Разработка элективного курса «Строение и функции нуклеиновых

Разработка элективного курса «Строение и функции нуклеиновых
кислот» для учащихся средней общеобразовательной школы
Бадртдинова А.Т., Наливайко И.В.
Поволжская государственная социально-гуманитарная академия,
Самара, Россия
Необходимость разработки элективных курсов появилась в связи с внедрением в образовательный процесс средней школы предпрофильной и профильной подготовки учащихся.
Элективные курсы – обязательные для посещения курсы по выбору учащихся, входящие в состав профиля обучения на старшей ступени школы.
Элективные курсы реализуются за счет школьного компонента учебного
плана. Количество элективных курсов, предлагаемых в составе профиля,
должно быть избыточно по сравнению с числом курсов, которые обязан выбрать учащийся. По элективным курсам единый государственный экзамен не
проводится. При этом примерное соотношение объемов базовых общеобразовательных, профильных общеобразовательных предметов и элективных
курсов определяется пропорцией 50:30:20 [2].
Дисциплина «Биохимия и основы биорегуляции организмов» является
дисциплиной предметной подготовки специальности 050101 «Химия» с дополнительной специальностью 050102 «Биология». Поэтому нас заинтересовала реализация элективных курсов по биохимии и родственной с этой наукой молекулярной биологией в школах Самарской области. В результате поиска, в сборнике научно-практической конференция «Инновационное развитие сельской школы» был найдена программа «Строение и функции нуклеиновых кислот» (35 ч), разработанная Сороколет О. Ю., учителем высшей категории МОУ Кротовской СОШ «Образовательный центр» муниципального
района Кинель - Черкасский Самарской области. Данная программа необходима для углубления знаний учащихся по биологии с целью дальнейшего использования их при подготовительной работе к поступлению в вузы на биологические и медицинские специальности. Программа спецкурса ориентирована на перспективу развития профильного обучения в старшем звене школы. В процессе изучения данного специального курса учащимся предоставляется возможность расширить представления о важнейших достижениях человечества в освоении природы. Знания о нуклеиновых кислотах дают возможность по-новому взглянуть на механизм наследственных болезней, на
развитие сельского хозяйства, которое немыслимо без нуклеиновых кислот.
Данные, полученные при изучении ДНК и РНК, используются при выведении новых пород животных и сортов растений [11].
Тема «Нуклеиновые кислоты» изучается, например, по учебнику И.Н.
Пономаревой, О.А. Корниловой, Н.Н. Черновой [8, 9], в 9 классе в объеме 1 ч
(§ 5 «Белки и нуклеиновые кислоты»), в 11 классе этих же авторов так же в
объеме 1 ч (§ 44 «Основные биологические молекулы живой материи»), где
рассматриваются особенности строения, функции нуклеиновых кислот и об-
щие представления о репликации и транскрипции. Программа элективного
курса «Строение и функции нуклеиновых кислот» рассчитана на 2 часа в неделю в течение полугодия и включает 35 часов учебного времени. Обучаться
по данной программе могут учащиеся 10-11 классов, имеющие склонности к
индивидуальному творчеству в области изучения биологии. Указанный курс
предполагает изучение обменных процессов азотистых оснований, нуклеозидов, нуклеотидов, что требует достаточного знания химии учащимися старших классов. Вузовский курс биохимии направлен на изучение в большей
степени обменных процессов, химизма реакции превращения нуклеиновых
кислот, что является достаточно сложным материалом для освоения учащимися. Таким образом, материал элективного курса должен быть с одной стороны интересным, доступным, а с другой – научным, химически грамотным.
Приведем фрагмент учебно-тематического плана программы по выбору
«Строение и функции нуклеиновых кислот» [11].
Таблица 1
Фрагмент учебно-тематического плана
№
п/п
1
2
3
4
5
Тема
Из истории изучения нуклеиновых кислот
Строение нуклеиновых кислот. Азотистые основания
Пиримидиновые азотистые основания. Пуриновые
азотистые основания
Строение нуклеиновых кислот. Нуклеозиды и нуклеотиды
Нуклеозиды Нуклеотиды
Дезоксирибонуклеиновые кислоты ДНК
Состав и структура ДНК Физико-химические свойства
ДНК Представление о гене Генетический код Репликация ДНК
Строение и свойства рибонуклеиновых кислот
РНК.
