Лекция № 5. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. АТФ. 1 Проверка знаний по теме «Белки, состав, структура, функции» (работа на 10-12 минут) 2 2 1 вариант 2 вариант На 1.Вместо точек проставьте нужные слова: «4А) Мономерами белков 6» А)В состав белков входят элементы:…; являются… ; Б) Всего в белках Б) Основная связь между имеется … видов мономерами белка -… аминокислот В) Вторичная В) Первичная структура структура белка в виде белка в виде …; … Г) Четвертичная Г) Третичная структура структура белка в белка в виде…; виде…; Д) Восстановление Д) Разрушение природной природной структуры структуры белка белка называется…; называется… На выполнение задания - 3 минуты 3 На 2. Вместо точек проставьте соответствующие «7функции белков 8» А) Ускоряя химические А) Ферменты реакции в клетке, выполняют… белки выполняют … функцию функцию. Б) Белки-гормоны Б) Антитела выполняют выполняют … … функцию. функцию В) Гемоглобин В) Белки в составе выполняет …функцию. мышц, хрящей, волос и т.д. выполняют … функцию. Г) Сократительные Г) Белки клеточных белки выполняют мембран, …функцию улавливающие воздействия на них выполняют… функцию. На выполнение задания – 5 минут 4 На 3. Ответьте на 1 вопрос (на выбор) «910» А) Чем можно объяснить А) Почему для огромное разнообразие белков в природе, несмотря на то, что в их состав входят одни и те же аминокислоты? Б) Какую структуру могут иметь белки в составе мышц и почему? В) Чем сходны и чем отличаются простые белки от сложных? человека опасно повышение температуры тела свыше 410 ? Б) Какую структуру могут иметь белки в составе сухожилий и почему? В) Какой структурой определяются все особенности строения белка и почему? На выполнение задания – 2 минуты 5 1 вариант 1.Вместо точек проставьте нужные слова: А)В состав белков входят элементы N,С,О,Н Б) Всего в белках имеется 20 видов аминокислот В) Вторичная структура белка в виде спирали Г) Четвертичная структура белка в виде нескольких связанных глобул Д) Восстановление природной структуры белка называется ренатурация 2 вариант А) Мономерами белков являются аминокислоты Б) Основная связь между мономерами белка -пептидная В) Первичная структура белка в виде цепочки аминокислот Г) Третичная структура белка в виде глобулы Д) Разрушение природной структуры белка называется денатурация 2. Вместо точек проставьте соответствующие функции белков А) Ускоряя химические реакции в А) Ферменты выполняют клетке, белки выполняют каталитическую функцию каталитическую функцию. Б) Белки-гормоны выполняют Б) Антитела выполняют защитную регуляторную функцию функцию. В) Гемоглобин эритроцитов В) Белки в составе мышц, хрящей, выполняет транспортную функцию. волос и т.д. выполняют строительную функцию. Г) Сократительные белки Г) Белки клеточных мембран, выполняют двигательную функцию улавливающие воздействия на них6 выполняют сигнальную функцию. ТЕМА : НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. АТФ. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УРОКА: УЗНАТЬ: Состав, структуру и функции молекул нуклеиновых кислот, АТФ. НАУЧИТЬСЯ: Решать задачи на применение принципа комплементарности РАЗВИВАТЬ УМЕНИЯ: •заполнять таблицы по тексту учебника •сравнивать объекты - молекулы ДНК и РНК • логически связывать строение, свойства и 7 функции молекул нуклеиновых кислот 1. Строение нуклеиновых кислот. Строение и функции ДНК. 3. Строение молекул РНК. 4. Строение и функции АТФ. 2. 8 Если мы разрежем яблоко, извлечем семена и посадим их, из этих семян никогда не вырастет рябина. Почему? 9 Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации, мономерами которых является нуклеотид. 10 N (пентозный сахар) Р (остаток фосфорной кислоты) (азотистое основание) 11 Нуклеотиды являются сложными эфирами нуклеозидов и фосфорных кислот. 