і отримати безкоштовне
свідоцтво про публікацію
Взяти участь
Поспішайте взяти участь у вебінарі Використання опорних та інтерактивних схем для формування навичок мислення високого рівня
До початку вебінару залишилось:
3
Дня
3
Години
16
Хвилин
30
Секунд
Предмети »
  • Всеосвіта
  • Бібліотека
  • Конспект уроку в 11 класі профіль біолого-хімічний з теми "Нуклеїнові кислоти. Склад нуклеїнових кислот. Будова подвійної спіралі ДНК"

Конспект уроку в 11 класі профіль біолого-хімічний з теми "Нуклеїнові кислоти. Склад нуклеїнових кислот. Будова подвійної спіралі ДНК"

Перегляд
матеріалу
Отримати код

7

Урок №113-114

Тема уроку: Нуклеїнові кислоти. Склад нуклеїнових кислот. Будова подвійної спіралі ДНК

Мета уроку: дати поняття про нуклеїнові кислоти, їх склад, будову та роль в організмі, розвивати уміння аналізувати, узагальнювати, здійснити підготовку до ЗНО, виховувати впевненість у власних силах, формувати предметну компетентність.

Унаочнення: підручник, ПСХЕ, схема будови ДНК.

Хід уроку:

ММ№1 ЗП

  1. Оргчастина

  2. Перевірка домашнього завдання.

Робота з текстом «Білки»

Вставити в текст пропущені терміни і слова.

1). До складу білка входять наступні елементи___,___,____,___,____. 2).Білки–____________ полімери, мономерами яких є ______________. 3).До складу природних білків входять ______ амінокислот, ___ з них незамінні, тобто не синтезуються в організмі і їх надходження в організм обов'язково разом з їжею. 4). Денатурація – процес зміни структури білка під впливом навколишнього середовища, при цьому білок ________ свої функції. 5. Денатурація може бути оборотною, якщо зберігається ____________ структура білка (зворотний процес називається _____) і незворотною, якщо ___________ структура __________.

2. Експрес-опитування

1)Речовина СН3-NH-CH(CH3)2 належить до ряду:а) амідів; б) ароматичних амінів;

в) аліфатичних амінів; г) нітросполук.

2)Речовина, формула якої — С6Н5 -N(CH3)2, називається:

а) анілін; б) диметилфеніламін; в) диметилфенол; г)диметилнітробензен.

3)Реакція, яку показують на індикатор аміни жирного ряду:а) кислотна; б) нейтральна;

в) лужна; г) ніякої.

4)Характерною хімічною реакцією амінів, зумовленою наявністю в їхніх молекулах аміногрупи, є:

а) радикальне заміщення;

б) взаємодія з кислотами з утворенням солей;

в) електрофільне приєднання;

г) нуклеофільне приєднання.

5) Реакції, характерні для аніліну: a) C6H5NH2 + Вг2 → б) C6H5NH2 + NaOH

в) C6H5NH2 + НС1 → г) C6H5NH2 + С6Н6

6) У наведеній схемі перетворень сполукою, що належать до класу амінів, є:

метиламін

7) Обчисліть масу феніламоній хлориду, якщо до аніліну масою 13,95 г додали хлороводень, що виділився на першій стадії хлорування метану об’ємом 5 л (н. у.),

а) 18,2 г; б) 21,2 г; в) 19,4 г; г) 17,5 г.

3. Запишіть рівняння одержання дипептиду з гліцину й валіну.

Взаємоперевірка.

Розбір кроссенсів.

  1. Актуалізація опорних знань

Бесіда.

  1. Які нітрогеновмісні сполуки ви знаєте?

  2. Що таке АК?

  3. Які вони бувають?

  4. Що таке незамінні АК?

  5. Які кольорові реакції білків ви знаєте?

  1. Вивчення нового матеріалу.

Нуклеїнові кислоти — найважливіші органічні сполуки, що зумовлюють можливість існування й розвитку всіх живих організмів. Вони відіграють головну роль у збереженні й реалізації генетичної інформації. Нуклеїнові кислоти були відкриті в середині 60-х рр. ХГХ ст. швейцарським ученим Ф. Мішером. Вивчаючи склад деяких клітин, він виявив невідому речовину біологічного походження, що істотно відрізнялася від відомих на той час білків, жирів і вуглеводів. Учений назвав цю речовину нуклеїном, оскільки виділив її з ядра клітини. Хімічний склад нуклеїнових кислот остаточно було встановлено лише наприкінці 30-х рр. ХХ ст., а їхній склад — значно пізніше, ученими Д. Вотсоном і Ф. Кріком, за що в 1953 р. вони були нагороджені Нобелівською премією.

