Разработка урока по теме «Нуклеиновые кислоты»

Разработка урока по биологии в 10 классе

Тема: Нуклеиновые кислоты

Цель урока: к концу урока учащиеся должны сформировать представления об основных особенностях нуклеиновых кислот.

Задачи урока:

Образовательные: сформировать представления об особенностях строения и функциях нуклеиновых кислот; изучить строение нуклеотидов и процесса образования полинуклеотидов; познакомиться со строением и функциями ДНК и РНК

Развивающие: формировать знаний о пространственной структуре ДНК И РНК; развивать практические умения использовать принцип комплементарности и правила Чаргаффа.

Воспитательные: показать учащимся связь изучаемого материала с жизнью и другими науками; продолжить формирование научного мировоззрения, подводить учащихся к правильному применению знаний в жизни человека.

Планируемые результаты (ученики научаться):

Характеризовать (описывать) химический состав строение, виды и значение нук­леиновых кислот в клетке;

Знать и понимать термины: комплементарность, матрица, нуклеотид;

Сравнивать состав, структуру и функции молекул ДНК и РНК;

Решать элементарные биологические задачи на определение последовательности нуклеотидов и правила Чаргаффа.

Оборудование: тесты, карты задач урока, презентация урока, мультимедийный комплекс для демонстрации презентации

Тип урока: урок изучения нового материала

Ход урока

Начнем наш урок с высказывания:

Чтобы переваривать знания,

надо поглощать их с аппетитом.

Франсуа Анатоль (cлайд 1).

1.Организационный момент

Приветствие класса, создание, позитивного настроения для работы на уроке. Мотивация учащихся на активную работу на уроке. (1-2 мин.).

2.Фронтальный опрос класс по домашнему параграфу

- В начале нашего урока давайте вспомним тему нашего предыдущего урока.О чём мы с вами говорили на прошлом уроке и что изучали? (отвечают – тема “Липиды”, их строение типы и значение);

-Следующий вопрос: так что же такое липиды (группа жиров и жироподобных веществ), какие группы липидов вы знаете (жиры, фософлипиды, воски, стероиды); чем отличаются твердые жиры от жидким, кроме агрегатного состояния (составом и строением: твердые соединены как простыми так и двойными связями, а жидкие только двойные связи); приведите примеры твердых (свиное сало) и жидких (подсолнечное масло) жиров; и наконец последний вопрос вспомним функции липидов (энергетическая, строительная, защитная, теплоизоляционная и регуляторная). Вроде вспомнили всё, а может что-то забыли тогда давайте подсказывайте.

На прошлом уроке мы познакомились с новыми терминами и понятия. Повторили почти всё домашнее задание, а теперь в течении 2-3 минут проверим уровень их усвоения при помощи теста (вводный контроль знаний). Выполняют тест – по закреплению знаний по домашнему заданию, по вариантам, затем взаимопроверка учитель зачитывает правильные ответы, учащиеся обмениваются заданиями, проверяют и выставляют соседу оценку – 5заданий за каждый правильный ответ по одному баллу (приложение 1). Отметить учащихся, которые выполнили тест без ошибок, разобрать ошибки, с объяснением.

3.Актуализация знаний (слайд 2).

Ну а сейчас мы с вами познакомимся с нашей новой темой.Она называется “Нуклеиновые кислоты”. После этого делим класс на два варианта раздаю учащимся по листу бумаги и попрошу написать в течение нескольких минут все известные им слова, относящиеся к данной теме. Причем первый вариант это делает с помощью учебника а второй самостоятельно. После выполнения этого задания, они подсчитывают, сколько слов им удалось написать, и выясняют, у кого больше, а у кого меньше. Теперь можно начинать новую тему. Скажите пожалуйста кто-нибудь из вас слышал такое понятие может встречал из каких-либо источников(отвечают слышали , знаем – пытаются вспомнить что это было на уроках химии).Тогда я приведу вам примеры биологических понятий, терминов с которыми мы познакомимся сегодня это ДНК и РНК. (вспоминают что данне понятия слышали, может кто-то ответит где мы это слышали, например для определения отцовства:делают анализ ДНК).Ставим цели и задачи к сегодняшнему уроку.

4.Изучение нового материала

Объяснение учителя

А)Нуклеиновые кислоты, состав, строение молекул (слайд 3).

