Атф. Биополимеры
Полное название образовательного учреждения: Департамент среднего профессионального образования Томской области ОГБПОУ «Колпашевский социально-промышленный колледж»
Курс: Биология
Раздел: Общая биология
Возрастная группа: 10 класс
Тема: Биополимеры. Нуклеиновые кислоты, АТФ и другие органические соединения.
Цель занятия: продолжить изучение биополимеров, способствовать формированию приемов логической деятельности, познавательных способностей.
Задачи урока:
Образовательные: познакомить студентов с понятиями нуклеиновые кислоты, способствовать осмыслению и усвоению материала.
Развивающие: развивать когнитивные качества студентов (умение видеть проблему, умение задавать вопросы).
Воспитательные: формировать положительную мотивацию к изучению биологии, стремление получить конечный результат, умение принимать решения и делать выводы.
Время реализации: 90 мин.
Оборудование:
- ПК и видеопроектор;
- авторская презентация, созданная в среде Power Point;
- раздаточный дидактический материал (список кодирования аминокислот);
План:
1. Типы нуклеиновых кислот.
2. Строение ДНК.
3. Основные виды РНК.
4. Транскрипция.
5. АТФ и другие органические соединения клетки.
Ход занятия:
I. Организационный момент.
Проверка готовности к занятию.
II. Повторение.
Устный опрос:
1. Охарактеризуйте функции жиров в клетке.
2. В чем отличие биополимеров белков от биополимеров углеводов? В чем их сходство?
Тестирование (3 варианта)
III. Изучение нового материала.
1. Типы нуклеиновых кислот. Название нуклеиновые кислоты происходит от латинского слова «нуклеос», т.е. ядро: они впервые были обнаружены в клеточных ядрах. В клетках имеются два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Эти биополимеры состоят из мономеров, называемых нуклеотидами. Мономеры-нуклеотиды ДНК и РНК сходны в основных чертах строения и играют центральную роль в хранении и передаче наследственной информации. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов, соединенных прочными химическими связями. Каждый из нуклеотидов, входящих в состав РНК, содержит триуглеродный сахар - рибозу; одно из четырех органических соединений, которые называют азотистыми основаниями, - аденин, гуанин, цитозин, урацил (А, Г, Ц, У); остаток фосфорной кислоты.
2. Строение ДНК . Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат пятиуглеродный сахар - дезоксирибозу; одно из четырех азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т); остаток фосфорной кислоты.
В составе нуклеотидов к молекуле рибозы (или дезоксирибозы одной стороны присоединено азотистое основание, а с другой - остаток фосфорной кислоты. Нуклеотиды соединяются между собой в длинные цепи. Остов такой цепи образуют регулярно чередующиеся остатки сахара и фосфорной кислоты, а боковые группы этой цепи - четыре типа нерегулярно чередующихся азотистых основания.
Молекула ДНК представляет собой структуру, состоящую из двух нитей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью. Особенностью структуры ДНК является то, что против азотистого основания А в одной лежит азотистое основание Т в другой цепи, а против азотистого основания Г всегда расположено азотистое основание Ц.
Схематически сказанное можно выразить следующим образом:
А (аденин) - Т (тимин)
Т (тимин) - А (аденин)
Г (гуанин) - Ц (цитозин)
Ц (цитозин) - Г (гуанин)
Эти пары оснований называют комплементарными основаниями (дополняющими друг друга). Нити ДНК, в которых основания расположены комплементарно друг другу, называют комплементарными нитями.
Модель строения молекулы ДНК предложили Дж. Уотсон и Ф. Крик в 1953 г. Она полностью подтверждена экспериментально и сыграла исключительно важную роль в развитии молекулярной биологии и генетики.
Порядок расположения нуклеотидов в молекулах ДНК определяет порядок расположения аминокислот в линейных молекулах белков, т. е. их первичную структуру. Набор белков (ферментов, гормонов и др.) определяет свойства клетки и организма. Молекулы ДНК хранят сведения об этих свойствах и передают их поколениям потомков, т. е. являются носителями наследственной информации. Молекулы ДНК в основном находятся в ядрах клеток и в небольшом количестве в митохондриях и хлоропластах.
3. Основные виды РНК. Наследственная информация, хранящаяся в молекулах ДНК, реализуется через молекулы белков. Информация о строении белка передается в цитоплазму особыми молекулами РНК, которые называются информационными (и-РНК). Информационная РНК переносится в цитоплазму, где с помощью специальных органоидов – рибосом идет синтез белка. Именно информационная РНК, которая строится комплементарно одной из нитей ДНК, определяет порядок расположения аминокислот в белковых молекулах.
В синтезе белка принимает участие и другой вид РНК - транспортная (т-РНК), которая подносит аминокислоты к месту образования белковых молекул - рибосомам, своеобразным фабрикам по производству белков.