Нуклеїнові кислоти — це біополімери, макромолекули яких складаються з багаторазово повторюваних ланок — нуклеотидів. Тому їх називають також полінуклеотидами.

Розрізняють два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК), що зберігають генетичну інформацію, і рибонуклеїнові (рНК), які беруть участь у процесах передачі генетичної інформації та біосинтезі білка в клітинах. Головна відмінність їхнього хімічного складу полягає в тому, що в молекулах ДНК міститься залишок вуглеводу дезоксирибози, а в молекулах рНК — рибози. Це відбито в їхніх назвах.

Будова і складові нуклеотиду 

Нуклеїнові кислоти — природні високомолекулярні сполуки, набагато складніші, ніж білки й полісахариди. молекулярна маса нуклеїнових кислот коливається від 100 тисяч до 60 мільярдів.

Молекули ДНК — найбільші за розмірами молекули серед усіх відомих, їхня довжина може сягати кількох сантиметрів, що в 10 млн. разів більше за розміри звичайних молекул. У клітинах вони багаторазово згорнуті, але якщо молекулу ДНК однієї лише клітини людини розгорнути в довжину, то вона становитиме ланцюжок завдовжки кілька метрів. Це свідчить про складність будови молекул нуклеїнових кислот. Утім, головний принцип їхньої будови дуже простий. Ланцюжки нуклеїнових кислот складаються з  постійно повторюваних ланок — нуклеотидів, специфічне повторення яких і зумовлює запис спадкової інформації. Згідно з тривимірною моделлю структури ДНК, яку вони роз-робили, молекули ДНК являють собою два праворуч закручені навколо спільної осі спіральні полінуклеотидні ланцюги із кроком спіралі 34А, що містять 10 нуклеотидів на виток.

Нуклеотид — структурна ланка нуклеїнових кислот — має три складові:

• азотисту основу — піримідинову (урацил, цитозин) або пуринову (аденін, ізанін);

• моносахарид — рибозу або 2-дезоксирибозу;

• залишок фосфатної кислоти.

Нуклеотид — фосфорний естер нуклеозиду. До складу нуклеозиду входять два компоненти: моносахарид (рибоза або дезоксирибоза) і азотиста основа.

Склад і будова нуклеозиду

У молекулах ДНК наявні чотири головні типи нітрогеновмісних основ: аденін, гуанін, цитозин і тимін. До складу рНК замість тиміну входить подібний до нього за будовою урацил.

Нуклеотиди, з’єднуючись один з одним, утворюють полінуклеотидний ланцюг. молекули рНК складаються з одного такого ланцюга, а молекули ДНК — з двох полінуклеотидних ланцюжків. Ці ланцюжки сполучаються між собою водневим зв’язком у чіткій послідовності: тимін з одного ланцюжка — лише з аденіном з протилежного, а цитозин — включно з гуаніном. З’єднавшись, два полінуклеотидні ланцюжки згортаються в спіраль, тобто молекула ДНК стає подвійною спіраллю. У клітинах живих істот молекули ДНК з’єднуються з особливими, ядерними, білками, багаторазово згортаються й утворюють хромосоми.

Макромолекула ДНК являє собою два паралельні нерозгалужені полінуклеотидні ланцюги, закручені навколо загальної осі в подвійну спіраль.

Така просторова структура втримується безліччю водневих зв’язків, утворених азотистими основами, спрямованими всередину спіралі.

Водневі зв’язки виникають між пуриновою основою одного ланцюга й піримідиновою основою іншого ланцюга. Ці основи становлять комплементарні пари (від лат. complementum — «доповнення»).

Утворення водневих зв’язків між комплементарними парами основ зумовлено їхньою просторовою відповідністю. Піримідинова основа комплементарна пуриновій основі. 

Водневі зв’язки між іншими парами основ не дозволяють їм розміститися в структурі подвійної спіралі. Отже:

• ТИМІН (Т) комплементарний АДЕНІНУ (А),

• ЦИТОЗИН (Ц) комплементарний ГУАНІНУ (Г).

Комплементарність ланцюгів у ДНК

Здатність ДНК не лише зберігати, але й використовувати генетичну інформацію визначається такими її властивостями:

• молекули ДНК здатні до реплікації (подвоєння), тобто можуть забезпечити можливість синтезу інших молекул ДНК, ідентичних вихідним;

• молекули ДНК можуть цілком точно й визначено спрямовувати синтез білків, специфічних для організмів певного виду.

