Нуклеиновые кислоты - Нефтекамский нефтяной колледж

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
Государственное автономное образовательное
учреждение среднего профессионального
образования
Нефтекамский нефтяной колледж
Посвящается году охраны окружающей среды
Учебно-методический комплекс обучающегося
по дисциплине «Биология»
на тему «Нуклеиновые кислоты»
Нефтекамск – 2013
Автор Р.В. Хамидуллина, преподаватель высшей категории, к.б.н.
ГАОУ СПО Нефтекамский нефтяной колледж
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
3
1. Формируемые общие компетенции
4
2. Изучаемые вопросы
6
3. Глоссарий
7
4. Теоретический материал. задания для самостоятельной
8
работы
5. Вопросы для самоконтроля
13
6. Усвоенные знания и освоенные умения
13
7. Домашнее задание
14
Список основных и дополнительных
15
источников информации
ГАОУ СПО Нефтекамский нефтяной колледж ® 2013
3
ВВЕДЕНИЕ
Уважаемый студент!
Учебно-методический комплекс по теме «Нуклеиновые кислоты» (далее
УМК) предназначен для того, чтобы сделать вашу работу на занятии и
внеаудиторную самостоятельную работу по освоению новой области знаний
оптимально удобной и максимально понятной. В УМК содержание темы
разбито на дидактические единицы. Структура темы построена следующим
образом:

Формируемые общие компетенции, цели и задачи для успешного
освоения умений и усвоения знаний.

Основные понятия и термины по теме (определения даются в
глоссарии). Их нужно знать.

План изучения темы (вопросы, необходимые для изучения).

Краткое изложение теоретических вопросов.
Наличие тезисной информации по теме позволит вам вспомнить
ключевые моменты, рассмотренные на занятии. Данный материал также
будет полезен Вам при подготовке к текущему и рубежному контролю и для
выполнения самостоятельных заданий.

Задания для самостоятельного выполнения на занятии и в рамках
внеаудиторной работы (оформляются в виде таблиц, схем, тезисов и т.п.).