В состав рибосом входит третий вид РНК, так называемая рибосомная (р-РНК), которая определяет структуру и функционирование рибосом.
Каждая молекула РНК в отличие от молекулы ДНК представлена одной нитью; вместо дезоксирибозы она содержит рибозу и вместо тимина - урацил.
Итак, нуклеиновые кислоты выполняют в клетке важнейшие биологические функции. В ДНК хранится наследственная информация обо всех свойствах клетки и организма в целом. Различные виды РНК принимают участие в реализации наследственной информации через синтез белка.
4. Транскрипция.
Процесс образования и-РНК называется транскрипцией (от лат. «транскрипцио» - переписывание). Транскрипция происходит в ядре клетки. ДНК → и-РНК с участием фермента полимеразы. т-РНК выполняет функцию переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот, т-РНК получает команду от и-РНК - антикодон узнает кодон и несет аминокислоту.
5. АТФ и другие органические соединения клетки
В любой клетке, кроме белков, жиров, полисахаридов и нуклеиновых кислот, насчитывается несколько тысяч других органических соединений. Их можно условно разделить на конечные и промежуточные продукты биосинтеза и распада.
Конечными продуктами биосинтеза называют органические соединения, которые играют самостоятельную роль в организме или служат мономерами для синтеза биополимеров. К числу конечных продуктов биосинтеза относятся аминокислоты, из которых в клетках синтезируются белки; нуклеотиды - мономеры, из которых синтезируются нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК); глюкоза, которая служит мономером для синтеза гликогена, крахмала, целлюлозы.
Путь к синтезу каждого из конечных продуктов лежит через ряд промежуточных соединений. Многие вещества подвергаются в клетках ферментативному расщеплению, распаду.
Конечными продуктами биосинтеза являются вещества, играющие важную роль в регуляции физиологических процессов и развитии организма. К числу их относятся многие гормоны животных. Гормоны тревоги или стресса (например, адреналин) в условиях напряжения усиливают выход глюкозы в кровь, что, в конечном счете, приводит к увеличению синтеза АТФ и активному использованию энергии, запасенной организмом.
Аденозинфосфорные кислоты. Особо важную роль в биоэнергетике клетки играет адениловый нуклеотид, к которому присоединены еще два остатка фосфорной кислоты. Такое вещество называют аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ). Молекула АТФ представляет собой нуклеотид, образованный азотистым основанием аденином, пятиуглеродным сахаром рибозой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями.
АТФ - универсальный биологический аккумулятор энергии. Световая энергия Солнца и энергия, заключенная в потребляемой пище, запасаются в молекулах АТФ.
Средняя продолжительность жизни 1 молекулы АТФ в организме человека менее минуты, поэтому она расщепляется и восстанавливается 2400 раз в сутки.
В химических связях между остатками фосфорной кислоты молекулы АТФ запасена энергия (Е), которая освобождается при отщеплении фосфата:
АТФ = АДФ + Ф + Е
В этой реакции образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и фосфорная кислота (фосфат, Ф).
АТФ + H2O → АДФ + H3PO4 + энергия(40 кДж/моль)
АТФ + H2O → АМФ + H4P2O7 + энергия(40 кДж/моль)
АДФ + H3PO4 + энергия(60 кДж/моль) → АТФ + H2O
Энергию АТФ все клетки используют для процессов биосинтеза, движения, производства тепла, передачи нервных импульсов, свечений (например, у люминесцентных бактерий), т. е. для всех процессов жизнедеятельности.
IV. Итог занятия.
1. О б о б щ е н и е изученного материала.
Вопросы к студентам:
1. Какие компоненты входят в состав нуклеотидов?
2. Почему постоянство содержания ДНК в разных клетках организма считается доказательством того, что ДНК представляет собой генетический материал?
3. Дайте сравнительную характеристику ДНК и РНК.
4. Решите задачи:
Г-Г-Г-А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т достройте вторую цепь.
Ответ: ДНК Г-Г-Г- А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т
Ц-Ц-Ц-Т-А-Т-Т-Г-Т-Ц-Т-А
(по принципу комплементарности)
2) Укажите последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК, построенной на этом участке цепи ДНК.
Ответ: и-РНК Г-Г-Г-А-У-А-А-Ц-А-Г-Ц-У
3) Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующий состав:
- -А-А-А-Т-Т-Ц-Ц-Г-Г-. достройте вторую цепь.
- -Ц-Т-А-Т-А-Г-Ц-Т-Г-.
5. Решите тест:
4) Какой из нуклеотидов не входит в состав ДНК?
а) тимин;
б) урацил;
в) гуанин;
г) цитозин;
д) аденин.
Ответ: б
5) Если нуклеотидный состав ДНК
АТТ-ГЦГ-ТАТ- то каким должен быть нуклеотидный состав и-РНК?