 Робота  біля  дошки  й  у  зошитах   ;
1.     Указати     пари     комплементарних      нуклеотидів     у      молекулі    
ДНК:Г—Т;Ц—Г;  А—Г;А—Ц;  А—Т.
2.     Указати    послідовність    нітратних   основ, що    повинні  утворитися   в   процесі     подвоєння     (реплікації)      ДНК     на     базі      полінуклеотидного ланцюга  АЦТ–ТТГ–ГАТ–ТТТ–АЦТ–ГТГ.

* Яким     буде    нуклеотидний     склад     ділянки     одного   ланцюга  молекули   ДНК,     якщо      іРНК      містить  аденіну  21%,  цитозину     25 %, гуаніну  24 %  і  урацилу  30 %?
4.
 У     фрагменті      одного     ланцюга     ДНК     нуклеотиди      розташовані    в    послідовності:     ААГТЦТТАЦГТА.     Який    буде    другий    ланцюг      ДНК?Яка   маса  цього  фрагмента     ДНК?      (Довжина      одного    нуклеотиду —  0,34     нм,  маса         340 а.о.м.)
5.
     У результаті біохімічного  аналізув  молекулі  іРНК  людини  виявлено    нуклеотидів: 440,    які містили гуанін,325—аденін,128 цитозин, 348 урацил. Скільки нуклеотидів, що містять аденін, є у фрагменті молекули  ДНК, на  якій утворилася  названа іРНК.

IV. Підбиття підсумків уроку

В організмі людини міститься величезна кількість білків, кожен з яких виконує специфічну функцію. При цьому функціональні можливості та спеціалізація кожного з них визначається будовою й розташуванням у їхніх молекулах амінокислот. Інформація про амінокислотну послідовність кожного білка, що синтезується в організмі, закодована в молекулах ДНК.

Нуклеїнові кислоти — головні дійові особи в синтезі білків. Усе, що потрібно клітині для життя, запрограмовано на ділянках молекул ДНК — генах. Записана в генах інформація реалізується молекулами рНК. На молекулі ДНК синтезується молекула інформаційної рНК. На молекулі інформаційної рНК, як на матриці, синтезується молекула певного білка, а окремі молекули амінокислот для синтезу постачаються транспортною рНК.

Кількість ізомерних пептидів різко зростає зі збільшенням кількості неоднакових а-амінокислот, що беруть участь у їхньому утворенні. У живому організмі біосинтез поліпептидів (білків) із заданою природою послідовністю а-амінокислотних залишків спрямовують дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК). Безпосередньо його здійснюють рибонуклеїнові кислоти (рНК інформаційні, транспортні, рибосомні) та ферменти.

Підбиваємо підсумки уроку, оцінюємо роботу учнів на уроці.

 

V. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.

Творче завдання: підготувати повідомлення про значення нуклеїнових кислот, шляхи синтезу білків.

Визначте молекулярну масу та довжину гена, якщо у ньому закодований поліпептид, молекулярна маса якого дорівнює 28000 а.о.м. Що має більшу масу – білок чи ген, що його кодує?

Розв’язання

  1. Середня молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 100 умовних одиниць. Білок складається із 28000 : 100 = 280 амінокислот.

  2. Цей білок кодується одним із ланцюгів гена, який містить

    1. х3 = 840 нуклеотидів.

  3. Середня молекулярна маса одного нуклеотида -345 умовних одиниць, молекулярна маса гена (складається з двох ланцюгів ДНК) дорівнює 345 х 840 х 2 = 597600 а.о.м.

  4. довжина одного нуклеотида, або відстань між двома сусідніми вздовж осі ДНК, становить 0,34 нм; Довжина гена дорівнює довжині одного з його ланцюгів: 0,34 х 840 = 285,6 (нм).

  5. Порівняємо масу гена та масу поліпептиду: 597600 : 28000 = 20,7, тобто маса гена приблизно у 21 разів більша ніж маса поліпептиду.

Задача.
Білок складається зі 124 амінокислот. Що важче: білок чи ген , що його кодує?
Оформлення
Дано :
Білок=124 амінокислоти
М(амінокислоти)=100 а.о.м.
М (нуклеотида)=345 а.о.м.
Що важче : білок чи ген, що його кодує?
Розв'язання
1.Визначаємо масу білка : 124*100=12400 а.о.м.
2.Визначаємо кількість нуклеотидів у складі гена , що кодує даний білок : 124*3*2=744 нуклеотиди.
3.Визначаємо масу гена :744*345=256680 а.о.м.
4.Визначаємо , у скільки разів ген важчий за білок : 256680:12400=20,7 разів.
Відповідь : маса гена у 20,7 разів більша від маси білка 

Під час розв’язання таких задач необхідно памятати, що:

         довжина одного нуклеотида, або відстань між двома сусідніми вздовж осі ДНК, становить 0,34 нм;

         середня молекулярна маса одного нуклеотида 345 умовних одиниць;

         середня молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 100 умовних одиниць;

         молекула білка в середньому складається з 200 амінокислот;

         кожну амінокислоту в білковій молекулі кодує триплет нуклеотидів і-РНК (під час трансляції);

         для визначення довжини гена (l) враховують кількість нуклеотидів, яка міститься в одному ланцюзі ДНК;

         для визначення молекулярної маси гена (Mr) враховують кількість нуклеотидів, що міститься у двох ланцюгах ДНК;

         трансляція здійснюється згідно з генетичним кодом;

         для всіх ДНК виконується правило Чаргаффа: А=Т; Г=Ц;

         А+Г = Т+Ц (вміст пуринових азотистих основ – аденіну і гуаніну – дорівнює вмісту піримідинових  азотистих основ – тиміну і цитозину);

         сума  всіх нуклеотидів в молекулі ДНК або РНК (А+Т+Г+Ц чи А+У+Г+Ц) становить 100%.

     Задача 1.На фрагменті одного ланцюга ДНК нуклеотиди розташовані в послідовності, показаній нижче.

           … АГТАЦГГЦАТГТАГЦ …

1.      Намалюйте схему структури дволанцюгової молекули ДНК.

2.      Якою є довжина в нанометрах цього фрагмента?

3.      Якою є маса дволанцюгового фрагмента? 

Розвязання

1.      Керуючись властивістю ДНК, здатністю до самовідтворення (реплікації), в основі якого лежить  комплементарність, запишемо схему дволанцюгової  ДНК:

ДНК:

 

А

Г

Т

-

А

Ц

Г

-

Г

Ц

А

-

Т

Г

Ц

-

А

Г

Ц

 

-

 

 

|

|

|

 

|

|

|

 

|

|

|

 

|

|

|

 

|

|

|

 

 

 

Т

Ц

А

-

Т

Г

Ц

-

Ц

Г

Т

-

А

Ц

Г

-

Т

Ц

Г

-

2.      Довжина одного нуклеотида, або  відстань між двома сусідніми вздовж осі ДНК, становить 0,34 нм. Довжина  дволанцюгового  фрагмента дорівнює довжині одного ланцюга.

l = 15 х 0,34 = 5,1 (нм) (15 - кількість нуклеотидів в одному ланцюгу).

3.      Середня молекулярна маса одного нуклеотида 345 умовних одиниць, молекулярна маса фрагмента ДНК:

Мr = 345 х 15 = 5175 (а.о.м)  (30 – кількість нуклеотидів у двох ланцюгах).

Відповідь. Другий ланцюг фрагмента ДНК має таку структуру:  ТЦА – ТГЦ – ЦГТ – АЦГ – ТЦГ ; довжина фрагмента ДНК – 5,1 нм; молекулярна маса фрагмента ДНК – 5175 а.о.м.

     Задача 2.Фрагмент першого ланцюга ДНК має таку нуклеотидну послідовність: ТАЦАГАТГГАГТЦГЦ. Визначте послідовність мономерів білка, закодованого фрагментом другого ланцюга ДНК.

Розвязання

 

ДНК:     -

ТАЦ

-

АГА

-

ТГГ

-

АГТ

-

ЦГЦ-

 

 

|||

 

|||

 

|||

 

|||

 

|||

 

              

АТГ

-

ТЦТ

-

АЦЦ     -

ТЦА

-

ГЦГ-

 

іРНК:    -

УАЦ

-

АГА

-

УГГ

-

АГУ

-

ЦГЦ-

 

Білок:   -

тир

-

арг

-

трип

-

сер

-

арг-

 

Відповідь. Послідовність мономерів білка: тирозин – аргінін – триптофан – серин – аргінін.

     Задача 3.Фрагмент ланцюга А білка нормального гемоглобіну складається із 7 амінокислот, розміщених у такій послідовності: вал – лей – лей – тре – про – глі – ліз.

1.      Яка будова фрагмента іРНК, що є матрицею для синтезу цього фрагмента молекули гемоглобіну?

2.      Яка будова фрагмента ДНК, що кодує дану іРНК?