Вопросы для самоконтроля по теме (для самопроверки усвоения
знаний и освоения умений).
Желаем Вам успехов!
4
1. ФОРМИРУЕМЫЕ ОБЩИЕ КОМПЕТЕНЦИИ.
ОК 6. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с
коллегами, руководством, потребителями.
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды, за
результат выполнения заданий.
5
Тип урока: Урок изложения нового материала
Цели урока:
учебные:
 усвоить знания о строении, свойствах, структуре молекул
нуклеиновых кислот, как биополимеров, принципе комплементарности в
ДНК, роли нуклеиновых кислот в живой природе;
 освоить умения анализировать, составлять выводы и умозаключения
при решении биологических задач.
воспитательные:
 воспитание культуры общения и труда в команде, ответственности
принятия решений, экологической культуры и привитие здорового образа
жизни.
развивающие:
 развитие воображения, логического мышления, внимания и памяти.
6
2. ИЗУЧАЕМЫЕ ВОПРОСЫ.
1. Определение нуклеиновых кислот и их типы – ДНК и РНК.
2. Открытие нуклеиновых кислот.
3. Местонахождение ДНК в клетке.
4. Строение нуклеотида ДНК.
5. Строение молекулы ДНК.
6. Принцип комплементарности.
7. Репликация ДНК.
8. Местонахождение РНК в клетке.
9. Строение нуклеотида РНК.
10. Строение молекулы РНК.
11. Типы РНК.
7
3. ГЛОССАРИЙ.
Нуклеиновые кислоты
высокомолекулярные биополимеры,
(ДНК и РНК)
мономерами которых являются нуклеотиды
Принцип
избирательное соединение азотистых
комплементарности
оснований нуклеотидов
Репликация
процесс синтеза ДНК
8
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. ЗАДАНИЯ ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ
НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ – ДНК И РНК
В НИИ обратилась молодая семейная пара, у каждого из которых в ряду
поколений наблюдались врожденные дефекты. Поэтому они хотели бы
узнать родятся ли у них дети с подобными отклонениями. Вы, наши научные
сотрудники, можете дать ответ на этот вопрос, проведя генетический анализ
нуклеиновых кислот – ДНК и РНК по основным показателям.
1) Нуклеиновые кислоты и их типы.
Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные биополимеры,
мономерами которых являются нуклеотиды.
Нуклеиновые кислоты
Дезоксирибонуклеиновая кислота
ДНК
Рибонуклеиновая кислота
РНК
2) Открытие ДНК.
ДНК была открыта Иоганном Фридрихом Мишером в 1869 году.
Структура двойной спирали ДНК была расшифрована Френсисом
Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 году.
3) Местонахождение ДНК в клетке.
ДНК находится в ядре клетки, кроме того, имеется в митохондриях и
хлоропластах.
4) Строение нуклеотида ДНК.
9
В состав нуклеотида ДНК входят углевод дезоксирибоза, остаток
фосфорной кислоты и азотистые основания четырех видов: аденин (А),
гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т).
Нуклеотиды отличаются друг от друга только азотистыми основаниями.
Азотистое основание
Нуклеотид
Аденин
Адениловый
Гуанин
Гуаниловый
Цитозин
Цитидиловый
Тимин
Тимидиловый
5) Строение молекулы ДНК.
Нуклеотиды соединяются между собой в
цепочку путем образования ковалентных связей
между дезоксирибозой одного и остатком
фосфорной кислоты соседнего нуклеотида,
образуя, таким образом, длинные полимерные
нити.
Две полимерные нити объединяются в одну
молекулу водородными связями, возникающими
между азотистыми основаниями разных цепочек, и
образуют двойную спираль, состоящую из двух
спирально закрученных нитей.
Расстояние между нуклеотидами одной нити
равно 0,34 нм. На один виток спирали приходится
10 нуклеотидов, следовательно, длина одного
витка спирали составляет 3,4 нм.
6) Принцип комплементарности.
Нуклеотиды
соединяются
между
собой
по
принципу
комплементарности: против аденина одной цепи
располагается тимин другой цепи, против гуанина
одной цепи располагается цитозин другой цепи, то есть
аденин комплементарен тимину и между ними две
водородные связи, а гуанин – цитозину и между ними
три водородные связи.
А=Т
Ц≡Г
7) Репликация ДНК.
10
Репликация – процесс синтеза ДНК. Причиной нарушения структуры
ДНК может служить множество факторов внешней среды таких, как
вредные привычки (курение, алкоголь, наркомания), воспитание,
профессиональная деятельность, физическая активность, экологические
факторы (радиация, химикаты, вирусы) и многих, многих других.
8) Местонахождение РНК в клетке.
РНК содержится в цитоплазме и ядре клетки.
9) Строение нуклеотида РНК.
В состав нуклеотида РНК входят углевод рибоза, остаток фосфорной
кислоты и азотистые основания четырех видов: аденин (А), гуанин (Г),
цитозин (Ц), урацил (У).
10) Строение молекулы РНК.
РНК состоит из одной длинной цепи, образованной из последовательно
соединенных нуклеотидов.
11) Типы РНК.
1. Рибосомальная РНК (рРНК) содержится в рибосомах.
2. Информационные (иРНК), или матричные (мРНК), переносят
