Конспект и презентация урока на тему "Нуклеиновые кислоты"

Конспект открытого урока по биологии

в 9 Б классе.

Тема урока: Нуклеиновые кислоты.

Цели урока:

Обучающие:

- раскрыть особенности строения и структуру молекул нуклеиновых кислот, как биополимеров;

- сформировать знания о принципе комплементарности в ДНК;

- определить черты сходства и различия молекул ДНК и РНК;

- практиковать учащихся в применении новых знаний для решения задач.

Развивающие:

- развивать умения самостоятельного поиска знаний и навыков работы с учебной литературой;

- развивать логическое мышление через сравнение структуры ДНК и РНК.

Воспитывающие:

- формировать коммуникативные качества личности в здоровьесберегающей среде, умение рационально организовывать свою работу;

- продолжить развитие сотрудничества «учитель-ученик», воспитание культуры общения и культуры речи.

Тип урока: комбинированный.

Образовательная технология: элементы проблемного обучения.

Оборудование: таблица по общей биологии «Строение ДНК», модель молекулы ДНК. Компьютер, диски, проектор, анимационный фильм «Репликация ДНК», инструктивные карты, тесты.

Оформление доски: тема урока, таблица, экран.

План урока.

1. Организационный момент - 1 мин.

2. Контроль выполнения домашнего задания (проверка ранее усвоенных

знаний) 6 мин.

3. Сообщение темы, цели и задач урока - 2 мин.

4. Изучение нового материала. Самостоятельная работа с новым материалом - 10 мин.

5.  Восприятие и осознание учащимися нового материал - 9 мин.

6. Осмысление, обобщение и систематизация знаний – 9 мин.

7. Подведение итогов, оценивание - 2 мин.

8. Постановка домашнего задания - 1 мин.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Контроль выполнения домашнего задания (проверка ранее усвоенных знаний).

Тестовая проверка знаний о строении и функциях белков с последующим обсуждением ответов. По тестам работают 6 учащихся. С остальными учащимися проводится фронтальная беседа по вопросам: 1) дайте определение понятию биополимеры (Сложные органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов); 2) что такое полимер? (Цепь, состоящая из многочисленных звеньев – мономеров); 3) почему молекулы белков называют макромолекулами? (Молекулы белков имеют большие размеры); 4) назовите мономеры белков? (Аминокислоты); 5) чем белки отличаются друг от друга? (Различным сочетанием всего 20 аминокислот); 6) какими свойствами обладает аминогруппа и карбоксильная группа? (Аминогруппа с основными свойствами, карбоксильная группа с кислотными свойствами); 7) каким образом происходит сцепление между аминокислотами при образовании белкового полимера? (Наличие в одной молекуле аминокислоты основной и кислотной групп обусловливает их высокую реактивность. Через эти группы происходит соединение аминокислот при образовании белка. При этом возникает молекула воды, а освободившиеся электроны образуют пептидную связь); 8) назовите уровни структурной организации белковой молекулы. (Первичная, вторичная, третичная, четвертичная структуры); 9) какую функцию выполняют белки–ферменты? (Белки – ферменты способны ускорять биохимические реакции в клетке в десятки и сотни миллионов раз); По окончании фронтального опроса тесты и тетради с ответами собираются, ответы обсуждаются и оцениваются.

III. Сообщение темы, цели и задач урока.

Вступительное слово учителя. Ребята, вы знаете, что у кошки рождаются котята, у зайчихи – зайчата, возникает вопрос: «Почему потомство похоже на своих родителей? Какое вещество является носителем наследственной информации?»

Мы будем искать на этот вопрос ответ в ходе урока.