Структура РНК Информационная РНК Транспортная
РНК. Рибосомная РНК и рибосомы
Кол-во часов
Всего Теорет. Практ.
2
2
2
2
2
5
1
1
1
4
1
1
1
1
1
1
Мы поставили перед собой задачу разработать занятия для проведения
элективного курса с применением презентаций, подобрать возможные демонстрационные опыты и видеоматериалы. Приводим пример одного из занятий.
Занятие 1 «Из истории нуклеиновых кислот»
Цель: ознакомление с историей изучения нуклеиновых кислот и методов определения ее составляющих.
Задачи: образовательные: ознакомиться с историей изучения нуклеиновых кислот,
дать понятие «нуклеопротеин» и его состав, рассмотреть методы определения составляющих нуклеопротеина.
развивающие: развитие внимания и наблюдательности, памяти, логики и мышления,
умения анализировать и записывать.
воспитательные: формирование научного мировоззрения, эстетическое (лабораторная работа), воспитание историзма и патриотизма;
Тип урока: урок изучения нового материала с применением ИКТ.
Методы: словесные: объяснение, беседа, рассказ.
наглядные: демонстрация слайдов презентации, видеофрагментов (авторские).
Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, экран, презентация. Достоинство презентации: содержит фотографии демонстрационного опыта «Выделение нуклеопротеинов из дрожжей. Определение продуктов гидролиза нуклеопротеинов».
План урока (80 мин):
1. Организационный момент (3 мин).
2. Изучение нового материала. Работа по презентации с кратким фиксированием материала темы (20 мин).
3. Музыкальная пауза или упражнения для глаз (5-7 мин).
4. Изучение нового материала. Работа по презентации с кратким фиксированием материала темы (18 мин).
5. Просмотр виртуальной лабораторной работы (12-15 мин).
Закрепление
материала:
составление
таблицы
и
ее
анализ,
6.
тестовое задание (20 мин).
1. Организационный момент. Приветствие. Отметка отсутствующих. Вступительное слово.
Учитель. Особое место в молекулярной биологии занимают нуклеиновые кислоты.
Собственно само возникновение молекулярной биологии обязано работам по нуклеиновым кислотам. Именно в этой области сделаны открытия, позволившие расшифровать механизм важнейшей стороны жизни – наследственности. Эти открытия принадлежат к величайшим достижениям науки XX в., и их значение по праву сравнивают с открытиями
радиоактивности и расщепления атомного ядра. Результаты проведенных работ поражают
тем, что еще совсем недавно решение вопроса, каким образом происходит передача
свойств от клетки к клетке в ряду поколений, представлялось делом невообразимо отдаленного будущего. Исследования в области нуклеиновых кислот привели к созданию и
бурному развитию ряда новых биологических дисциплин – молекулярной биологии, бионики, биокибернетики, вызвали мощный приток научных сил к исследованиям в биологии.
2. Изучение нового материала (Слайды 2-9).
Открытие нуклеиновых кислот (2 слайд) связано с именем молодого врача из города Базеля (Швейцария) Фридриха Мишера. Его дядя, профессор анатомии Вильгельм
Гис, выдающийся ученый и педагог того времени, оказал на молодого Мишера большое
влияние. После окончания медицинского факультета Мишер был послан для усовершенствования и работы над диссертацией в Тюбинген (Германия) в физиолого-химическую
лабораторию, возглавляемую Ф. Гоппе-Зейлером. Тюбингенская лаборатория в то время
была известна ученому миру. В ней проводились работы по химическому анализу тканей
животного организма. Пройдя практику по органической химии, Мишер приступил к работе в биохимической лаборатории. Ему было поручено заняться изучением химического
состава гноя. Молодой ученый не возражал против предложенной темы, так как считал
лейкоциты, присутствующие в гное, одними из самых простых клеток. Для получения материала пришлось связаться с хирургическим отделением местной больницы, где собирались бинты, снятые с больных при перевязках. Мишер вымачивал бинты в разбавленных
солевых растворах, и гнойные клетки (лейкоциты) осаждались на дно сосуда. Получив
гнойные клетки, Мишер выдерживал их в течение некоторого времени в разбавленном
солевом растворе. Вещество не распадалось при действии протеолитических ферментов и
содержало большое количество фосфора, не экстрагируемого горячим спиртом. Молодой
исследователь сразу понял важность получения нового органического фосфорсодержащего вещества ядерного происхождения. Полученный препарат легко растворялся в щелочи.
