Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Строение, свойства и функции ДНК" 10 класс

1
МАКЕЕВСКОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО - ТЕХНИЧЕСКОЕ
УЧИЛИЩЕ СФЕРЫ УСЛУГ
Методическая разработка урока биологии для 10 класса
по теме: “Строение, свойства и функции ДНК”
Подготовила:
Малюта Анна Михайловна
преподаватель биологии и химии
г. Макеевка - 2014
2
Цель: сформировать представление о биополимерах.
Задачи:
образовательные: сформировать основные понятия о строении, свойствах,
структуре молекулы ДНК, о принципе комплементарности, раскрыть роль
ДНК в живой природе.
воспитательные: воспитывать интерес к предмету и к научным знаниям.
развивающие: развивать умение выделять главное, самостоятельность,
творческий подход в изучении материала.
Базовые понятия: дезоксирибонкулеиновая кислота, принцип
комплементарности, репликация, транскрипция, нуклеотид, фосфодиэфирная
связь, денатурация, ренатурация, деструкция, ген.
Методы: наглядные (демонстрация рисунков, видеофильма «Нуклеиновые
кислоты в биосинтезе белка»), практические (решение задач), поисковые
(упражнение “Внимание, поиск!”, упражнение “Аквариум”) словесно -
репродуктивные (беседа, объяснение, фронтальный опрос, синквейн).
Тип урока: урок изучения нового учебного материала.
Межпредметные связи: биология, химия, физика.
Оборудование и материалы: Биология: учебн. для 10 кл. / П. Г. Балан, Ю.
Г. Вервес, В. П. Полищук.—К.: Генезис, 2010, таблица “ДНК”, модель
“ДНК”, компьютер, видеофильм «Нуклеиновые кислоты в биосинтезе
белка», доска.
Ход урока
І. Организационный момент (1 мин).
ІІ. Актуализация опорных знаний учеников (5 мин).
Фронтальный опрос – деятельность учеников (4 мин)
ІІІ. Мотивация учебной деятельности учеников (3 мин).
Упражнение “Внимание, поиск!” – деятельность учеников (2 мин) IV.
Изучение нового учебного материала (23 мин). Видеофильм
3
«Нуклеиновые кислоте в биосинтезе белка» – деятельность учеников (4
мин).
V. Обобщение и систематизация материала, который изучался (7 мин).
Решение задач - деятельность учеников (5 мин)
VI. Рефлексия (6 мин).
Синквейн, упражнение “Аквариум”- деятельность учеников (5 мин) VII.
VII.Сообщение домашнего задания (1 мин).
І. Организационный момент.
Приветствие, отмечание отсутствующих, сообщения темы и заданий, на
урок.
ІІ. Актуализация опорных знаний учеников.
Фронтальный опрос.
Одного ученика вызывают к доске. Задание:
Посмотрите на таблицу “Уровни организации белковой молекулы” и
назовите основные структуры белка и причины их разнообразия,
специфичности.
Второй ученик на доске записывает функции следующих белков: актин,
миозин, миоглобин, гемоглобин, инсулин, коллаген, интерферон, антитела,
пепсин.
Третий ученик в доски объясняет термины: биополимеры, мономеры,
протеины, ферменты, пептидная связь, гетерополимеры.
Беседа с другими учениками. Вопрос:
1. Какое строение аминокислот? Какие аминокислоты называют
заменимыми и незаменимыми?
2. Как аминокислоты объединяются в полипептидную цепь?
3. Что представляют собой белки как химические вещества? Какие
белки называют простыми, а какие – сложными?
4. Почему белки с подобными функциями очень близки по своей
структуре, даже у далеких организмов (например, белок миозин имеет
4
много общего с белком, который вынуждает свертываться листочки
южного растения, – мимозы стыдливой)?
ІІІ. Мотивация учебной деятельности учеников.
“Внимание, поиск!” Это химическое вещество вдохновляло поэтов,
композиторы-модернисты пытались в тайнах его строения искать
закономерности звуковой гармонии, астрономы увидели в нем схему,
которая напоминала строение далеких Галактик, – микромир и макромир
вдруг сближались, демонстрируя человеку единство всего сущего. Если его
изъять из всех клеток тела и выпрямить в линию, можно составить цепочку
длиной в 16 миллиардов километров – двойное расстояние от Земли к
Плутону...
Вопрос к ученикам и прогнозируемые ответы.
• О каком веществе идет речь? (ДНК)
• Какой класс соединений она образует? (Органические соединения)
IV. Изучение нового учебного материала.
Объяснение преподавателя с элементами беседы.
Проблема урока: на этом уроке вы узнаете о том, как устроенна ДНК,
как и где хранится «генетическая память», а также какую роль исполняют
нуклеиновые кислоты в клетке.
Нуклеиновые кислоты являются биополимерами, которые состоят из
мономеров – нуклеотидов. В состав нуклеотида входит азотистое основание,
пятиуглеродный сахар (пентоза) и остаток фосфорной кислоты. В
зависимости от вида пентозы (дезоксирибоза или рибоза) различают
молекулы ДНК и РНК (рис 1).
Рис. 1. Нуклеотиды
5
Во всех типах нуклеиновых кислот: ДНК или РНК, содержатся
основания четырех разных видов. В ДНК: аденин (А), гуанин (Г), цитозин
(Ц) и тимин (Т). В РНК вместо тимина (Т) урацил (У).