Нуклеиновые кислоты - природные высокомолекулярные ор­ганические соединения, обеспечивающие хранение и передачу на­следственной информации в живых организмах. Они состоят из углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора.

Открыты они в 1869 г. швейцарским химиком И.Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов. В природе существует 2 вида нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. Они представляют собой линейные полимеры, состоя­щие из мономеров - повторяющихся строительных блоков, назы­ваемыхнуклеотидами.

Структура ДНК была смоделирована в 1953 г. в США учеными Д. Уотсоном и Ф. Криком(слайд 4). Молекула ДНК представляет собой двухцепочечную спи­раль, закрученную вокруг собственной оси. Мономерами ДНК являются нуклеотиды. Нуклеотид - это химическое соединение, состоящее из ос­татков трех веществ: азотистого основания, пятиатомного сахара - дезоксирибозы, и фосфорной кислоты(слайд 5).

Более полно со строением нуклеотида мы с вами можем познакомиться открыв учебник на странице 39 и обратив внимание на рис. 20 и 21.

ДНК всего органического мира образованы всего 4 видами нуклеотидов(слайд 6).

Вопрос к учащимся, чем же отличаются нуклеотиды друг от друга и чем схожи?Ответ: отличаются азотистым основанием, а схожи содержанием де­зоксирибозы и фосфорной кислоты.

Далее учитель обращает внимание и продолжает знакомство учащихся со строением ДНК. Открываем учебники только уже на стр.40 и рассмотрим рис.23 где нам с вами показана структура молекулы ДНК (слайд 7).

Б) Принцип комплиментарности в ДНК, репликация ДНК (слайд 8).

Далее деятельность учителя будет направлена на знакомство с принципом комплементарности в ДНК. Соединены нуклеотиды в одной цепи ДНК через углевод одного нуклеотида и остаток фосфорной кислоты соседнего нуклеотида прочной ковалентной связью. ДНК - двойная спи­раль, следовательно, нуклеотиды двух цепочек ДНК соединеныкомплементарно через азотистые основания водородными свя­зями: Г = Ц, А = Т. Большое число водородных связей обеспечи­вает прочность соединения нитей ДНК и сохраняет ее подвиж­ность. Азотистое основание А (аденин) одной цепочки полинуклеотида всегда связано двумя водородными связями с Т (тимином),а Ц (цитозин) - тремя водородными связями с Г (гуанином) противоположной полинуклеотидной цепочки. (А) комплементарен (Т), а (Г) комплементарен (Ц), то есть подходят друг к другу как ключ к замку (слайд 9). В результате такого свойства, если известна последовательность оснований в одной цепи ДНК, можно построить по принципу комплементарности противопо­ложную цепь ДНК.

Рассмотрим такой пример. Задача записывается на доске с объяснением (слайд 10).

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-…

Ответ: фрагмент комплементарности цепи ДНК имеет следующий состав:

…-Т-Ц-Г-А-А-Г-Ц-Ц-Т-А-…

Теперь самостоятельно выполним задание по принципу комплементарности ( в карточках указаны условия задачи, один учащийся по желанию выполняет задание у доски). Может у кого-то возникли вопросы по выполнению задания (решению задачи)- обязательно пояснить. (приложение 2).

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА (слайд 11) – выполняем задания со слайда.

Продолжаем дальше знакомится с особенностями строения ДНК.

Нуклеотидный состав ДНК в 1905 г. впервые количественно проанализировал американский биохимик Эдвин Чаргафф. Э. Чаргафф обнаружил, что число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых. Количество аденина равно количест­ву тимина, а количество гуанина - количеству цитозина. Такая за­кономерность получила название правила Чаргаффа. Нуклеотиды расположены друг от друга на расстоянии0,34 нм, и масса одного нуклеотида равна 345. Один виток спирали включает 10 пар нуклеотидов , его длина 3,4 нм. Эти величины по­стоянные (слайд 12).

Под влиянием ферментов молекулы ДНК способны к само­удвоению, при этом происходит копирование содержащейся в них информации. При самоудвоении происходит частичный распад спирали ДНК на две нити.

К каждой нити притягиваются свободные нуклеотиды, синте­зированные ранее в цитоплазме. По принципу комплементарности новые нуклеотиды присоединяются к определенным местам исход­ной цепи, играющей роль матрицы. Ну а теперь вместе со мной попробуем решить задачи по правилу Чаргаффа, я у доски вы в тетрадях.