Итак, тема урока: «Нуклеиновые кислоты». (Ознакомление с новой темой нацеливает учащихся на самостоятельное формулирование целей и задач урока)

IV. Изучение нового материала. Самостоятельная работа с новым материалом.

Учитель. Нуклеиновые кислоты были открыты в 60-х годах 19 века швейцарским ученым Мишером. Он их обнаружил в ядрах клеток и назвал нуклеином (ядро по-латыни нуклеус). Однако в связи с недостаточным уровнем развития лабораторной техники установить точное химическое строение нуклеина Мишер не смог. Лишь к концу 30-х годов 20 столетия был уточнен химический состав нуклеиновых кислот, а также установлено, что имеется два типа нуклеиновых кислот ДНК и РНК и что они входят состав клеток всех без исключения живых существ на Земле.

Для изучения нового материала вам необходимо ответить на вопросы инструктивной карты.

Самостоятельная работа в парах с помощью инструкционной карты и учебника.

Инструкционная карта была роздана до начала урока каждому ученику. Ответы, учащиеся записывают в тетради.

Инструкционная карта

Тема: Нуклеиновые кислоты

Цель: выяснить особенности строения ДНК и РНК и их функции.

Работайте с партнером по парте. Смотрите учебник параграф 1.6, стр. 29-32.

Вставьте пропущенные слова:

1) Сложные углеводы, белки, … относят к группе биополимеров. Различают два типа нуклеиновых кислот - …… и ……. , которые содержатся в клетках эукариот в …., также …..,…..,……,……

2) Рассмотрите рис. 9, 10, 11. Напишите вещества, входящие в состав нуклеотидов ДНК и РНК

Схема строения нуклеотида ДНК

1 2 3

Схема строения нуклеотида РНК

1 2 3

3) Сколько типов нуклеотидов встречается в молекулах ДНК и РНК?

Напишите соответствующие буквенные обозначения для ДНК и РНК.

Типы нуклеотидов ДНК

Типы нуклеотидов РНК

4) Сколько цепей в молекуле ДНК и РНК?

5) Какими связями соединены цепочки ДНК?

6) В основе строения молекул ДНК лежит принцип комплементарности. Комплементарность – это взаимное дополнение азотистых оснований молекуле ДНК. Аденину соответствует тимин, а гуанину – цитозин (А-Т, Г-Ц). Используя этот принцип, постройте вторую цепь ДНК: Т-Т-Г-Ц-А-Г-Ц-А

7) Какова функция ДНК?

8) Какие типы молекулы РНК выделяют? Каковы их функции?

Типы РНК	Функции
1.
2.
3.

Физминутка.

V. Восприятие и осознание учащимися нового материал.

По окончании работы с инструкционной картой фронтальное обсуждение ответов учащихся и корректировка через показ слайдов. Вопросы высвечиваются на слайдах, затем проявляются ответы.

Примерные вопросы:

-какие вещества называют нуклеиновыми кислотами? (Нуклеиновые кислоты - высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых организмах из поколения в поколении).

- какие типы нуклеиновых кислот существует? (ДНК и РНК);

- где в клетке содержится ДНК? (Ядро, митохондрии, хлоропласты);

- что является мономерами нуклеиновых кислот? (Нуклеотид);

-каковы особенности строения нуклеотидов ДНК? (Азотистое основание, углевод дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты);

-каковы особенности строения нуклеотидов РНК? (Азотистое основание, углевод рибоза и остаток фосфорной кислоты).

- Что собой внешне представляет ДНК? (Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных цепей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью.)

Слово учителя. В конце 19 века было известно, что в ядре находятся хромосомы, которые состоят из ДНК и белка. Знали, что ДНК передает наследственную информацию, но главное оставалось тайной. Как же работает такая сложная система? Решить эту задачу можно было, только узнав устройство загадочной ДНК. После 2-х лет кропотливой работы ученые Дж. Уотсон и Ф.Крик предложили изящную и простую модель молекулы ДНК. Потом еще 10 лет после этого открытия ученые разных стран проверяли догадки Уотсона и Крика, и, наконец, вердикт был вынесен: “Все верно, ДНК устроена именно так!” Уотсон, Крик и Моррис Уилкинс получили за это открытие в 1953 году Нобелевскую премию.В апреле 1953 года великий датский физик Нильс Бор получил письмо от американского ученого Макса Дельбрюка, где он писал:"Потрясающие вещи происходят в биологии. Мне кажется, что Джеймс Уотсон сделал открытие, сравнимое с тем, что сделал Резерфорд в 1911 году (открытие атомного ядра)".

