Titova_konkyrsnaya_rabota

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Методическая разработка урока биологии
Титова Вера Яковлевна, учитель биологии
МУНИЦИПАЛЬНОГО БЮДЖЕТНОГО ВЕЧЕРНЕГО (СМЕННОГО) ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО
УЧРЕЖДЕНИЯ «ЦЕНТР ОБРАЗОВАНИЯ», Г. БИРОБИДЖАН
2014 г.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Цели урока:
 Образовательная: изучить строение, функции нуклеиновых кислот.
 Развивающая:
формировать
умения
и
навыки,
используя
принцип
комплементарности; сравнивать ДНК и РНК, объяснять их значение в хранении и
передачи наследственной информации.
 Воспитательная: способствовать профориентации – знакомство с профессиями
микробиолога и генетика эксперта.
Задачи урока:
 предметные:
 сформировать знания о строении и функциях молекул ДНК и РНК; принципе
комплементарности;
 отрабатывать умения схематично изображать участки ДНК, строить
комплементарные данному.
 раскрыть роль нуклеиновых кислот в живой природе.
 метапредметные:
 развивать общеучебные умения (понимать и запоминать прочитанное, делать
краткие записи, представление основных мыслей в виде схем, заполнение таблиц и
др.);
 развивать интеллектуальные умения (научить логически мыслить (поиск ответов на
вопросы творческого характера), задавать вопросы и составлять суждения,
сравнивать, находить взаимосвязи (состава, структуры и функций молекул ДНК и
РНК)
 развивать коммуникационные умения (умение понятно, кратко, точно, вежливо
излагать свои мысли, задавать вопросы и отвечать на них, слушать и
сосредотачивать внимание).
 личностные:
 воспитывать у учащихся культуру общения и труда в ходе беседы, просмотра
презентации и анимационного фильма, выполнения заданий.
 воспитывать критическую и объективную самооценку знаний.
Методы проведения: словесный, проблемный, наглядный, самостоятельная работа.
Средства обучения:
 модель ДНК;
 наглядные пособия — таблицы: «Нуклеиновые кислоты», «ДНК», «Строение
клетки», «Белки»;
 модели нуклеотидов;
 раздаточный материал – таблицы.
 видеофильмы: «Происхождение жизни на Земле», «Секретная азбука жизни"
ПЛАН УРОКА:
1.
2.
3.
4.
5.
Проверка знаний о строении и функциях белков;
История открытия нуклеиновых кислот;
Особенности строения ДНК; ее локализация в клетке;
Функции ДНК в клетке;
Особенности строения РНК, ее локализация в клетке, разновидности и функция в
клетке.
Учитель. Сегодня на уроке мы продолжаем изучать жизнь во всех ее проявлениях. Я
предлагаю совершить экспресс-экскурсию в далекое прошлое Земли. С чего же все
начиналось? (Показ видеофрагмента «Происхождение жизни на Земле»)
Все живое на Земле изменяется с течением времени, но в целом жизнь сохраняется. Что
является этим хранителем наследственной информации в клетках живых организмов?
Ответ: (ДНК)
Я хочу спросить, какие биополимеры вам известны? Ответ: (углеводы, белки).
Сегодня мы познакомимся еще с природные высокомолекулярные органические
соединения, не менее важными, чем белки и углеводы. Они обеспечивают хранение и
передачу наследственной информации в живых организмах. Что же это за полимеры?
Я думаю, что многие из вас слышали о расшифровке генома человека. У нас в России эта
программа существует с 1989 г. Работая над этой программой, ученые преследовали цель
– прочесть книгу жизни, т.е. раскрыть всю наследственную информацию человека,
ставили и ставят чисто практические задачи. Прежде всего, это относится к
наследственным болезням, которые являются тяжелым бременем для человеческого
общества. Информация об исследованиях и новых открытиях генетиков звучит с экранов
телевизоров, встречается на полосах газет. И не может современный человек, не
интересоваться, не задумываться над вопросами наследственности. Сейчас совершенно
невозможно оставаться в стороне от обилия информации.