Задача.В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниновых нуклеотидов, которые составляют 22 % от общего количества нуклеотидов этой ДНК. Определите: а) Сколько содержится других нуклеотидов (по отдельности) в этой молекуле ДНК? б) Какова длина ДНК?

Далее вы решите задачу по правилу Чаргаффа самостоятельно, для этого открываем учебник на стр.43, задача 7, один учащийся у доски обязательно. Итак, что же такое ДНК мы познакомились, хотел бы закончить эту часть урока следующими словами:

ДНК – она двойнаяИ строеньем не простая.Мономер–нуклеотид,Из трех штучек состоитЗа азотным основаньемКак в строю – вот красота.Углевод дезоксирибоза,Фосфорная кислота.Есть четыре основанья,Мы запомним их названья:Цитозин + гуанин,А тимин + аденин

Следующим вопросом нашей темы является изучение особенностей риибонуклеиновой кислоты. (РНК).

В) Рибонуклеиновая кислота(РНК),так же как и ДНК, - полимер, мо­номерами которого являются нуклеотиды (слайд 13). Нуклеотиды РНК представлены:

В цепочке РНК нуклеотиды соединяются благодаря образо­ванию ковалентных связей между рибозой одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого.

По структуре различают двухцепочечные и одноцепочечные РНК. Одноцепочечные РНК переносят информацию о первичной структуре белка, от хромосом к месту синтеза белков. Двухцепочечные РНК - хранители генетической информации у ряда вирусов, то есть они выполняют у них функции хромосом.

Существует несколько видов одноцепочечных РНК(слайд 14):

Рибосомная РНК (р-РНК) в комплексе с белками образуетрибосомы, на которых происходит синтез белка. Молекулы р-РНК состоят из 3-5 тыс. нуклеотидов.

Информационная (матричная) РНК (и-РНК) программиру­ет синтез белков в клетке. Она осуществляет передачу кода ДНК к месту синтеза белка. Молекулы

и-РНК могут состоять из 300-30000 нуклеотидов.

Транспортная РНК (т-РНК). Молекулы т-РНК относительно невелики и состоят из 75-95 нуклеотидов. Т-РНК выполняет следующие функции: доставляет аминокислоты к месту синтеза белка и определяет точную ориен­тацию аминокислоты на рибосоме.

Итак, мы ознакомились с основными особенностями строения, свойств ДНК и РНК давайте выясним и сравним их между собой.

Г) Сравнение ДНК и РНК. (самостоятельная работа учащихся с учебником).После объяснения нового материала учитель просит учащих­ся открыть книги ииспользуя таблицу, дать сравнительную характеристику ДНК и РНК. (приложение 3). На выполнение таблицы даётся 5-7 минут, затем обязательно проверяем (слайд 15).

5.Закрепление изученного материала.

Учащиеся выполняют итоговое тестовое задание на карточках (приложение 4), затем проверяем, ответы сможно увидеть на слайде. Неправильные ответы разбираем.Далее подводим итоги устно (слайд №16):

1.Мы считаем…. (что нуклеиновые кислоты являются важной составной частью живых организмов).

2.Потому что…. (они способны сохранять наследственную информацию и передавать её потомкам при размножении).

3.Мы можем это доказать на примере … (ДНК, в любой клетке которой закодирована информация о структуре всех белков данного организма).

4.Исходя из этого, мы делаем вывод о том, что … (жизнь на Земле появилась благодаря нуклеиновым кислотам).

6.Подведение итогов работы на уроке.

Учитель выставляет оценки за работу уча­щихся во время урока. Поблагодарить всех за работу на уроке, отметить тех, кто принимал наиболее активное участие.

7.Домашнее задание: 1)параграф 7, ре­шить задачу 8 стр.43

2) задания в тетрадях на печатной основе стр.16-17 зад.1-5(слайд 17).

8.Дополнительно: у вас на карточках есть кроссворд по сегодняшней теме - это часть вашего домашнего дополнительного задания. Ну и в конце я вам хотел бы показать небольшой видеофильм о структуре ДНК И РНК.

Карточка учащегося 10 класс __________________________(фамилия, имя)

Приложение 1

Тест №1 «Липиды»

1.Важнейшей функцией липидов является:

а)) транспортная; б) запасающая; в)энергетическая .