Новое вещество было подвергнуто элементарному анализу. В нем оказалось 14% азота и
примерно 6% фосфора. Мишер использовал также указания цитологов о сродстве ядер
клеток к основным красителям. Препарат Мишера давал интенсивно окрашенный осадок с
основным красителем метиловым зеленым. После этих экспериментов Мишер уже не сомневался в том, что он выделил субстанцию ядерного происхождения. Поскольку оно не
разлагалось протеолитическими ферментами, новое вещество не являлось белком. Отсутствие растворимости в горячем спирте указывало на то, что это вещество не являлось и
фосфолипидом. По-видимому, оно относилось к новому классу биохимических соединений. Ввиду ядерного происхождения Мишер предложил для него название «нуклеин»
(лат. «нуклеус» – ядро). К открытию нуклеина руководитель лаборатории Гоппе-Зейлер
отнесся скептически. Гоппе-Зейлеру казалось маловероятным существование в ткани каких-либо новых веществ, кроме уже давно и хорошо известных – белков, углеводов, липидов. В 1871 г. работа Мишера вместе с подтверждающими ее контрольными работами
Гоппе-Зейлера и его ассистентов увидела свет. Существование нуклеина как специфического ядерного вещества стало научным фактом. Вскоре методика Мишера была применена для выделения нуклеина из различных тканей. Наличия нуклеина с точки зрения
ученого нельзя было ожидать в эритроцитах млекопитающих, так как в них нет ядер. Мишер изолировал из молок рейнского лосося высокоочищенный нуклеин, который ему удалось разделить на составные части: белковоподобный компонент, обладающий щелочными свойствами, и остаток, не содержащий белка. Этот остаток содержал высокий процент
фосфора, который нельзя удалить горячим спиртом, и обладал кислотными свойствами.
Белковоподобный компонент нуклеина исследователь назвал протамином. Свободный от
белка остаток нуклеина был назван в 1889 г. нуклеиновой кислотой. Это название оказалось удачным и сохранилось до настоящего времени. В ядрах молок рыб присутствовали,
таким образом, и нуклеиновая кислота, и щелочной протамин. Мишер высказал предположение, что оба эти вещества находятся в ядрах в комплексе: они нейтрализуют друг
друга, образуя солеобразное соединение. Он понимал, что нуклеиновая, кислота является
высокомолекулярным соединением, так как препараты этого вещества не проходили через
пергаментные фильтры. Ему было также ясно, что для получения хороших препаратов
нуклеина работу по его выделению нужно проводить на холоде. Не только Мишер, но и
известный биолог В. Флемминг в 1882 г., описывая последние работы по ядру клетки, делал вывод, что относительно биологического значения ядра ученые остаются до сих пор в
полной темноте. Ботаник Захариас в 1881 г. экспериментально показал, что нуклеин действительно содержится в хромосомах. Он исследовал хроматин, ядерный материал, окрашивающийся теми же красителями, что и хромосомы. Ученый удалял нуклеин из ядер,
пользуясь процедурой, разработанной Мишером.
Исследованием химического состава нуклеина (3 слайд), полученного Мишером,
занялся другой ученик Гоппе-Зейлера – Альбрехт Коссель, выделил из продуктов гидролиза нуклеиновых кислот ранее неизвестные химикам вещества – азотистые основания
аденин и ксантин. Он был первым ученым, получившим за работы в области нуклеиновых
кислот Нобелевскую премию. В официальном документе, формулирующем основания для
присуждения премии, было написано, что открытие в нуклеиновых кислотах аденина и
гуанина объясняет происхождение нормального продукта обмена, выделяющегося через
почки, – мочевой кислоты.
В 1936 г. А. Н. Белозёрский (4 слайд) впервые обнаружил молекулу ДНК в клетках
растений - из ростков конского каштана. После этого ДНК стали рассматривать как универсальный биологический материал. В 1909 г. в результате гидролиза нуклеиновых кислот были выделены сахара: рибоза и дезоксирибоза.
