Схема строения нуклеотидов днк

Схема строения нуклеотидов днк
Схема строения нуклеотидов днк
Схема строения нуклеотидов днк

Реферат

« Активизация познавательной деятельности учащихся при изучении биологии в старших классах »

Из опыта работы учителя биологии МОУ " СОШ № 1" г. Электросталь Лыткиной Т. М.

В свете современной концепции образования, требующей дифференцированного подхода к обучению, необходимо углублять и расширять знания учащихся. Большая роль отводится при этом формированию и развитию у них умений и навыков работы с научной и учебной литературой ( запись лекций, составление планов и конспектов. написание рефератов); правил оформления исследовательских работ и литературных обзоров; углублению знаний по основным проблемам биологии; расширению кругозора и стимулированию стремления к самостоятельному приобретению знаний.

Формируя у учащихся систему общебиологических знаний , я не только требую у них простого запоминания фактов, понятий и законов, но и стараюсь вовлекать их в активный познавательный процесс. Это помогает воспитать школьников думающими, творческими, ищущими людьми. На своих уроках биологии в старших классах я использую три метода познавательной деятельности: репродуктивный (работа по образцу); частично-поисковый и творческий, предполагающий наиболее активно включаться учащимся в учебный процесс. Использую разнообразные проблемные задания, биологические задачи, осмысление различных фактов и формулирование выводов. Такие формы работы возможны на уроках любых тем-"клетка", "Онтогенез","Генетика" и др. Они приближают изучаемый материал к жизни, позволяют проявить творческие способности учащихся, делают уроки интересными и эмоционально окрашенными. Использование на уроках опорных схем и составление их учащимися по образцу позволяет лучше усвоить материал, применить и развить логическое мышление. Например, составление схем раскрывающих сущность и особенности процессов мейоза и митоза , позволяет выявить сходство в протекании этих жизненноважных процессов. При изучении темы "Индивидуальное развитие организмов" предлагаю ученикам составить схему замкнутого цикла развития животных, начиная со стадии взрослых организмов и указывая гаплоидность или диплоидность каждой стадии.

Предлагаю такие творческие задания:

1 составьте опорный конспект по теме с помощью учебника. задание можно выполнять группами. Затем команды обмениваются опорами и расшифровывают их. Оценивается и составление и расшифровка опоры.

Для анализа и синтеза сложного термина использую тексты, в которых предлагаю вставить пропущенные термины:

1. РНК и ДНК состоят из------.

Эти нуклеиновые кислоты отличаются тем, что РНК вместо сахара-------- содержит --------, вместо азотистого основания-------- содержит ---------.

Ответы. 1- нуклеотиды, дезоксирибоза, рибоза. тимин, урацил.

Практикую усложненные вопросы:


  1. На сравнение

  2. На анализ: Какие положения составляют основу клеточной теории?

  3. На синтез: О чем идет речь : анаболизм, катаболизм, синтез, распад, ассимиляция, диссимиляция?

    1. Ответ: Об обмене веществ

  4. На обобщение

  5. На причинно-следственные связи: почему в процессе фотосинтеза происходит выделение кислорода в атмосферу?

Ответ. Кислород является побочным продуктом фотосинтеза.

6. На знание теории

7. На разъяснение закона: В чем суть закона зародышевого сходства К. Бэра?

тема " Основы цитологии" также позволяет схематически изложить материал о структуре клетки и ее органоидов, подразделить их на мембранные и не мембранные.

С удовольствием ребята формируют схемы, включающие в себя строение и функции разных органоидов, органических и неорганических веществ.

Теоретический материал я стараюсь излагать в виде конкретных примеров, классификаций, вопросов, схем, диаграмм, таблиц и т. д., что облегчает самостоятельную работу учащихся.

Далее на примере урока по теме " Строение и функции нуклеиновых кислот" можно наглядно увидеть воплощение идей учителя и разных форм деятельности учащихся.