Розвязання-відповідь

Білок:      

вал

-

лей

-

лей

-

тре

-

про

-

глі

-

ліз

іРНК:   

ГУУ

-

УУА

-

УУА

-

АЦУ

-

ЦЦУ

-

ЦАА

-

ААА

ДНК:    

ЦАА

-

ААТ

-

ААТ

-

ТГА

-

ГГА

-

ГТТ

-

ТТТ

 

|||

 

|||

 

|||

 

|||

 

|||

 

|||

 

|||

 

ГТТ

 

ТТА

 

ТТА

 

АЦТ

 

ЦЦТ

 

ЦАА

 

ААА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Задача 4.Біохімічний аналіз показав, що іРНК має 30% аденіну, 18% гуаніну та 20% урацилу. Визначте частку (у %) кожного нуклеотида у відповідному фрагменті дволанцюгової  ДНК?

Розвязання

Дано:

 А(іРНК)= 30%;

Г (іРНК) = 18%;

У(іРНК)= 20%.

 

 А(ДНК)- ? Т(ДНК)- ?

 Г(ДНК)  - ? Ц(ДНК)-?

Визначаємо відсоток цитозинових нуклеотидів у даній іРНК:

      Ц (іРНК)=100% - (А(іРНК)(іРНК)(іРНК)) =

      = 100% - (30% +20% + 18%) = 32%.

Визначаємо відсоток аденінових і тимінових нуклеотидів (окремо) у фрагменті ДНК:

     А(ДНК)= Т(ДНК) = (А(іРНК)(іРНК)) : 2 = (30% + 20%) : 2 = 25%.

Визначаємо відсоток гуанінового і цитозиновог нуклеотидів (окремо) у фрагменті ДНК:

  Г(ДНК)=  Ц(ДНК)= (Г(ДНК)(ДНК)) : 2 = (18% + 32%) : 2 = 25%.

Відповідь. Частка кожного нуклеотида у відповідному фрагменті дволанцюгової ДНК становить 25%.

      Задача 5. Білок складається зі 124 аміноліслот. Порівняйте відносні молекулярні маси білка та гена, який його кодує.

Розвязання

Дано:

Склад білка – 124 амінокислоти; 

Мr(амінокислоти) = 100;

Мr(нуклеотида) = 345.

Мr(гена) - ? Мr(білка) - ?

 

1). Визначаємо відносну молекулярну масу білка:

124 х 100 = 12400.

2). Визначаємо кількість нуклеотидів у складі гена, що кодує даний білок: 124 х 3 х 2 = 744 (нуклеотиди).

3). Визначаємо відносну молекулярну масу гена:

744 х 345 = 256 680.

4). Визначаємо, у скільки разів ген важчий за білок:

256 680 : 12400 = 20,7 (рази).

Відповідь. Відносна молекулярна маса гена у 20,7 рази більша, ніж кодованого білка.

 

     Задача 6.Гормон росту людини (соматотропін) – білок, що містить 191 амінокислоту. Скільки кодуючих нуклеотидів і триплетів входить до складу гена соматотропіну?

Розв’язання

Одну амінокислоту кодує триплет нуклеотидів , отже, до складу гена соматотропну входить 191 триплет.

191 х 3 = 573 (нуклеотиди) – один ланцюг;

573 х 2 = 1146 (нуклеотидів) – обидва ланцюги.

Відповідь. До складу гена соматотропіну входить 191 триплет, що містить 1146 нуклеотидів (обидва ланцюги гена).

      Задача 7.У хворого на синдром Фанконі (порушення утворення кісткової тканини) із сечею виділяються амінокислоти, яким відповідають наступні триплети іРНК: АУА, ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, УАУ, ГУУ, АУУ. Визначте, які амінокислоти виділяються із сечею у хворих на синдром Фанконі (див. таблиця «Генетичний код»).

Розв’язання

 Амінокіслоти:  ілей,  вал,  мет,  сер,  лей,  тир,  вал,  ілей.

Відповідь. У хворих на синдром Фанконі виділяються із сечею такі амінокислоти: ізолейцин, валін,  метіонін, серін, лейцин, тирозин.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу

Опис документу:
Конспект уроку в 11 класі профіль біолого-хімічний з теми "Нуклеїнові кислоти. Склад нуклеїнових кислот. Будова подвійної спіралі ДНК"містить тести та задачі з теми з розв'язком.
  • Додано
    13.08.2018
  • Розділ
    Хімія
  • Клас
    11 Клас
  • Тип
    Конспект
  • Переглядів
    286
  • Коментарів
    0
  • Завантажень
    4
  • Номер матеріала
    HL825164
  • Вподобань
    0
Курс:«Протидія шкільному насильству»
Черниш Олена Степанівна
72 години
2700 грн
790 грн

Бажаєте дізнаватись більше цікавого?


Долучайтесь до спільноти

«Методичний
тиждень 2.0»
Головний приз 500грн
Взяти участь
Схожі матеріали