Задание 1. Рассмотрите схему строения нуклеопротеина и зарисуйте ее (5 слайд).
3. Музыкальная пауза или упражнения для глаз (6 слайд).
Предлагается послушать композицию группы ДНК или выполнить упражнения для
снятия напряжения с глаз (приложение 1).
4. Изучение нового материала (продолжение).
Учитель. Также изучались различные процессы. (7 слайд) В периоде с 1900 по 1930 г.
Проводились работы по созданию хромосомной теории наследственности. Основное положение этой теории составил Томас Морган.
В 1928 г. советский учёный Н. К. Кольцов (8 слайд) самым первым высказал предположение о матричном синтезе, т.е. о том, в настоящее время называют механизмом репликации и транскрипции. В 1935 г. группа учёных под руководством Х. Лемана обнаружила, что нуклеиновые кислоты и нуклеопротеины обладают способностью индуцировать
размножение.
1950 – 1953 г. – Э. Чаргафф с сотрудниками (9 слайд) опубликовал сенсационную
серию работ, по изучению химической структуры нуклеиновых кислот. Они обследовали
огромное количество организмов. После исследований было составлено правило Чаргаффа (В ДНК кол-во пуриновых оснований равняется кол-ву пиримидиновых оснований).
Правилом Чаргаффа (10 слайд) позднее воспользовались два учёных Дж. Уотсон
и Ф. Крик при построении моделей молекулы ДНК. На основание этих исследований было высказано предположение, что эта закономерность обусловлена наличием генетического кода. История этого открытия, ставшего крупнейшим событием в естествознании XX
в., очень живо и интересно рассказана одним из авторов новой структурной модели молекулы ДНК в книге «Двойная спираль». Молодые и безвестные ученые встретились впервые в 1951 г. в Кембридже (Англия), куда Уотсон был направлен из Чикаго для усовершенствования в научных исследованиях. Крик работал в Кавендишской лаборатории
Кембриджского университета и занимался изучением пространственной структуры белковых молекул. В лаборатории в основном применялся метод дифракции рентгеновских лучей на кристаллах белков. Уотсон заинтересовался ДНК еще до приезда в Англию. В
США Уотсон занимался проблемами генетики и биологии бактериофагов (вирусов бактерий). После опытов Эвери он был уверен, что наследственность фагов заключена в фаговой ДНК. Так как ДНК к этому времени была обнаружена в хромосомах всех клеток, то
можно было предположить, что ДНК составляет вещество генов. Именно поэтому, попав в
лабораторию, пользующуюся рентгеновскими методами, Уотсон решил заняться структурой ДНК. Как биолог, он понимал, что при выборе определенной структуры ДНК нужно
учитывать существование какого-то простого принципа удвоения молекулы ДНК, заложенного в ее структуре. Ибо важнейшим свойством генов является их способность к удвоению и передаче идентичных наследственных свойств в ряду поколений от предков к
потомкам. Интерес Уотсона к структуре ДНК разделил Крик, который также понимал огромную важность расшифровки наследственного материала. Значительное влияние на работу ученых оказал метод построения молекулярных моделей веществ с учетом всех валентных углов, межатомных расстояний и отбором наиболее вероятных конфигураций
атомных группировок.
5. Просмотр виртуального демонстрационного опыта.
Задание 2. Рассмотрите виртуальный демонстрационный опыт «Выделение нуклеопротеинов из дрожжей». Кратко фиксируйте ход работы.
Учитель. Существуют различные способы доказательства состава нуклеопротеинов
(10-20 слайды). Дрожжи спиртового брожения (11 слайд) широко используются в хлебопечении (хлебопекарные дрожжи), пивоварении (пивоваренные дрожжи) и виноделии,
производстве кваса, сидра. Молочные дрожжи (Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces
marxianus) используются в производстве молочнокислых продуктов.К видам, которые
способны вредить в пищевой промышленности относится мицелиальный грибок ярровия
липолитическая (Yarrowia lipolytica) (дрожжевая анаморфа ярровии описана в роде
Candida). Этот вид продуцирует ферменты, расцепляющие жиры и белки. Он может развиваться в продуктах с высоким содержанием жира и вызывает прогоркание. В фармацевтике препараты дрожжей применяются как витаминные и другие биологически активные
добавки, главным образом благодаря высокому содержанию в них витаминов группы B. В
бродильных производствах в качестве побочного продукта накапливаются большие коли-
чества дрожжевой биомассы, богатой белками, жирами и углеводами. Дрожжевая масса
или дрожжевые экстракты могут использоваться как кормовые добавки. Ход работы:
Приготовление реактивов, необходимых для лабораторной работы. (12 слайд).