Тема: Строение и функции нуклеиновых кислот

Задачи: сформировать знания учащихся о структуре и функциях нуклеиновых кислот, развивать логическое мышление через сравнение структуры нуклеиновых кислот ДНК и РНК, и выявление их сходных и отличительных признаков, развивать умения работать с учебником.

Оборудование: модель ДНК, динамическая модель клетки, динамическая модель фрагмента ДНК( аппликации нуклеоидов), магнитная доска, таблицы: а)репликация ДНК;

б) строение РНК.

Проведение урока.

1 этап. Оргмомент.

В основном мы уже познакомились с химическим составом клетки. Вода, минеральные соли, белки, углеводы, липиды – это вещества, которые составляют материальную основу структуры и жизнедеятельности клетки. Они обеспечивают обмен веществ, передвижение, рост. Но есть еще одно свойство живого – способностью к самовоспроизведению. И цель нашего урока: изучить материальные основы воспроизводства.

2 этап. Повторение изученного материала.

Подгот. 1. Ответы у доски.

у доски 1. Углеводы: строение и функции.

2. Липиды: строение и функции.

2. Фронтальная беседа.

1. На последних уроках мы изучали химический состав клетки. Скажите, существуют ли различия на химическом уровне между живой и неживой природой.

2. В чем они проявляются?

3. Перечислите органические вещества клетки.

4. Какие из них относятся к биологическим полимерам?

5. Перечислите функции, которые выполняют в клетке и в организме белки.

6. Объясните, почему пересаженные от одного организма ткани или органы

отторгаются?

7. Установлено, что при достаточной калорийности пищи, но при отсутствии в ней белка у животных наблюдаются патологические явления: останавливается рост, изменяется состав крови и т. д. С чем это связано?

3 этап. ^ Изучение нового материала.

Вводное слово.

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 возвышенную цель – прочесть книгу жизни, т.е. раскрыть всю наследственную информацию человека, ставили и ставят чисто практические задачи. Прежде всего, это относится к наследственным болезням (их насчитывают около 4000), 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, кем бы он ни был: слесарем, инженером, водителем или… 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 генов и материальной основы наследственности.

1. Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.

Впервые они были описаны в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером. Из остатков клеток, содержащихся в гное, он выделил вещество, в состав которого входят азот и фосфор. Ученый назвал это вещество нуклеином (лат. nucleus– ядро), полагая, что оно содержится лишь в ядрах клеток. Позднее небелковая часть этого вещества была названа нуклеиновой кислотой.

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. Поскольку большинство свойств и признаков клеток обусловлено белками, то понятно, что стабильность нуклеиновых кислот - важнейшее условие нормальной жизнедеятельности клеток и целых организмов. Любые изменения строения нуклеиновых кислот влекут за собой изменения структуры клеток или активности физиологических процессов в них, влияя, таким образом, на их жизнеспособность.

Работа в

тетрадях В природе существуют нуклеиновые кислоты двух типов – ДНК и РНК. Они могут находиться как в ядре, так и в цитоплазме и ее органоидах.

Нуклеиновые кислоты

Схема

на доске ДНК РНК

2. ДНК

В человеческом обществе информация передается различными способами и посредством различных устройств: азбука Морзе на телеграфе, звуками различной тональности, силы и продолжительности при телефонных разговорах, буквами в печати и т.п. Но живая природа избрала иной, непохожий путь.

Материальный носитель генетической информации у человека и преобладающего множества организмов – дезоксирибонуклеиновая кислота(ДНК).

ДНК – биологический полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом. Мономерами являются нуклеотиды.

? Используя знания по химии, составьте схему строения ДНК

- из каких частей состоит нуклеотид?

- какие азотистые основания входят в его состав?

- какой углевод?