А) ТАА-ЦГЦ-УТА;
Б) ТАА-ГЦГ-УТУ;
В) УАА-ЦГЦ-АУА;
Г) УАА-ЦГЦ-АТА.
Ответ: в
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-1.jpg" alt="> Биополимеры Нуклеиновые кислоты, АТФ и другие органические соединения ">
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-2.jpg" alt="> Содержание: 1. Типы нуклеиновых кислот. 2. Строение ДНК. 3. Основные виды РНК. 4."> Содержание: 1. Типы нуклеиновых кислот. 2. Строение ДНК. 3. Основные виды РНК. 4. Транскрипция. 5. АТФ и другие органические соединения клетки. 2
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-3.jpg" alt=">Типы нуклеиновых кислот: Название нуклеиновые кислоты происходит от латинского слова "> Типы нуклеиновых кислот: Название нуклеиновые кислоты происходит от латинского слова «нуклеос» , т. е. ядро: они впервые были обнаружены в клеточных ядрах. В клетках имеются два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). 3
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-4.jpg" alt=">Типы нуклеиновых кислот: ДНК и РНК это биополимеры, которые состоят из"> Типы нуклеиновых кислот: ДНК и РНК это биополимеры, которые состоят из мономеров, называемых нуклеотидами. Каждый из нуклеотидов, входящих в состав РНК, содержит азотистые основания, - аденин, гуанин, цитозин, урацил (А, Г, Ц, У). Нуклеотиды, входящие в состав ДНК, содержат азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин (А, Г, Ц, Т). 4
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-5.jpg" alt=">Типы нуклеиновых кислот: 5 ">
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-6.jpg" alt="> Строение ДНК 1. Азотистое основание (А, Т, Г, Ц) 2."> Строение ДНК 1. Азотистое основание (А, Т, Г, Ц) 2. Дезоксирибоза 3. Остаток фосфорной кислоты Принцип комплементарности: А (аденин) - Т (тимин) - А (аденин) Г (гуанин) - Ц (цитозин) - Г (гуанин) 6
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-7.jpg" alt="> Основные виды РНК Информация о строении белка передается в цитоплазму особыми"> Основные виды РНК Информация о строении белка передается в цитоплазму особыми молекулами РНК, которые называются информационными (и- РНК). В синтезе белка принимает участие РНК транспортная (т-РНК), которая подносит аминокислоты к месту образования белковых молекул - рибосомам. В состав рибосом входит РНК рибосомная (р- РНК), которая определяет структуру и функционирование рибосом. 7
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-8.jpg" alt=">Основные виды РНК с. 161 8 ">
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-9.jpg" alt="> Транскрипция: Процесс образования и-РНК называется транскрипцией (от лат. «транскрипцио»"> Транскрипция: Процесс образования и-РНК называется транскрипцией (от лат. «транскрипцио» - переписывание). Транскрипция происходит в ядре клетки. ДНК → и-РНК с участием фермента полимеразы.
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-10.jpg" alt=">Г Ц А Т Г Ц А ">
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-11.jpg" alt=">Г Ц А У Г Ц А ">
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-12.jpg" alt="> Транспортная РНК Амино- т-РНК выполняет кислота "> Транспортная РНК Амино- т-РНК выполняет кислота функцию переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот. 3" т-РНК получает команду от и-РНК - антикодон узнает кодон. Антикодон т-РНК Г Ц У Ц Г А и-РНК Антикодон Кодон
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-13.jpg" alt="> АТФ и другие органические соединения клетки Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) содержится в цитоплазме"> АТФ и другие органические соединения клетки Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) содержится в цитоплазме каждой клетки, митохондриях, хлоропластах, ядре. АТФ поставляет энергию для большинства реакций, происходящих в клетке. С помощью АТФ клетка синтезирует новые молекулы белков, углеводов, жиров, осуществляет транспорт веществ, сокращение мышц человека и т. д. 13
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-14.jpg" alt="> АТФ и другие органические соединения клетки Молекула АТФ это нуклеотид, образованный: "> АТФ и другие органические соединения клетки Молекула АТФ это нуклеотид, образованный: азотистым основанием - аденином; пятиуглеродным сахаром – рибозой; тремя остатками фосфорной кислоты. Средняя продолжительность жизни 1 молекулы АТФ менее минуты, поэтому она расщепляется и восстанавливается 2400 раз в сутки. 14