12 НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ МОНОМЕРЫ - НУКЛЕОТИДЫ РНК рибонуклеиновая кислота ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота Состав нуклеотида в ДНК Азотистые основания: Аденин (А) Гуанин (Г) Цитозин (Ц) Тимин (Т) Дезоксирибоза Остаток фосфорной кислоты Информационная (матричная) РНК (и-РНК) Транспортная РНК (т-РНК) Рибосомная РНК (р-РНК) Состав нуклеотида в РНК Азотистые основания: Аденин (А) Гуанин (Г) Цитозин (Ц) Урацил (У) Рибоза Остаток фосфорной кислоты 13 ДНК была открыта Иоганном Фридрихом Мишером в 1869 году Фридрих Мишер 14 Френсис Крик Джеймс Уотсон 15 СТРУКТУРЫ ДНК И РНК Дж.Уотсон и Ф.Крик Открыли структуру ДНК в 1953г. 16 В природе встречаются 2 вида нуклеиновых кислот: ДНК и РНК В прокариотических и эукариотических организмах генетические функции выполняют оба типа нуклеиновых кислот. Вирусы всегда содержат либо РНК либо ДНК Структура молекулы ДНК ДНК – это полимерная молекула состоящая из 2х комплиментарных полинуклеотидных цепей соединенными водородными связями, имеют большие размеры и громадную молекулярную массу. Первичная структура ДНК Первичную структуру ДНК составляет последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Молекула ДНК состоит из 4 видов нуклеотидов. Вторичная структура ДНК В 1953г. Уотс и Крик установили, что ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из 2-х антипаралельных полинукислотных цепей. Расстояние между азотистыми основаниями = 0,34 нм Пуриновые и пиримидиновые основания направлены внутрь двойной спирали и образуют пары А=Т, Г=Ц. Третичная структура ДНК Это супер спираль или кольцо более высокого порядка, представляет собой дальнейшую спирализацию и суперспирализацию молекулы ДНК. Хромосомы эукариот представляют собой линейную молекулу ДНК. Эукариотическая ДНК обматывает белковые частицы- гистоны, располагающиеся вдоль ДНК. Через определённые интервалы образуя хроматин- это волокно из которого состоят хромосомы. ДНК В СОСТАВЕ ХРОМОСОМ 25 Комплексы участков ДНК и гистонов называются нуклеосомами. Азотистое основание ( А, Т, Г, Ц) 2. Дезоксирибоза 3. Остаток фосфорной кислоты 1. 28 Принцип комплиментарности: А ::::Т Г::::Ц 29 Больших успехов в определении одной структуры достигли Эрвин Чаргафф и его сотрудники (1950г.) Используя метод хроматографии они впервые определили нуклеотидный состав ДНК. Они установили, что соотношение азотистых оснований ДНК подчиняется универсальным. Правила Чаргаффа: 1. Сумма пуриновых нуклеотидов = сумме пиримидиновых нуклеотидов. 2. Молярное содержание аденинов = молярному содержанию тиминов и их отношение =1. 3. Количество аденина = количеству цитозина, а количество гуанина = количеству тимина, сумма аденина и цитозина = сумме гуанина и тимина. Молекула ДНК хранит генетическую информацию в ядре клетки. Молекула ДНК служит матрицей в процессе репликации — копирования информации в дочерних молекулах ДНК. Молекула ДНК служит матрицей в процессе транскрипции — перекодирования информации в структуру молекул РНК, что необходимо для синтеза белковых молекул. 31 Молекула РНК состоит из одной полипептидной цепочки, она более короче , чем цепочка ДНК. В нуклеотидах РНК имеется 4 типа азотистых основания: А,Г,Ц,У; в РНК содержится углевод рибоза и остаток фосфорной кислоты. 32 33 Лидерная последовательность Шайна-Дальгарно 5' Знак начала трансляции 3‘ нетранслируемый район АУГ STOP 3' Кодирующая часть, транслируется а.к. а.к. а.к. а.к. а.к. а.к. а.к. а.к. БЕЛОК 34 35 р-РНК – структурный каркас рибосомы На него нанизываются белки 36 Вторичная и третичная структура 16S р-РНК малой субъединицы 37 Молекула-адаптор. Аминокислота 3' Один ее конец узнает кодон в м-РНК, а другой – несет аминокислоту. Антикодон т-РНК 3' 5' Г Ц У Антикодон м-РНК 5' Ц Г А Кодон 3' 38 39 6. РНК-праймер – это крошечная РНК состоящая всего из 10 нуклеотидов и участвующая в процессе репликации ДНК. 40 Все типы РНК образуются в результате реакции матричного синтеза, в большинстве случаев матрицей служит одна из цепей ДНК. Синтез РНК на матрице ДНК – этот процесс наз. транскрипцией, в котором участвуют ферметы РНКполимераза (транскриптаза). 