^ Схема строения нуклеотида ДНК

В каждой цепи нуклеотиды соединяются между собой ковалентными связями: дезоксирибоза одного нуклеотида соединяется с остатком фосфорной кислоты последующего нуклеотида. Две цепи объединяются в единую молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями, входящими в состав нуклеотидов, образующих разные цепи. Пространственная конфигурация азотистых оснований различна (один цикл у пиримидиновых и два цикла у пуриновых) и количество таких связей между разными азотистыми основаниями неодинаково. Вследствие этого они могут соединяться только попарно: А – Т( 2 вод. связи) и Г – Ц ( 3 вод. связи)

В тетрадь Такая способность к избирательному соединению нуклеотидов, в результате чего формируются пары А – Т; Г – Ц, называется комплементарностью.

модель ДНК. Цепи нуклеотидов образуют правозакрученные объемные спирали по 10 оснований в каждом витке. Последовательность соединения нуклеотидов одной цепи противоположна таковой в другой, т.е. цепи, составляющие одну молекулу ДНК, разнонаправлены. Сахаро–фосфатные группировки нуклеотидов находятся снаружи, а азотистые основания внутри. Цепи, закрученные друг относительно друга, а также вокруг общей оси, образуют двойную спираль. Такая структура молекулы поддерживается в основном водородными связями.

Структуру нуклеиновых кислот впервые установили амер. биолог Джеймс Уотсон и англ. физик Френсис Крик с помощью англ. биофизика Мориса Уилкинса. Сделать это было не просто. А о том, как открытие свершилось, нам расскажет Наташа Трухина, которая, как будущий медик, интересуется материальными основами наследования.

Доклад « История открытия структуры ДНК»

В 1953 году в одном из номеров 171-го тома «При­роды» было напечатано краткое,- как и все «письма к редактору», сообщение «О макромолекулярной струк­туре дезоксирибонуклеиновой кислоты». Под заметкой стояли два имени: Ф. Г. К. Крик и Дж. Д. Уотсон. Но именно благодаря этой небольшой — меньше страницы — статье оба имени сразу же стали изве­стны всем ученым, интересовавшимся проблемами на­следственности или нуклеиновыми кислотами.

Попытки расшифровать строение молекулы ДНК с помощью рентгеноструктурного анализа начались еще в первой половине 40-х годов, но снимки выхо­дили столь невразумительными, что сделать по ним какие-либо определенные выводы было невозможно. Однако на сей раз англичанину Уилкинсу с группой сотрудников после долгих трудов удалось сделать от­личнейшие фотографии. Но расшифровать их они не могли. Отличные специалисты по изготовлению рентгеноструктурных снимков, они не были большими ав­торитетами в их расшифровке. И не удивительно: та­кова степень специализации теперешней науки. Рас­шифровку снимков суждено было сделать Уотсону и Крику.

Как же выглядит, по их представлениям, молеку­ла ДНК? Скорее всего ее можно сравнить с лестни­цей-стремянкой, закрученной в спираль. Мы уже го­ворили, что нуклеиновые кислоты построены из нуклеотидов, а каждый нуклеотид состоит из трех частей: сахара, фосфата и основания. Нуклеотиды соединены в длинные цепи таким образом, что основной хребет этой цепи состоит из чередующихся молекул сахара и фосфата, а основания торчат в стороны. Если про­должить наше сравнение с лестницей, то ее стойки представляют собой сахарофосфатные цепи, а основа­ния двух цепей соединены друг с другом, образуя пе­рекладины. Так в общих чертах построена молекула

ДНК.

Но самое интересное заключается в другом. Рентгеноструктурный анализ не только показал, что ДНК представляет собой двойную спираль, но дал также диаметр спирали, расстояние между ее витками — словом, все точные размеры. Между тем химики к то­му времени уже хорошо знали, как отдельные атомы, входящие в ДНК, соединены друг с другом. Нужно было химические данные привести в соответствие с рентгеноструктурными.

Если бы они сошлись, это бы говорило, что строе­ние ДНК описано верно; если были бы расхождения, это бы свидетельствовало, что модель не соответству­ет истине. А вогнать все атомы в «лесенку» — зада­ча не такая простая. Атомы могут вступать в химиче­скую связь, только находясь на вполне определенном расстоянии друг от друга, а химические связи должны образовывать вполне определенные углы. Таковы за­коны строения вещества. И природа требует выполне­ния своих законов. Расстояния и углы могут коле­баться лишь в очень узких границах.