- Какая прослеживается закономерность в расположении азотистых оснований? (При образовании двойной спирали ДНК азотистые основания одной цепи располагаются в строго определенном порядке против азотистых оснований другой. Обнаруживается важная закономерность: против аденина одной цепи всегда располагается тимин другой цепи, против гуанина – цитозин, и наоборот.)

- Какой принцип называют принципом комплементарности? (Принцип дополнения одного азотистого основания другим.)

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.

Просмотр анимационного фильма “Репликация ДНК”.

Вопросы по фильму: благодаря чему ДНК может самоудваиваться? какое значение имеет репликация ДНК? (Благодаря самоудвоению ДНК, происходят процессы деления клеток.)

В ходе повторного просмотра фильма при выключенном звуке учащиеся комментируют процесс и отвечают на вопросы учителя.

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

- Каковы особенности внешнего строения молекул РНК? (Молекула РНК, в отличие от молекулы ДНК, - полимер, состоящий из одной цепочки значительно меньших размеров.)

- Какие типы РНК выделяют? (Выделяют три типа РНК, различающихся по структуре, величине молекул, расположению в клетке и выполняемым функциям.)

Какие функции выполняют разные типы РНК?

(р-РНК – участвует в формировании активного центра рибосомы,

т-РНК – транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка,

И-РНК – переносит информацию о структуре белка из ядра клеток к рибосомам, где эта информация реализуется.)

Выводы. 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.

VI.Осмысление, обобщение и систематизация знаний.

1.этап. Игра «Кто быстрее?» Заполните таблицу, которая демонстрируется на интерактивной доске.

Учащиеся заполняют в тетрадях. Затем на доске появляются ответы.

Сходство и различия молекул ДНК и РНК.

Признаки сравнения	ДНК	РНК
1.Количество цепей	Две	Одна
2. Углевод	Дезоксирибоза	Рибоза
3.Локализация в клетке	Ядро, митохондрии, хлоропласты	Ядро, рибосомы, митохондрии, хлоропласты
4.Структура	Двойная спираль	Цепочка нуклеотидов
5. Азотистые основания	А, Т, Г, Ц	А, У, Г, Ц
6.Функции	Хранение и передача наследственной информации	Участие в синтезе белков

По окончании работы, учащиеся обмениваются тетрадями и проверяют заполнение таблицы.

Учитель. Используя полученные знания, решим биологические задачи.

2. этап. Решение биологических задач.

Задача№1 (Демонстрируется на слайде) Учитель объясняет решение задачи.

Одна из цепей фрагмента молекулы ДНК имеет состав:

Г-А-Ц-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц-Т.

Используя принцип комплементарности, достроить вторую цепь.

Решение и ответ:

I цепь ДНК: Г-А-Ц-Ц-Т-А-А-Г-Т-Ц-Т

II цепь ДНК: Ц-Т-Г-Г-А-Т-Т-Ц-А-Г-А (по принципу комплементарности)

Задача №2 (ученик решает у доски)

На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т.

1) Достройте вторую цепь ДНК.

2) Объясните, каким свойством ДНК при этом руководствовались.

3) Какова длина (в нм) этого фрагмента ДНК?

(Каждый нуклеотид занимает 0,34 нм по длине цепи ДНК)

4) сколько (%) содержится нуклеотидов в этой ДНК?

Решение и ответ:

1. I цепь ДНК: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т.

II цепь ДНК: Т-Т-Ц-А-Г-А-Т-Г-Ц-А-Т-А.