2.От чего зависят физические свойства жира:

а) от длины углеродных цепей и количества двойных связей в остатках карбоновых кислот; б) от температуры; в) от химического состава.

3.Фофолипиды являются основным компонентом:

а) клеточных мембран; б) цитоплазмы; в) ядра.

4.Молекула фосфолипида состоит из:

а) из амино и карбоксильной группы; б) из гидрофильной головки и гидрофобных хвостов; в) из 2-10 остатков моносахаридов.

5.Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке жиры выполняют функцию:

а) теплоизоляционную; б) регуляторную; в) энергетическую.

Приложение 2

Задача на принцип комплементарности.

Условия:Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГТ АНД ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ … Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка той же молекулы?

Приложение 3

Сравнение ДНК и РНК.

Таблица: «Сравнительная характеристика ДНК и РНК»

Приложение 4

Итоговое тестирование (тест №;2).

1. Молекулы ДНК представляют собой материальную основу наследственности, так как в них закодирована информация о структуре молекул

а – полисахаридов; б – белков; в – липидов; г – аминокислот.

2. В состав нуклеиновых кислот НЕ входят

а – азотистые основания; б – остатки пентоз; в – остатки фосфорной кислоты; г – аминокислоты.

3. Связь, возникающая между азотистыми основаниями двух комплементарных цепей ДНК,

а – ионная; б – пептидная; в – водородная; г – сложноэфирная.

4. Комплементарными основаниями НЕ является пара

а – тимин – аденин; б – цитозин – гуанин; в – цитозин – аденин; г – урацил – аденин.

5. В одном из генов ДНК 100 нуклеотидов с тимином, что составляет 10% от общего количества. Сколько нуклеотидов с гуанином?

а – 200; б – 400; в – 1000; г – 1800.

6. Молекулы РНК, в отличие от ДНК, содержат азотистое основание

а – урацил; б – аденин; в – гуанин; г – цитозин.

7. Благодаря репликации ДНК

а – формируется приспособленность организма к среде обитания; б – у особей вида возникают модификации; в – появляются новые комбинации генов; г – наследственная информация в полном объеме передается от материнской клетки к дочерним во время митоза.

8. Молекулы и-РНК

а – служат матрицей для синтеза т-РНК; б – служат матрицей для синтеза белка;  в – доставляют аминокислоты к рибосоме; г – хранят наследственную информацию клетки.

9. В состав хромосом входят

а – РНК и липиды; б – белки и ДНК; в – АТФ и т-РНК; г – АТФ и глюкоза.

10. Ученые, которые предположили и доказали, что молекула ДНК – двойная спираль, это

а – И. Ф. Мишер и О. Эвери;  б – М. Ниренберг и Дж. Матеи; в – Дж. Д. Уотсон и Ф. Крик;  г – Р. Франклин и М. Уилкинс.

Кроссворд «Нуклеиновые кислоты»

1. РНК, образующиеся в ядре на ДНК, переходящие затем в цитоплазму клетки.

2. Самые крупные из молекул, образуемых живыми организмами.

3. Пятиуглеродный сахар.

4. Азотистое основание тимин, заменено в РНК на …….

5. Одно из четырёх азотистых оснований

6. РНК, синтезирующиеся в ядрышке. Входят в состав рибосом, участвуют в формировании её активного центра.

7. Одна из типов нуклеиновых кислот, содержащих дезоксирибозу.

8. РНК, синтезирующаяся на участке одной из цепей молекулы ДНК и передающая информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам.

9. Пары нуклеотидов, строго соответствующих друг другу.

10. Одна из типов нуклеиновых кислот, содержащих рибозу.

11. Мономеры нуклеиновых кислот.

12. Комбинация из трёх нуклеотидов.

13. Связь, возникающая между аденином и тимином.

14. Полимер, состоящий из одной цепочки, меньших размеров, чем ДНК.

Тестовые задание с ответами (для учителя)

Приложение 1

1.Важнейшей функцией липидов является:

а)) транспортная; б) запасающая; в) энергетическая.

2.От чего зависят физические свойства жира:

а) от длины углеродных цепей и количества двойных связей в остатках карбоновых кислот; б) от температуры; в) от химического состава.