И сегодня на уроке мы с вами только прикоснемся к тайне основы
наследственности.
Прежде чем перейти к изучению новой темы: «С какими полимерами мы познакомились
на прошлом уроке» Ответ: (белки). Предлагается тест по данной теме:
1. Каких органических соединений в живой клетке больше всего?
а) липидов б) нуклеиновых кислот в) белков г) углеводов
2. Белки по строению - это вещества:
а) полимеры б) мономеры в) неорганические вещества г) радикалы
3. Мономером белка является:
а) нуклеотид б) аминокислота в) глюкоза
4. Первичная структура белка представлена :
а) полипептидной цепью б) спиралью в) глобулой
5. Вторичная структура белка представлена:
а) полипептидной цепью б) спиралью в) глобулой
6. Какой белок имеет четвертичную структуру
а) инсулин б) гемоглобин в) лецитин
7. Какая структура белка определяет химический состав и его биологические свойства?
а) первичная б) вторичная в) третичная г) четвертичная
8). Как называется процесс утраты молекулой белка своей конфигурации. Обратим ли этот
процесс?
НОВАЯ ТЕМА
Проблемная ситуация:
«Секреты ДНК». (фрагмент страшной стихийной катастрофы – цунами. Сотни тысяч
погибших. Найден двух месячный ребенок. 9 супружеских пар заявили, что они являются
его родителями.9 супружеских пар заявили, что они являются его его родителями.
Проблемный вопрос:
«Каким способом была разрешена данная ситуация?»
«Что же собой представляет ДНК — молекула, помогающая родным людям найти друг
друга».
Ответ: (Это можно сделать при помощи теста ДНК)
Сообщение темы и цели урока.
Итак, тема нашего урока: Нуклеиновые кислоты. (запись в тетради).
Цели
1. изучить строение нуклеиновых кислот – ДНК и РНК;
2. выяснить каким образом строение нуклеиновых кислот связано с выполняемыми
ими функциями – хранение и передача наследственной информации;
3. научиться осуществлять репликацию ДНК;
4. познакомиться с практическим применением знаний о ДНК;
5. использовать материал урока для выбора будущей профессии.
Из истории открытия нуклеиновых кислот. (устно)
Нуклеиновые кислоты были открыты в 1869 г. швейцарским врачом Ф. Мишером в ядрах
лейкоцитов, входящих в состав гноя. Впоследствии нуклеиновые кислоты были
обнаружены во всех растительных и животных клетках, бактериях, протистах, грибах и
вирусах. Позднее небелковая часть этого вещества была названа нуклеиновой кислотой.
Структуру нуклеиновых кислот установили в 1953 американский биолог Дж. Уотсон
и английский физик Ф. Крик.
Дж. Уотсон - американский биофизик, биохимик,
молекулярный биолог, предложил гипотезу о том, что
ДНК имеет форму двойной спирали, выяснил
молекулярную структуру нуклеиновых кислот и принцип
передачи наследственной информации.
Ф. Крик - английский физик, биофизик, специалист в
области молекулярной биологии, выяснил молекулярную
структуру нуклеиновых кислот; открыв основные типы
РНК, предложил теорию передачи генетического кода и
показал, как происходит копирование молекул ДНК при
делении клеток.
Строение нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения,
обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.
Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, мономеры которых – нуклеотиды.
По схеме дайте определение, что такое нуклеотид?
Ответ: нуклеотид - химическое соединение остатков трех веществ:
 азотистого основания,
 моносахарид,
 остатка фосфорной кислоты.