Дрожжи (13 слайд) богаты нуклеопротеинами. Нуклеопротеины можно извлечь из разрушенных дрожжевых клеток при щелочной реакции раствора и осадить при его окислении.
Прилить (14 слайд) в ступку 30 мл раствора едкого натра 0,4 % и продолжать растирание в
течение 15-20 мин. Перелить содержимое ступки в центрифужные пробирки, уравновесить и центрифугировать в течение 10-15 мин. Центрифугат слить в стаканчик и, непрерывно помешивая палочкой, прилить из пипетки раствор уксусной кислоты 5% (12-15 мл)
до полного осаждения нуклеопротеина. Полученный нуклеопротеин используется для
гидролиза.
Частичный гидролиз нуклеопротеинов (15 слайд) можно осуществить путем кипячения с 10% серной кислотой в течение часа. При этом происходит расщепление на белок
и нуклеиновую кислоту, нуклеиновая кислота далее распадается на отдельные нуклеотиды
и отщепляет в первую очередь пуриновые основания (гуанин и аденин) и фосфорную кислоту. Белок также подвергается частичному гидролизу. Продукты расщепления нуклеопротеинов, а также пентозу, которая частично отщепляется в свободном виде, можно обнаружить при помощи специальных реакций. Пуриновые основания открывают по образованию осадка серебряных солей, фосфорную кислоту по реакции с молибденовокислым
аммонием, а пентозу - по характерной реакции Молиша с концентрированной серной кислотой.
Нуклеопротеин, выделенный из дрожжей или другого объекта, перенести в круглодонную
колбу, добавить 20 мл 10% серной кислоты и 20 мл дистиллированной воды. Закрыть колбу пробкой с обратным холодильником и осторожно кипятить содержимое в течение часа.
Гидролизат после охлаждения отфильтровать и проделать с ним следующие реакции.
а) Биуретовая проба на полипептиды (16 слайд).
К 1 мл гидролизата прибавить 0,5 мл 10% едкого натра и несколько капель 1% раствора медного купороса. Жидкость окрашивается в розовый цвет.
б) Серебряная проба на пуриновые основания (17слайд).
К 1 мл гидролизата прилить 5 капель 2% аммиачного раствора азотнокислого серебра. При стоянии через 3-5 минут выпадает небольшой бурый осадок серебряных соединений пуриновых оснований.
в) Качественная реакция Молиша на углевод (пентозу) (18 слайд).
К 10 каплям гидролизата дрожжей добавить 2-3 капли 1% алкогольного раствора
тимола, перемешать и по стенке пробирки осторожно спустить равный объем концентрированной серной кислоты. Образуется красное окрашивание вследствие образования продукта конденсации фурфурола с тимолом.
г) Молибденовая проба на фосфорную кислоту (19 слайд).
К 5 каплям гидролизата прилить 5 капель молибденового реактива (раствор молибденовокислого аммония в азотной кислоте) и кипятить несколько минут. Жидкость окрашивается в лимонно-желтый цвет. При охлаждении образуется желтый кристаллический
осадок комплексного соединения фосфорно-молибденовокислого аммония.
Сделайте вывод по демонстрационному опыту (20 слайд).
6. Закрепление материала.
А) Заполните таблицу «Роль ученых в изучении нуклеиновых кислот» (21 слайд). Проверьте правильность заполнения таблицы (22 слайд).
Б) Установите соответствие между фотографией ученого и его фамилией (23 слайд).
Заключительное слово учителя. Подведение итогов [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12].
Слайдовая презентация для занятия 1
«Из истории изучения нуклеиновых кислот»
Изучение нового материала
Фридрих Мишер
(1844—1895 гг.)
Исполнитель:
студентка 4 курса отделения
«Химия, биология»
Бадртдинова А. Т.
