б, 17-в, 18-а, 19-б, 20-г.

Задание 2: аминокислот, третичную, первичной, последовательности, четвертичную, гемоглобин.

II. Изучение нового материала.

1. Локализация нуклеиновых кислот в клетках; нуклеиновые кислоты – биополимеры, состоящие из мономеров – нуклеотидов. (Рассказ учителя с использованием таблицы.)

Нуклеиновые кислоты (от лат. Nucleus – ядро)

        Фосфор содержащие органические соединения, гетерополимеры, обеспечивают хранение и передачу наследственной информации. Открыл Мишер, 1869 г. (лейкоциты, сперматозоиды). Могут находиться в ядре, цитоплазме, митохондриях, пластидах. Нуклеиновые кислоты – биополимеры, мономер – нуклеотид:

        фосфат                                                фосфоэфирная связь

        пентоза

(дезоксирибоза, рибоза)

        азотистое основание                                N – гликозидная связь

пурины                1 кольцо

2 кольца                Ц (цитозин),

А (аделин),                Т (тимин),

Г (гуанин)                У (урацил)

        2.Дезоксирибонуклеиновая кислота – нерегулярный полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей. Структуры молекулы ДНК – двойная спираль. Типы связей, обеспечивающих формирование одноцепочной, двуцепочной и спиральной структуры ДНК. Комлементарность нуклеотидов. (Беседа с использованием таблиц и модели ДНК.)

ДНК

двойная спираль пар комплементарных антипараллельных полинуклеотидных цепей;

мономер – дезоксирибонуклеотид: фосфат, дезоксирибоза, азотистые основаня: А,Т, Ц, Г.

Уровни организации молекулы ДНК

1.Первичная структура – полинуклеотидная цепь (109 нуклеотидов): 3,5-фосфодиэфирная связь (между С3-атомом одной молекулы дезоксирибозы и С5-атомом следующей)

   5

Фосфодиэфирный мостик между 3,5 атомами С

       5

2.Вторичная структура – двойная спираль

Две полинуклеотидные цепи удерживаются посредством водородных связей между азотистыми основаниями параллельных цепей. Для постоянства шага спирали кадая пара включает одно пуриновое и одно пиримидиновое основание (2+1=3 кольца), причем между А и Т – 2 водородные связи, между Ц и Г – 3 водородные связи.

Цепи антипараллельны, так как одна образуется в направлении от 5!!!!!!!!!!

Цепи комплементарны из-за спаривания оснований: А = Т; Ц  Г. Последовательность оснований одной цепи автоматически определяет последовательность оснований другой цепи.

Правило Чаргаффа (1951 г.): сумма пуриновых оснований (А, Г) в ДНК всегда равна сумме пиримидиновых (Ц, Т). Количество А= количеству Т, а количество Г= Т количеству Ц.

1953 г. Уотсон и Крик расшифровали структуру ДНК.

Шаг спирали – 3,4 нм, между нуклеотидами – 0,34 нм, в каждом шаге – 10 нуклеотидов, диаметр спирали – 2 нм.

3.Третичная структура ДНК – нуклеопротеиды – соединение ДНК с белками.

При соединении ДНК с белками-гистонами степень спирализации молекулы ДНК повышается – возникает суперспираль ДНК, толщина которой возрастает, а длина сокращается.

При изменении условий ДНК, подобно белкам, может подвергаться денатурации, называемой плавлением. При возврате к нормальным условиям ДНК ренатурирует.

3. Изменения, происходящие с молекулой ДНК на основе принципа комплементарности. Редупликация ДНК. Функции ДНК в клетке и организме.

Репликация (редупликация) – самоудвоение ДНК.

Спираль ДНК раскручивается из-за разрыва водородных связей. На каждой из цепей по принципу комплементарности синтезируется новая цепь ДНК из свободных нуклеотидов ядра – фермент ДНК – полимераза. Однако в 1967 г. Корнберг показал что, ДНК-полимераза движется в направлении 5- 3. Поскольку цепи антипараллельны, ДНК –полимераза непрерывно строит только одну новую цепь. Другая – короткими участками, которые потом сшивает фермент ДНК – лигаза.

Функции ДНК: хранение, передача, воспроизведение генетической информации в ряду поколений, ДНК содержит информацию о первичной структуре белка.

III. Закрепление знаний.  

Практическая работа «Решение задач по молекулярной биологии».

Задача 1. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Г…

А) Нарисуйте схему структуры двуцепочной молекулы ДНК.

Б) Объясните, каким свойством ДНК вы при этом руководствовались?

В) Какова длина этого фрагмента ДНК?

Г) сколько водородных связей в данном фрагменте ДНК,

Решение.

А)

Б) комплементарностью.

В) 12*0,34=4,08 (нм).

Г) Между А и Т две водородные связи, поэтому 7*2=14.

Между Г и Ц три водородные связи, поэтому 5*3=15.

Всего 29 водородных связей.

Задача 2. В одной молекуле ДНК Т составляет 16% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в%) каждого из остальных видов нуклеотидов.

Решение.

Здесь нужно руководствоваться: (А+Т)+(Г+Ц)=100% и по правилу Чаргаффа А=Т; Г=Ц.

Таким образом, Т-16%, значит А-16%, А+Т=32%; 100-32=68%, что приходится на Ц+Г, поэтому Ц=34% и Г=34%.

Задача 3. Сколько содержится Т, А, Ц нуклеотидов в отдельности во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 880 Г, которые составляют 22% от их общего количества. Какова длина этого фрагмента ДНК?

Решение.

1. 880-Г, что составляет 22%;

880-22%

х-100%, (всего нуклеотидов)

2. 4000 – (800+880)=2240; А – 1120, или 28%; Ц – 880, или 22%. Длина данного фрагмента = 680 нм.
3. 100-44=56; А и Т по 28%.
4. 2000*0,34=680 (нм).

Ответ: Т=1120, или 28%; А=1120, или 28%; Ц – 880, или 22%. Длина данного фрагмента = 680 нм.

Домашнее задание: записи в тетради, соответствующий материал в учебнике. Решение задач.

А) Нарисуйте схему структуры двуцепочной молекулы ДНК.

Б) Объясните, каким свойством ДНК при этом руководствовались, В) Какова длина этого фрагмента ДНК? Г) Сколько водородных связей в данном фрагменте ДНК?

2. В одной молекуле ДНК Г составляет 24% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в %) каждого из остальных видов нуклеотидов.

3. Сколько содержится Г, А, Т нуклеотидов в отдельности во фрагменту молекулы ДНК, если в нем обнаружено 600 Ц, которые составляют 30% от их общего количества. Какова длина этого фрагмента ДНК?