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-15.jpg" alt="> АТФ и другие органические соединения клетки аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)"> АТФ и другие органические соединения клетки аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) аденозиндифосфорная кислота (АДФ) аденозинмонофосфорная кислота (АМФ) АТФ + H 2 O → АДФ + H 3 PO 4 + энергия(40 к. Дж/моль) АТФ + H 2 O → АМФ + H 4 P 2 O 7 + энергия(40 к. Дж/моль) АДФ + H 3 PO 4 + энергия(60 к. Дж/моль) → АТФ + H 2 O 15
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-16.jpg" alt="> Решите задачи: 1) Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующий состав:"> Решите задачи: 1) Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующий состав: Г-Г-Г-А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т достройте вторую цепь. 2) Укажите последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК, построенной на этом участке цепи ДНК. 16
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-17.jpg" alt="> Решение: 1) ДНК Г-Г-Г- А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т Ц-Ц-Ц-Т-А-Т-Т-Г-Т-Ц-Т-А (по"> Решение: 1) ДНК Г-Г-Г- А-Т-А-А-Ц-А-Г-А-Т Ц-Ц-Ц-Т-А-Т-Т-Г-Т-Ц-Т-А (по принципу комплементарности) 2) и-РНК Г-Г-Г-А-У-А-А-Ц-А-Г-Ц-У 17
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-18.jpg" alt="> Решите задачи: 3) Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующий состав:"> Решите задачи: 3) Фрагмент одной цепи ДНК имеет следующий состав: -А-А-А-Т-Т-Ц-Ц-Г-Г-. достройте вторую цепь. -Ц-Т-А-Г-Ц-Т-Г-. 18
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-19.jpg" alt="> Решите тест: 4) Какой из нуклеотидов не входит в состав "> Решите тест: 4) Какой из нуклеотидов не входит в состав ДНК? а)тимин; б)урацил; в)гуанин; г)цитозин; д)аденин. 5) Если нуклеотидный состав ДНК -АТТ-ГЦГ-ТАТ- то каким должен быть нуклеотидный состав и-РНК? а) ТАА-ЦГЦ-УТА; б) ТАА-ГЦГ-УТУ; в) УАА-ЦГЦ-АУА; г) УАА-ЦГЦ-АТА. 19
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-20.jpg" alt="> Решите тест: 6) Антикодон т-РНК УУЦ соответствует коду ДНК? а)"> Решите тест: 6) Антикодон т-РНК УУЦ соответствует коду ДНК? а) ААГ; б) ТТЦ; в) ТТГ; г) ЦЦА. 7) В реакцию с аминокислотами вступает: а) т-РНК; б) р-РНК; в) и-РНК; г) ДНК. 20
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-21.jpg" alt="> Вспомните: В чем сходство и различие между белками"> Вспомните: В чем сходство и различие между белками и нуклеиновыми кислотами? Каково значение АТФ в клетке? Что является конечными продуктами биосинтеза в клетке? Каково их биологическое значение? 21
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-22.jpg" alt="> Рефлексия: Самостоятельно сделайте вывод Что было"> Рефлексия: Самостоятельно сделайте вывод Что было трудно Что нового узнал Что вызвало запомнить на занятии? интерес на занятии? занятии? 1. 2. 2. 3. 3.
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-23.jpg" alt="> Домашнее задание: Прочитать с. 157 -163 Составить фрагменты цепочек ДНК"> Домашнее задание: Прочитать с. 157 -163 Составить фрагменты цепочек ДНК и РНК Решить задачу: АТФ- постоянный источник энергии для клетки. Его роль можно сравнить с ролью аккумулятора. Объясните, в чем заключается это сходство? 23
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-24.jpg" alt="> Список использованной литературы 1. Биология. Общая биология. 10 -11 классы /"> Список использованной литературы 1. Биология. Общая биология. 10 -11 классы / Д. К. Беляева, П. М. Бородин, Н. Н. Воронцов – М. : Просвещение, 2010. – с. 22 2. Биология. Большой энциклопедический словарь /гл. ред. М. В. Гидяров. – 3 -е изд. – М. : Большая Российская энциклопедия, 1998. – с. 863 3. Биология. 10 -11 классы: организация контроля на уроках. Контрольно-измерительные материалы /сост. Л. А. Тепаева – Волгоград: Учитель, 2010. – с. 25 4. Энциклопедия для детей. Т. 2. Биология /Сост. С. Т. Измаилова. – 3 -е изд. перераб. и доп. – М. : Авнта+, 1996. – ил: с. 704. 24
Src="https://present5.com/presentation/3/166699902_438644322.pdf-img/166699902_438644322.pdf-25.jpg" alt="> Список Интернет-ресурсов 1. Модель АТФ - http: //lenta. ru/news/2009/03/06/protein/ 2. Модель ДНК– http:"> Список Интернет-ресурсов 1. Модель АТФ - http: //lenta. ru/news/2009/03/06/protein/ 2. Модель ДНК– http: //dna-rna. net/2011/07/01/dna-model/ 3. Нуклеиновые кислоты – http: //ra 03. twirpx. net/0912772_ACFDA_stroenie_nuklei novyh_kislot_atf. pptx 25