Виды азотистых оснований:
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ
пуриновые
Аденин (А), гуанин (Г)
Пиридиновые
Цитозин (Ц), тимин (Т)
АЗОТИСТЫЕ ОСНОВАНИЯ - рибоза - остаток фосфорной кислоты
пуриновые
Пиридиновые
Аденин (А), гуанин (Г)
Цитозин (Ц), урацил (У)
Виды нуклеиновых кислот
Существует два вида нуклеиновых кислот:
ДНК- дезоксирибонуклеиновая кислота и РНК – рибонуклеиновая кислота. Эти кислоты
отличаются по строению, нахождению в клетке и выполняемым функциям.
Далее учитель обращает внимание учащихся на «Схематическое строение ДНК» и
продолжает знакомство учащихся со строением ДНК.
ДНК состоит из 2-х спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг
с другом водородными связями, такая структура называется – двойной спиралью. ДНК
содержит углевод дезоксирибозу, 4 типа азотистых оснований : аденин – А, гуанин – Г,
тимин –Т, цитозин- Ц.
Ученик читает стих о строении ДНК:
ДНК – она двойная
И строеньем не простая.
Мономер- нуклеотид,
Из трех штучек состоит
За азотным основаньем
Как в строю – вот красота.
Углевод дезоксирибоза,
Фосфорная кислота.
Есть четыре основанья,
Мы запомним их названья:
Цитозин + гуанин,
А тимин + аденин.
Азотистые основания соединяются друг с другом по принципу комплиментарности.
Комплементарность (от лат. дополнение) – это строгое соответствие азотистых
оснований при образовании двойной спирали ДНК. А = Т (две водородных связи) и Г ≡ Ц
(три водородных связи).
Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи, по принципу комплементарности
можно установить порядок нуклеотидов другой цепи.
Рассмотрим такой пример.
Дан фрагмент цепочки ДНК: …-А-Г-Ц-Т-Т-Ц-Г-Г-А-Т-… Достройте вторую цепочку.
Решение:
Согласно принципу комплементарности можно восстановить недостающую цепь ДНК.
…-А-Г-Ц-Т-Т-Ц-Г-Г-А-Т-…
…-Т-Ц-Г-А-А-Г-Ц-Ц-Т-А-…
В клетке ДНК можно обнаружить в первую очередь в ядре, но кроме этого свои
собственные ДНК имеют митохондрии и пластиды.
Учитель: Молекула ДНК обладает уникальной способностью к удвоению – репликации.
Репликация – процесс самоудвоения молекулы ДНК на основе принципа комплементарности.
Под влиянием ферментов водородные связи между азотистыми основаниями рвутся и
молекула «расплетается». Две цепи расходятся и вдоль каждой образуются новые,
согласно принципу комплементарности. В результате из одной молекулы ДНК
получаются две абсолютно идентичные, только дочерние состоят из одной старой цепи и
одной новой.
ДНК не только хранит наследственную информацию, но и передает её. Клетки постоянно
делятся и вновь возникшие дочерние клетки являются копией материнской клетки.
Именно модель Уотсона-Крика позволила объяснить, каким образом при делении клетки в
каждую дочернюю клетку попадает идентичная информация, содержащаяся в
материнской клетке. Это происходит в результате удвоения молекулы ДНК, то есть в
результате репликации.
Основная функция ДНК – хранение и передача наследственной информации.
Первичное закрепление знаний
Задание №1 Укажите последовательность нуклеотидов второй цепочки ДНК, если первая
цепочка имеет следующую последовательность нуклеотидов:
А-Г-Т-Ц-А-Г-Т-А-Ц-Ц-Г-Т-Г-Ц-Т
Задание № 2 Найдите ошибки в структуре молекулы ДНК
А-Ц-Т-Г-А-Ц-Г-А-Т-Ц-Т-Г
Т-Г-Ц-Ц-Т-Г-Ц-Т-А-Т-А-Ц
Задание № 3
1.Мономером ДНК является:
а) нуклеотид; б) аминокислота; в) глюкоза; г) глицерин.
Задание №4. В состав ДНК НЕ входит: а) дезоксирибоза; б) аденин; в) урацил; г) фосфат.