41 Функции РНК 1). и-РНК (м-РНК) – выполняют функцию матриц белкового синтеза, определяют аминокислотную последовательность белка. 2). р-РНК – выполняют роль структурных компонентов рибосом. 3). т-РНК – участвуют в трансляции информации мРНК и в последовательности аминокислот белка. 42 43 АТФ + H2O → АДФ + H3PO4 + энергия(40 кДж/моль) АДФ + H2O → АМФ + H3PO4 + энергия(40 кДж/моль) Пути синтеза: АДФ + H3PO4 + энергия → АТФ + H2O. 44 1. Является основным источником энергии в организме; 2. Является исходным продуктом для синтеза нуклеиновых кислот; 3. Регулирует множество биохимических процессов; 4. Является медиатором в синапсах. 45 Выполнение задачи на комплементарность Комплементарность – это взаимное дополнение азотистых оснований в молекуле ДНК. Задача : фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Г Т Ц Т А Ц Г А Т Постройте по принципу комплементарности 2-ю цепочку ДНК. РЕШЕНИЕ: 1-я цепь ДНК: Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-А-Т. 2-я цепь ДНК: Ц-А-Г-А-Т-Г-Ц-Т-А Значение комплементарности: Благодаря ей происходят реакции матричного синтеза и самоудвоение ДНК, который лежит в основе роста и размножения организмов. 46 Репликация – процесс самоудвоения молекулы ДНК на основе принципа комплементарности. Значение репликации: благодаря самоудвоению ДНК, происходят процессы деления клеток. 47 Задание для самостоятельной работы (10минут) Прочитайте внимательно текст §7-8 и заполните таблицу: Признаки СХОДСТВА ДНК РНК РАЗЛИЧИЯ: 1) Сахар 2) Азотистые основания 3) Структура 4) Виды молекул 5)Местонахождение в клетке 6) Функции Критерии оценки: точность и краткость ответов, аккуратность 48 выполнения Вставьте нужные слова: (рибоза) 1. В составе РНК есть сахар… (А,Г,Ц,Т) 2. В составе ДНК есть азотистые основания…; 3. И в ДНК, и в РНК есть….; (А,Г,Ц,сахар, Ф ) 4. В ДНК нет азотистого основания…(У) (Цепочки 5. Структура молекулы РНК в виде… Нуклеотидов) 6. ДНК в клетках может находиться в … (В ядре, митохондриях, хлоропластах) (Участие в синтезе белков) 7. Функции РНК:… (А,Г,Ц,У 8. В составе РНК есть азотистые основания…; ) 9. В составе ДНК есть сахар…; (дезоксирибоза) (Т) 10. В РНК нет азотистого основания… (Двойной спирали) 11. Структура молекулы ДНК в виде… (Нуклеотиды) 12. Мономерами ДНК и РНК являются…; 13. РНК в клетках может находиться в… (В ядре, цитоплазме, митохондриях, хлоропластах) 14. Функции ДНК:…(Хранение и передача наслед. информ.) 49 49 Утверждения правильные или неправильные? 1) В ДНК всегда против тимина находится гуанин. 2) Цепочки ДНК соединены водородными связями. + 3) р-РНК находятся в ядре. 4) в ДНК нет азотистого основания урацил. + 5) в ДНК число гуаниловых оснований равно адениловым 6) В РНК всегда против аденина находится тимин + 7) т-РНК находятся в цитоплазме. + 8) и-РНК образуются в ядре. 9) в РНК нет азотистого основания урацил. 10) в ДНК число тимидиловых оснований равно адениловым. + 50 Дайте краткие ответы на вопросы: 1. В чем сходство и различия молекул ДНК и РНК? 2. В чем заключается принцип комплементарности? 3. Что такое репликация и каково ее значение? 4. Какие типы РНК имеются и каковы их функции? 5. В молекуле ДНК количество аденина (А) равно 15%.Каково содержание гуанина, тимина и цитозина в ДНК? 6. В молекуле ДНК 3000 нуклеотидов. Найдите длину ДНК , зная длину одного мономера (0,34 нм). 7. Какое отношение имеет ДНК к вопросу, заданному в начале урока? Благодаря какому свойству ДНК из семян яблони вырастает яблоня? вопросы на запоминание и воспроизведение - вопросы проблемно-поисковые - вопросы творческого характера 51 §7–8 52 53