информацию о последовательности нуклеотидов в ДНК, хранящуюся в ядре,
к месту синтеза белка.
3. Транспортные РНК (тРНК) доставляют аминокислоты к месту синтеза
белка.
11
НАУЧНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ №1
Исследование структуры и состава ДНК (выполняет лаборатория №1) с
отражением результатов работы в таблице.
Цель: изучить состав и структуру ДНК.
• Исследование 1. Заполните схему строения нуклеотида ДНК.
О
Азотистое
основание:
Углевод
Остаток
?
?
?
• Исследование 2. Используя принцип комплементарности, определить
последовательность нуклеотидов второй цепи молекулы ДНК.
Г
Г
Г
Ц
А
Т
А
А
Ц
Г
Ц
Т
• Исследование 3. Заполните таблицу.
Признак
Местонахождение в клетке
1.
Азотистые основания
2.
Углевод
3.
Строение молекулы
4.
ДНК
Вывод. По результатам проведенных исследований сделайте выводы.
Если по изученным показателям имеются отклонения от нормы, то в данной
семье могут быть дети с аномалиями, а если все показатели в норме, то
потомство будет здоровым.
12
НАУЧНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ №2
Исследование структуры и состава РНК (выполняет лаборатория №2) с
отражением результатов работы в таблице.
Цель: изучить состав и структуру РНК.
• Исследование 1. Заполните схему строения нуклеотида РНК.
О
Азотистое
основание:
Углевод
Остаток
?
?
?
• Исследование 2. Используя принцип комплементарности, определить
последовательность нуклеотидов второй цепи молекулы ДНК.
А
Г
Т
А
Ц
Ц
Г
А
Т
А
Ц
Т
• Исследование 3. Заполните таблицу.
Признак
Местонахождение в клетке
1.
Азотистые основания
2.
Углевод
3.
Строение молекулы
4.
РНК
Вывод. По результатам проведенных исследований сделайте выводы.
Если по изученным показателям имеются отклонения от нормы, то в данной
семье могут быть дети с аномалиями, а если все показатели в норме, то
потомство будет здоровым.
13
5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ.
1. Какое строение имеет молекула ДНК?
2. Какое строение имеет молекула РНК?
3. Чем отличаются составы нуклеотидов ДНК и РНК?
4. Какой углевод входит в состав нуклеотидов ДНК?
5. Какой углевод входит в состав нуклеотидов РНК?
5. Какую роль выполняют эти НК?
6. Каково их местоположение?
6. УСВОЕННЫЕ ЗНАНИЯ И ОСВОЕННЫЕ УМЕНИЯ.
Умения, освоенные после изучения темы:
 объяснять влияние экологических факторов на живые организмы,
мутагенов на растения, животных и человека; отрицательное влияние
алкоголя, никотина, наркотических веществ на развитие человека;
нарушения в развитии организмов, мутации и их значение в возникновении
наследственных заболеваний;
 решать элементарные биологические задачи;
 выявлять источники и наличие мутагенов в окружающей среде
(косвенно);
 находить информацию о биологических объектах в различных
источниках (учебниках, справочниках, научно-популярных изданиях,
компьютерных базах, ресурсах сети Интернет) и критически ее оценивать.
Знания, усвоенные после изучения темы:
 закономерности изменчивости и наследственности;
 строение и функционирование биологических объектов: клетки,
генов;
 вклад выдающихся ученых в развитие биологической науки;
 биологическая терминология и символика.
14
7. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
I. Изучить текст учебника с. 13 – 16.
II. Дополнительное задание.
1. Решить задачу. Одна из цепей ДНК имеет структуру Г-Т-Г-Т-А-А-Ц-ГА-Ц-Ц-Г. Используя принцип комплементарности, постройте вторую цепь.
2. Согласно правилу Чаргаффа:
1) Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину:
А=Т, Г=Ц.
2) Сумма аденинов и гуанинов равна сумме тиминов и цитозинов:
А+Г=Т+Ц.
3) Сумма аденинов и тиминов плюс сумма гуанинов и цитозинов
составляет 100%: (А+Т)+(Г+Ц)=100%.
Пользуясь правилом Чаргаффа, решите задачи:
1) В молекуле ДНК количество нуклеотидов с гуанином составляет 10%
от общего числа. Сколько нуклеотидов с аденином содержится в этой
молекуле?
2) В молекуле ДНК находится 1100 нуклеотидов с аденином, что
составляет 10% от их общего числа. Определите сколько нуклеотидов с
тимином, гуанином, цитозином содержится в отдельности в молекуле ДНК.
III. Интернет-ресурс http://urokrost.ru. Урок РОСТ – ЕГЭ. Биология.
15
СПИСОК ОСНОВНЫХ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ
ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
1. Константинов В.М., Резанов А.Г. Биология. – М.: Академия, 2011;
2. Константинов В.М., Резанов А.Г., Фадеева Е.О. Общая биология. –
М.: Академия, 2010;
3. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б. Общая биология. – М.: Высшая школа,
2010
4. Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б. Биология. Общая биология. – М.:
Дрофа, 2010.
5. Чебышев Н. Биология. – М.: Новая волна, 2010.
6. http://school-collection.edu.ru;
7. http://www.openclass.ru;
8. http://bio.1september.ru/index.php.
ГАОУ СПО Нефтекамский нефтяной колледж ® 2013
16