Крик и Уотсон -стали располагать атомы в своей «лесенке» в соответствии с законами природы. Внача­ле все шло нормально. В «стойки лестницы» все ато­мы вписывались хорошо, а вот когда дело дошло до «перекладин», получилась крупная загвоздка.

Здесь нам снова придется вернуться к химии. Как мы уже знаем, основания в ДНК четырех разных сор­тов. Формулы их довольно сложны, и подробно рас­сматривать их не обязательно. Важно то, что у этих оснований разные размеры. Два из них, тимин и цитозин (сокращенно их обозначают первыми буквами — Т и Ц), относятся к группе так называемых пиримидинов и отличаются сравнительно небольшой величиной. Два других — аденин (А) и гуанин (Г) относят­ся к пуринам и по размерам почти вдвое превосходят своих пиримидиновых собратьев.

В греческой мифологии существует страшный рас­сказ о разбойнике Дамасте по прозвищу Прокруст («Вытягиватель»), который жил возле большой до­роги у переправы через реку Кефис. Он ловил путни­ков и укладывал на свою кровать. Если ложе оказы­валось слишком длинным для пленника, Прокруст растягивал его, ломая кости, а если оно было коро­че, чем его гость, то разбойник отрезал излишки. Как известно, справиться с ним удалось только славному сыну Посейдона и Этры знаменитому Тезею. До сих пор часто употребляют выражение «прокрустово ложе», когда говорят об искусственной подгонке под не­соответствующую мерку.

Двойная спираль оказалась поистине прокрусто­вым ложем для пуринов и пиримидинов. Каждую «пе­рекладину лесенки» нужно было соорудить из пары оснований, соединенных друг с другом. Но оказа­лось, что почти ни одна из пар не подходила для этой цели. Два пурина («черные масти») не влезали внутрь спирали, а два пиримидина («красные») ока­зывались так далеко друг от друга, что между ними не могла образоваться химическая связь. Только если брали один пурин и один пиримидин, то размеры их в точности соответствовали диаметру спирали. Но и здесь в половине случаев те атомы, которые должны были соединиться, оказывались на разных концах мо­лекулы и не могли образовать химическую связь. Только две пары удовлетворяли всем требованиям: А и Т («пики» и «черви») и Г и Ц («трефы» и «буб­ны»). Это могло бы показаться неправдоподобным, если бы не совпадало с данными химиков. В опытах Андрея Николаевича Белозерского и Э. Чаргафа, о которых мы уже рассказывали, было установлено, что во всех образцах ДНК А ровно столько же, сколько Т, а Г столько же, сколько Ц. Несмотря на трудности, все сошлось. Крик и Уотсон убедились в том, что они правы.

Слово учителя.

Модель строения молекулы ДНК, предложенная У. и К. , полностью

подтвердилась экспериментально.

Благодаря своей спиральной структуре молекулы ДНК компактны. Если бы размотать всю ДНК, содержащуюся в ядре клетки млекопитающего, мы получили бы нить длинной – 2 метра.

Спираль – самая распространенная форма во Вселенной, от атомов до галактик, т.к. обеспечивает компактную упаковку.

В эукариотических клетках ДНК находится в ядре, митохондриях и пластидах.

3. Репликация ДНК.

Молекула ДНК обладает уникальной способностью к самовоспроизведению (к удвоению). Удвоение ДНК – репликация. 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.

Таким образом, ДНК передает, хранящуюся в ней информацию о структуре белковых молекул.

4. РНК – рибонуклеиновая кислота.

РНК, так же, как и ДНК, представляет собой полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, близкие к нуклеотидам ДНК.

^ Схема строения нуклеотида РНК

О

Работа уч-ся

у доски

РНК в отличие от ДНК является одноцепочечной, и немного короче.