2. Принцип комплементарности: А с Т; Г с Ц.

3. Молекула ДНК всегда двухцепочная, поэтому ее длина равна длине одной цепи, а каждый нуклеотид в ней занимает 0,34нм; следовательно, 12 нуклеотидов в цепи 12 х 0.34 =4,09 нм.

4. Всего в двух цепях 24 нуклеотида, из них

А=8, а так как А = Т, то и Т = 8.

А = Т =8 = 8х100% = 33,4% (А и Т по 33.4%)

24

Г = 4, так как Г = Ц, то и Ц = 4.

Г = Ц = 4 = 4х100% = 16,6% (Г и Ц по 16,6%).

24

3. этап. Выводы, вытекающие после изучения новой темы.

VII.Подведение итогов, оценивание.

Учитель выставляет оценки за тестовый опрос, за фронтальный опрос и за работу учащихся во время урока.

VIII. Постановка домашнего задания.

Изучить текст параграфа 1.6, ответить на вопросы. Рабочая тетрадь задания №25-29.

ТЕСТ Приложение 1

«Белки. Их функции»

I вариант

Выберите правильный ответ

1.Неизменяемые части аминокислот:

а) аминогруппа и карбоксильная группа;

б) радикал;

в) карбоксильная группа;

г) радикал и карбоксильная группа.

2. Кислород крови лягушки транспортируется:

а) коллагеном;

б) гемоглобином;

в) альбумином;

г) фибриногеном.

3. Связи, которые удерживают первичную структуру молекулы белка, называются:

а) водородными;

б) пептидными;

в) гидрофобными;

г) дисульфидными.

4. Назовите белки – катализаторы:

а) гормоны;

б) ферменты;

в) антиоксиданты;

г) моносахариды.

5. Вторичная структура, как правило, имеет форму:

а) спирали;

б) глобулы;

в) вытянутой цепи.

6. В состав простых белков входят:

а) углерод; д) фосфор;

б) водород; е) азот;

в) кислород; ё) железо;

г) сера; ж) хлор.

7. Молекула гемоглобина имеет структуру:

а) первичную;

б) вторичную;

в) третичную;

г) четвертичную.

8. Функциональные группировки придают аминокислотам свойства:

а) кислые – радикал, щелочные – аминогруппа;

б) кислые – аминогруппа, щелочные – радикал;

в) кислые – карбоксильная группа, щелочные – аминогруппа.

Ответ: 1. а 5. б

2. б 6. а,б,в,г

3. б 7. г

4. б 8. в

ТЕСТ Приложение 2

«Белки. Их функции»

II вариант

Выберите правильный ответ

1. Молекулы белков отличаются друг от друга:

а) последовательностью чередования аминокислот;

б) количеством аминокислот в молекуле;

в) формой третичной структуры;

г) всеми указанными особенностями.

2. Молекула гемоглобина имеет структуру:

а) первичную;

б) вторичную;

в) третичную;

г) четвертичную.

3. В клетке на первом месте по массе из органических веществ:

а) углеводы;

б) белки;

в) липиды;

г) нуклеиновые кислоты.

4. Третичная структура имеет конфигурацию:

а) спирали;

б) складок;

в) глобулы.

5. Белки, выполняющие защитные функции, называются:

а) антигенами;

б) гормонами;

в) антителами.

6. Стабилизируют вторичную структуру белков:

а) ковалентные связи;

б) водородные связи;

в) ионные связи.

7. Пептидная связь образуется:

а) между карбоксильными группами соседних аминокислот;

б) между аминогруппами соседних аминокислот;

в) между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой.

8. Все многообразие белков образуют:

а) 170 видов аминокислот;

б) 20 видов аминокислот;

в) 10 видов аминокислот.

Ответ: 1. г 5. в

2. г 6. б, в

3. б 7. в

4. в 8. б