Научный руководитель:
к. п. н., доцент кафедры общей биологии,
теории и методики обучения
Наливайко И.В.
Самара, 2010
Альбрехт Коссель
(16 сентября 1853— 5 июля
1927 гг.)
Альбрехт Коссель, выделил из
продуктов гидролиза нуклеиновых
кислот ранее неизвестные
химикам вещества азотистые
основания – аденин и ксантин. Он
был первым ученым, получившим
за работы в области нуклеиновых
кислот Нобелевскую премию. В
официальном документе,
формулирующем основания для
присуждения премии, было
написано, что открытие в
нуклеиновых кислотах аденина и
гуанина объясняет происхождение
нормального продукта обмена,
выделяющегося через почки, –
мочевой кислоты.
В 1869 году швейцарский
исследователь Ф. Мишер впервые
выделил из ядер лейкоцитов человека
не известное ранее вещество. Он
назвал это вещество нуклеином (от
лат. «nucleus») ядро. Затем в
лаборатории под руководством
Мишера подобные вещества были
выделены из эритроцитов птиц,
рептилий, из дрожжей и ряда
природных объектов. Позднее Ф.
Мишер установил, что открытый им
нуклеин представляет собой смесь
нуклеиновых кислот. Так были
открыты нуклеиновые кислоты и
новая группа сложных белков –
нуклеопротеины.
2
1
А. Н. Белозёрский
(1905—1972 гг.)
1936 г. - А. Н. Белозёрский впервые
обнаружил молекулу ДНК в
клетках растений, в ростках
конского каштана. После этого
ДНК стали рассматривать как
универсальный биологический
материал.
В 1909 г. в результате гидролиза нуклеиновых кислот
были выделены сахара: рибоза и дезоксирибоза.
3
5
Также изучались различные
процессы. В периоде с 1900 по
1930 г. Проводились работы по
созданию хромосомной теории
наследственности. Основное
положение этой теории составил
Томас Морган.
Томас Хант Морган
(25 сентября 1866-4 декабря
1945 гг.)
4
Музыкальная пауза или
гимнастика для глаз
6
1950 – 1953 г. – Э. Чаргафф с
сотрудниками опубликовал
сенсационную серию работ, по
изучению химической структуры
нуклеиновых кислот. Они
обследовали огромное
количество организмов. После
исследований было составлено
правило Чаргаффа(В ДНК кол-во
пуриновых оснований равняется
кол-ву пиримидиновых
оснований).
Эрвин Чаргафф
1905 г.
7
8
Правилом Чаргаффа позднее воспользовались два учёных
Дж. Уотсон и Ф. Крик при построении моделей
молекулы ДНК. На основание этих исследований было
высказано предположение , что эта закономерность
обусловлена наличием генетического кода.
Джеймс Дью́и Уо́тсон
(6 апреля 1928 г.)
Фрэнсис Крик
(8 июня 1916— 28 июля 2004 гг)
1. Выделение нуклеопротеинов из дрожжей:
Чаще всего используют дикие формы или культурные расы
Saccharomyces cerevisiae. Этот вид в литературе называют
«пивные» или «пекарские» дрожжи, хотя в пивоварении
используются и другие виды.
9
Приготовление реактивов
Гидроксид натрия 10 % : 4 г
NaOH (кристал.) + 36 г Н2O
(дистил.)
Сульфат меди 1% : 19,5 г CuSO4
5Н 2O + 230,5 мл Н2O (дистил.)
Нитрат серебра (насыщенный
раствор) : 2 г АgNO3 + 100 мл
Н2O (дистил.) Добавлять
NH 4OH растворения осадка.
Тимол 1 % : 1 г тимола + 130 мл в
C2H5OH (считая спирт 90 %).
Молибденовый реактив : 7,5 г
молибденовокислого аммония +
100 мл Н2O дистилиров., затем
(после частичного растворения)
+ 100 мл HNO 3.
10
Дрожжи богаты нуклеопротеинами. Нуклеопротеины можно извлечь из
разрушенных дрожжевых клеток при щелочной реакции раствора и
осадить при его окислении.
*
2. Гидролиз нуклеопротеинов , выделенных из дрожжей.
Обнаружение продуктов гидролиза нуклеопротеинов.