В клетке РНК находится в ядре, в цитоплазме, в пластидах, митохондриях, рибосомах.

РНК переносит информацию о последовательности аминокислот в белках, т.е. о структуре белков от хромосом к месту их синтеза, и участвует в синтезе белков.

5. Виды РНК

0,5-1% Информационная РНК (и – РНК)

или матричная РНК (м – РНК)

10% от - переносит информацию о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в РНК рибосомах

Транспортная РНК (т – РНК)

- молекулы самые короткие (80 – 100 нуклеотидов)

Переносит аминокислоты к месту синтеза белка.

≈90% Рибосомная РНК (р – РНК)

3-5 тыс. - составляют существенную часть рибосомы и участвует в синтезе белка.

нукл. Все виды РНК синтезируются на ДНК, которая служит матрицей.

Подробнее с функционированием ДНК и РНК мы поговорим немного позже, при изучении биосинтеза белка.

4 этап. Закрепление.

1. Заполните таблицу:

^ Сравнительная характеристика РНК и ДНК


Признаки сравнения
ДНК
РНК
1. количество цепей
2. азотистые основания в нуклеотидах
3. моносахариды в нуклеотидах
4. местонахождение в клетке
5. функции

2. Тест с самоконтролем

Нуклеиновые кислоты

Для названного вещества выберите соответствующие характеристики:

1в. ДНК 2 в. РНК


  1. Количество цепей в молекуле.
    А. Одноцепочечная молекула.
    Б. Двухцепочечная молекула.

  2. Азотистые основания, входящие в состав нуклеиновой кислоты.
    А. Содержит аденин, урацил, гуанин, цитозин.

Б. Содержит аденин, тимин, гуанин, цитозин.

3. ^ Углевод, входящий в состав нуклеиновой кислоты.
А. В состав нуклеиновой кислоты входит рибоза.

Б. В состав нуклеиновой кислоты входит дезоксирибоза.

4^ . Местонахождение в клетк��.

А. Содержится в ядре, хлоропластах, митохондриях, центриолях, рибосомах, цитоплазме. Б. Содержится в ядре, митохондриях, хлоропластах.

5. Функции нуклеиновых кислот.

А. Участвует в хранении, воспроизведении и передаче наследственной информации. Б. Участвует в передаче наследственной информации.

Ответы.

1 в. 2 в.

1. б 1. а

2. б 2. а

3. б 3. а

4. б 4. а

5. а 5. б

Д/З.


  1. § 40

  2. решить задачу

В одной молекуле ДНК тиминовый нуклеотид (Т) составляет 16% от общего количества нуклеотидов. Определите количество (в %) каждого из остальных видов нуклеотидов.

3. продолжить таблицу «Хим. состав клетки».

Использование на уроках биологии в старших классах различных форм работы, включая групповую, стимулирует познавательную активность учащихся, позволяет реализовать их творческий потенциал. Полученные навыки групповой работы будут необходимы при подготовке к олимпиадам разного уровня, используя на уроках различные задания и упражнения, можно с успехом реализовать главную цель обучения -вооружить школьников знаниями и навыками, необходимыми при изучении любого предмета.

ЛИТЕРАТУРА:

1 БиличГ.П., Крыжановский В.А. Биология для поступающих в вузы. М. 2004

2 Биология .под ред. Ярыгина В. Н.- М. Медицина 1987

3 Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3-х т. М.: Мир 2001

4 Захаров В. Б. и др. Общая биология М.: Дрофа, 2001

5 Ченцов Ю. С. Общая биология. М:Изд-во Мгу, 2005

6 Гусарева Н. Б, Теоретические основы биологии:10-11 классы М.:

ооо " Чистые пруды" 2005

Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк Схема строения нуклеотидов днк

Тоже читают:



Поздравления для супруга бывшего супруга

Когда деде мороз приносит подарки

Схемы для работы с паяльником

Андроид как сделать скриншот рабочего стола

Поздравление папе с днем авиации