Задание №5. Модель структуры ДНК открыли в 1953 г.:
а) И.П. Павлов и И.М. Сеченов; б) Ф. Крик и Д. Уотсон; в) Ч.Дарвин и Ж. Ламарк.
Задание №6. Функции ДНК в клетке:
а) является одним из источников энергии;
б) принимает непосредственное участие в синтезе белков;
в) участвует в синтезе углеводов и липидов;
г) обеспечивает хранение и передачу наследственной информации.
Задание №7. Нуклеотиду Ц комплементарен нуклеотид: а) А; б) Г; в) Т; г)У.
Рибонуклеиновая кислота (РНК).
Самостоятельная работа учащихся с учебником.
Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика нуклеиновых кислот»
Признаки
Местонахождение в
клетке
Местонахождение в ядре
Строение макромолекулы
Состав нуклеотида
Типы нуклеотидов
Функции
ДНК
Ядро, митохондрии,
хлоропласты
Хромосомы
Две спирально закрученные
цепи, соединенные
водородными связями
1.Азотистые основания:
А – аденин, Т – тимин,
Г – гуанин, Ц – цитозин.
2.Углевод – дезоксирибоза
3.Остаток фосфорной к-ты
Адениловый, тимидиловый,
гуаниловый, цитидиловый
Является носителем
генетической информации
РНК
сходства
После выполнения задания учащимися проводится проверка заполнения таблицы и
внесение исправлений и дополнений.
Признаки
Местонахождение в
клетке
Местонахождение в ядре
Строение макромолекулы
Состав нуклеотида
Типы нуклеотидов
Функции
сходства
ДНК
Ядро, митохондрии,
хлоропласты
Хромосомы
Две спирально закрученные
цепи, соединенные
водородными связями
1.Азотистые основания:
А – аденин, Т – тимин,
Г – гуанин, Ц – цитозин.
2.Углевод – дезоксирибоза
3.Остаток фосфорной к-ты
Адениловый, тимидиловый,
гуаниловый, цитидиловый
Является носителем
генетической информации
РНК
Ядро, рибосомы, цитоплазма,
митохондрии, хлоропласты
Ядрышко
Одинарная полинуклеотидная
цепочка
1.Азотистые основания:
А – аденин, У - урацил
Г – гуанин, Ц – цитозин.
2.Углевод – рибоза
3.Остаток фосфорной к-ты
Адениловый, тимидиловый,
гуаниловый, цитидиловый
Р-РНК – входят в состав
рибосом и участвуют в
формироавнии активного
центра рибосомы.
Т-РНК – переносят аминокислоты к месту синтеза белка.
И-РНК – передают информацию о структуре белка из ядра
к рибосомам.
ВЫВОД: Значение нуклеиновых кислот в клетке очень велико. Особенности их
химического строения обеспечивают возможность хранения, переноса и передачи по
наследству дочерним клеткам информации о структуре белковых молекул, которые
синтезируются в каждой ткани на определенном этапе индивидуального развития.
Д\З Проверь себя:
Кроссворд по биологии
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ ДНК РНК
9 - 11 класс
1. Органоид клетки, имеющий собственную ДНК.
2. РНК, выполняющая функцию доставки
аминокислот к месту синтеза белка.
3. Химическая связь между комплементарными
основаниями в ДНК.
4. Мономер нуклеиновых кислот.
5. Второе название и-РНК.
6. Азотистое основание, характерное только для
РНК.
7. Моносахарид, входящий в состав РНК.
8. Азотистое основание, комплементарное тимину.
9. Нуклеиновая кислота, входящая в состав
хромосом.
10. Органоид клетки, на котором происходит синтез
белка.
11. Окруженная оболочкой часть клетки, содержащая
хромосомы.
Ответ:
1. хлоропласт 2. транспортная 3. водородная 4. нуклеотид 5. матричная 6. урацил 7.
рибоза 8. аденин 9. днк 10. рибосома 11. Ядро