Центрифугирование
13
Биуретовая проба на
полипептиды
1 мл гидролизата дрожжей + 0,5мл 10%
NaOH + 2-3 капли 1% CuSO4
фиолетовое
или
розово-фиолетовое
окрашивание
12
11
Подготовка гидролизата дрожжей
14
Серебряная проба на пуриновые
основания
1 мл гидролизата дрожжей + 5 капель АgNO3
15
бурый осадок
16
Качественная реакция Молиша на
углевод (пентозу)
Молибденовая проба на
фосфорную кислоту
5 капель гидролизата дрожжей + 5 капель
молибденового реактива
желтое окрашивание
10 капель гидролизата дрожжей + 2-3
капли алкогольного раствора тимола +
H2SO4
красное окрашивание
17
18
Закрепление
Вывод: гидролизат дрожжей состоит из
следующих компонентов: белок, азотистые
основания, углевод – пентоза, фосфорная кислота
Результаты качественных реакций:
1. Гидролизат дрожжей;
2. Биуретовая проба на белок;
3. Серебряная проба на пуриновые основания;
4. Качественная реакция Молиша на углевод
(пентозу);
5. Молибденовая проба на фосфорную кислоту.
1
2
Заполните таблицу «Роль ученых в изучении нуклеиновых кислот»:
Фамилии ученых Год
исследования
Вклад в изучение
нуклеиновых
кислот
1.
2.
3
4
5
3.
4.
5.
19
Установите соответствие:
Проверьте правильность заполнения:
Фамилии ученых
Год исследования
20
Вклад в изучение
нуклеиновых
кислот
1. Мишер
1869 г.
Открыл
нуклеопротеины
2. Белозёрский
1936 г.
Обнаружил молекулу
ДНК
3. Морган
1900-1930 гг.
Сформулировал
основное положение
хромосомной теории
4. Кольцов
1928 г.
5. Чаргафф
1950 – 1953 гг.
1.Уотсон; 2.Кольцов; 3.Коссель; 4. Крик; 5. Морган; 6.Белозерский:
А
Б
В
Г
Д
Е
Высказал
предположение о
матричном синтезе
Составлено правило
Чаргаффа
21
22
Упражнения для глаз при работе за компьютером
Когда мы долго смотрим на экран телевизора, монитор компьютера, глаза очень
устают, следя за непрерывным бегом световых лучей. Обычно мы моргаем раз двадцать в
минуту, на что слезоточивые железы реагируют увлажнением роговицы. Когда же мы неподвижно смотрим на экран, то моргаем почти в три раза меньше, в результате чего глаз
становится «сухим», появляется ощущение жжения. Самое подходящее в этой ситуации помогать своим глазам, создавая искусственное увлажнение роговицам.
Полезно делать следующие упражнения:
1) 30 секунд быстро моргайте, столько же времени смотрите прямо перед собой
(повторите 3 раза).
2) Закройте глаза и вращайте по кругу глазными яблоками влево - вверх - вправо вниз (повторите 4 раза).
3) Закройте глаза и посмотрите вверх - вниз (повторите 8 раз).
4) Крепко зажмурьте глаза на несколько секунд - резко широко откройте (повторите 5 раз).
Искусственный свет, светящиеся экраны телевизора и компьютера, электронные
игры грубо и бесцеремонно воздействуют на органы зрения, которые постоянно перенапрягаются. Известный американский офтальмолог Бейтс установил, что большинство
проблем со зрением у его пациентов возникает от бессознательного чрезмерного напряжения глаз. Он советовал несколько раз в течение дня давать отдых глазам, проделывая
нехитрое упражнение:
1. Сядьте за стол и обопритесь на локти.
2. Встряхните руками и расслабьте запястья и пальцы.
3. Потрите друг о друга ладони, пока они не станут теплыми.
4. Обопритесь головой о руки и закройте глаза ладонями. Пальцы обеих рук должны пересекаться на лбу. Постарайтесь, чтобы руки были совершенно расслабленными и не
давили на глаза. Ладони должны лежать на веках словно купол.
5. Почувствуйте темноту. В темноте в светочувствительных клетках сетчатки образуется очень важный для зрения родопсин. Теперь ваши глаза совершенно расслабленны.
Восприятие темноты - это самое глубокое расслабление для глаз, во время которого они
восстанавливаются.