3.Фофолипиды являются основным компонентом:

а) клеточных мембран; б) цитоплазмы; в) ядра.

4.Молекула фосфолипида состоит из:

а) из амино и карбоксильной группы; б) из гидрофильной головки и гидрофобных хвостов; в) из 2-10 остатков моносахаридов.

5.Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке жиры выполняют функцию:

а) теплоизоляционную; б) регуляторную; в) энергетическую.

Приложение 2

Задача на принцип комплементарности.

Условия:Одна из цепочек ДНК имеет последовательность нуклеотидов: АГТ АНД ГАТ АЦТ ЦГА ТТТ АЦГ … Какую последовательность нуклеотидов имеет вторая цепочка той же молекулы?

Решение. По принципу комплементарности достраиваем вторую цепочку (А=Т, Г=Ц). Она будет выглядеть так: ТЦА ТГГ ЦТА ТГА ГЦТ AAA ТГЦ .

Приложение 3

Сравнение ДНК и РНК.

Таблица: «Сравнительная характеристика ДНК и РНК»

Приложение 4

Итоговое тестирование (тест №;2).

1. Молекулы ДНК представляют собой материальную основу наследственности, так как в них закодирована информация о структуре молекул

а – полисахаридов; б – белков; в – липидов; г – аминокислот.

2. В состав нуклеиновых кислот НЕ входят

а – азотистые основания; б – остатки пентоз; в – остатки фосфорной кислоты; г – аминокислоты.

3. Связь, возникающая между азотистыми основаниями двух комплементарных цепей ДНК,

а – ионная; б – пептидная; в – водородная; г – сложноэфирная.

4. Комплементарными основаниями НЕ является пара

а – тимин – аденин; б – цитозин – гуанин; в – цитозин – аденин; г – урацил – аденин.

5. В одном из генов ДНК 100 нуклеотидов с тимином, что составляет 10% от общего количества. Сколько нуклеотидов с гуанином?

а – 200; б – 400; в – 1000; г – 1800.

6. Молекулы РНК, в отличие от ДНК, содержат азотистое основание

а – урацил; б – аденин; в – гуанин; г – цитозин.

7. Благодаря репликации ДНК

а – формируется приспособленность организма к среде обитания; б – у особей вида возникают модификации; в – появляются новые комбинации генов; г – наследственная информация в полном объеме передается от материнской клетки к дочерним во время митоза.

8. Молекулы и-РНК

а – служат матрицей для синтеза т-РНК; б – служат матрицей для синтеза белка;  в – доставляют аминокислоты к рибосоме; г – хранят наследственную информацию клетки.

9. В состав хромосом входят

а – РНК и липиды; б – белки и ДНК; в – АТФ и т-РНК; г – АТФ и глюкоза.

10. Ученые, которые предположили и доказали, что молекула ДНК – двойная спираль, это

а – И. Ф. Мишер и О. Эвери;  б – М. Ниренберг и Дж. Матеи; в – Дж. Д. Уотсон и Ф. Крик;  г – Р. Франклин и М. Уилкинс.

Правильные ответы: 1 - б, 2 - г, 3 - в, 4 - в, 5 - б, 6 - а, 7 - г, 8б, 9 - б, 10 - в

Кроссворд «Нуклеиновые кислоты»

1. РНК, образующиеся в ядре на ДНК, переходящие затем в цитоплазму клетки.

2. Самые крупные из молекул, образуемых живыми организмами.

3. Пятиуглеродный сахар.

4. Азотистое основание тимин, заменено в РНК на …….

5. Одно из четырёх азотистых оснований

6. РНК, синтезирующиеся в ядрышке. Входят в состав рибосом, участвуют в формировании её активного центра.

7. Одна из типов нуклеиновых кислот, содержащих дезоксирибозу.

8. РНК, синтезирующаяся на участке одной из цепей молекулы ДНК и передающая информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам.

9. Пары нуклеотидов, строго соответствующих друг другу.

10. Одна из типов нуклеиновых кислот, содержащих рибозу.

11. Мономеры нуклеиновых кислот.

12. Комбинация из трёх нуклеотидов.

13. Связь, возникающая между аденином и тимином.

14. Полимер, состоящий из одной цепочки, меньших размеров, чем ДНК.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/299099-razrabotka-uroka-po-teme-nukleinovye-kisloty