6. Представьте себе, что смотрите на темную поверхность (например, гладь озера
или ночного неба), и она заполняет все поле зрения, передаваясь по зрительному нерву в
центр головного мозга.
Через некоторое время у вас перед глазами снова появятся какие-то образы, но не
сопротивляйтесь этому и возвращайтесь постепенно к повседневной жизни. Глаза пусть
остаются закрытыми.
7. Уберите руки от глаз и почувствуйте разницу в яркости и температуре.
8. Когда будете готовы, зажмурьтесь и откройте глаза.
Экран компьютера не провоцирует глазные болезни, но он выявляет даже малейший дефект зрения. Люди, страдающие дальнозоркостью и астигматизмом, больше устают от работы за компьютером, чем близорукие. Причиной быстрой утомляемости глаз
может быть и то, что характеристики зрения обоих глаз различны, и их микроскопические
мышцы затрачивают определенные усилия для совмещения. В результате процесса коррекции может даже заболеть голова. После трех-четырех часов работы с компьютером необходимо дать глазам отдохнуть. Освещение в комнате, где стоит монитор, не должно
быть слишком ярким или тусклым. Источник света надо установить так, чтобы на экран
не падали тени. Помогите своим глазам с помощью подручных средств [1].
Нами так же разработаны занятия элективного курса по темам «Строение нуклеиновых кислот. Азотистые основания» (2 ч), «Строение нуклеиновых кислот. Нуклеозиды и нуклеотиды» (2 ч), «Дезоксирибонуклеиновые кислоты. Состав и структура ДНК» (1 ч) и презентации к ним. Создан видеоролик с применением программы Nero на тему «Выделение нуклеопротеинов из
дрожжей. Определение продуктов гидролиза нуклеопротеинов».
Разработка занятий элективного курса «Строение и функции нуклеиновых кислот» показала, что необходимо тщательно подходить к отбору материала на основе возраста учащихся. Из-за отсутствия необходимого оборудования и реактивов создание презентаций, содержащих фотографии демонстрационных опытов и видеофрагменты являются выходом из ситуации невозможности их показа в условиях сельской школы, а в некоторых случаях и в
городской. С другой стороны, занятия, проводимые с применением ИКТ,
должны повышать интерес учащихся, способствовать лучшему усвоению материала и его закреплению.
Список использованных источников:
1. Гимнастика для глаз / www.visioncorrection.ru
2. Ермаков Д.С. Элективные курсы по биологии для профильного обучения/ http://bio.1september.ru
3. История открытия ДНК / www. afonin-59-bio.narod.ru
4. Молекулярная биология: Учеб. для студ. пед. вузов / А. С. Коничев. Г.
А. Севастьянова. – 2-е изд., испр. – М. : Издательский центр «Академия»,
2005. – 400 с.
5. Нуклеиновые кислоты / www.bestreferat.ru
6. Нуклеиновые кислоты / www. wikipedia.org. ru
7. Общая биология: Учеб. для 10 – 11 кл. с углубл. изучением биологии в
шк. / Л. В. Высоцкая, С. М. Глаголев, Г. М. Дышмиц и др.; Под ред. В. К.
Шумного и др. – 3-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 2001. - С. 37 -39.
8. Основы общей биологии: Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений / Под общей ред. проф. И.Н.Пономаревой. – М.: ВентанаГраф, 2004. – 240 с.
9. Общая биология: Учебник для учащихся 11 класса общеобразовательных учреждений / Под ред. проф. И. Н. Пономаревой. – М.: Вентана- Граф,
2004. – 224 с.
10. Практикум по общей биохимии: Учеб. пособие для студентов хим.
спец. пед. ин-тов / Ю. Б. Филиппович, Т.А. Егорова, Г.А. Севастьянова; Под
общ. Ред. Ю. Б. Филипповича. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1982. 311 с.
11. Сороколет О. Ю. Строение и функции нуклеиновых кислот (программа курса по выбору для учащихся старших классов школы, 35 ч)
/Инновационное развитие сельской школы: учеб пособие. – Самара: СГПУ,
ООО «Типография», 2009. – С. 140-146.
12. Яшенкина Л. Д. План-конспект урока по теме «Нуклеиновые кислоты». 10-й класс/ www.festival.1september.ru