Объединение нуклеотидов в нуклеиновую кислоту происходят за счет
фосфодиэфирних мостиков между 3’ и 5’ углеродами сахаров или
фосфодиэфирной святи (рис 2).
Рис.2. Полинуклеотид
Вопросы к ученикам и прогнозируемые ответы.
Фосфодиэфирные мостики возникают за счет крепких ковалентных связей,
что делает полинуклеотидные цепи крепкими и стабильными. Почему это
очень важно?
1-й ученик. Уменьшается риск повреждения молекул ДНК.
2-й ученик. Уменьшается риск поломки молекул ДНК.
Структура молекулы ДНК.
Нуклеиновые кислоты имеют первичную, вторичную и третичную
структуру.
Первичная структура ДНК – это последовательность остатков
нуклеотидов в полинуклеотидних цепах (рис 3).
Рис.3. Полинуклеотид
Вторичная структура – пространственная конфигурация полинуклеотидних
цепей ДНК. В формировании вторичной структуры полинуклеотидной цепи
важное значение имеют водородные связи, которые возникают на основе
принципа комплементарности между парами оснований: аденином и
6
тимином формируются две водородные связи, а между гуанином и
цитозином – три водородные святи (рис 4).
Рис.4. Водородная связь и вторичная структура ДНК
Вопросы к ученикам и прогнозируемые ответы.
Подумайте, почему аденин не может соответствовать, например, гуанину?
1-й ученик. Потому, что нарушается принцип комплементарности.
2-й ученик. Потому, что нарушается образование водородных связей и
такое соединение будет не крепким.
В 1953 году Джеймс Уотсон и Френсис Крик предложили
пространственную модель структуры ДНК (рис 5).
Рис.5. Лауреаты Нобелевской премии «за создание пространственной модели
ДНК»
Согласно этой модели, молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидних
цепей, соединенных между собой водородными связями. Эти связи
возникают между двумя нуклеотидами, которые дополняют друг друга. Если
«раскрутить» молекулу ДНК, то она будет напоминать винтовую лестницу.
7
Две цепочки – образованные остатками фосфорной кислоты и пентозы, а
перекладина «лестницы» – азотистые основания, которые взаимодействуют
друг с другом с помощью водородных связей (демонстрация модели ДНК).
Нуклеотидный состав ДНК в 1905 г. впервые количественно
проанализировал американский биолог Эдвин Чаргафф. Он обнаружил, что
число пуринових оснований всегда равняется числу пиримидинових.
Количество аденина = количеству тимина, гуанина = цитозина. Это правило
Чаргаффа (запись в тетради):
(Т) = (А) =
2
)]()%[(100 ГЦ
Третичная структура ДНК
У всех живых организмов молекула ДНК плотно упакована с образованием
сложных трехмерных структур. Нахождение ДНК в суперспирализованом
состоянии, дает возможность сделать молекулу более компактной (рис 6).
Рис.6. Третичная структура ДНК. Коспактная упаковка ДНК с белками-
гистонами образует хромосому.
Свойства ДНК.
Для молекулы ДНК характерны такие биологические свойства как
денатурация, ренатурация, деструкция и репликация.
Денатурация ДНК – раскручивание полипептидной цепочки. При действии
кислот, щелочей, высоких температур, водородные связи между нитратными
основаниями разных цепей молекулы ДНК разрываются. При этом молекула
8
ДНК полностью или частично распадается на отдельные цепи и теряет свою
биологическую активность.
Ренатурация ДНК – возобновление полипептидной цепочки.
Деструкция – необратимый процесс нарушения первичной структуры ДНК
Репликация - способности молекулы ДНК к самоудвоению. Начинается она
с того, что спираль ДНК временно раскручивается под действием фермента
ДНК-полимеразы. На каждом из цепей, которые образовались после разрыва
водородных связей, по принципу комплементарности синтезируется
дочерняя цепь ДНК.
Рассмотрев свойства ДНК, давайте определим, какие функции может
выполнять ДНК.
Для этого вспомните, что мы называем единицей наследственности?
(Ген). А теперь прочитайте в учебнике на стор. 64 определения гена.
Запишите в тетрадь: “Ген – участок молекулы ДНК, который несет
наследственную информацию о структуре определенного белка или
нуклеиновой кислоты”. Исходя из того, что мы знаем ген как единицу
наследственности, мы можем определить функции ДНК.
Ученики самостоятельно определяют функции и записывают в тетради:
• кодирование, сохранение наследственной информации,
• передача наследственной информации дочерним клеткам при
размножении.
Демонстрацмя видеофильма «Нуклеиновые кислоты в биосинтезе
белка»
V. Обобщение и систематизация материала, который изучался.
Решение задач по молекулярной биологии.
Задача. Одна из цепей фрагмента ДНК имеет следующее строение: ГГГ-
АТА-АЦА-ГАТ-. 1) Укажите строение второй цепи; 2) Вычислите длину
данного фрагмента ДНК; 3) Сколько водородных связей содержит фрагмент
цепи ДНК?
9
Решение: Вторая цепь имеет вид: ЦЦЦ-ПАП-ТГТ-ЦТА-. 2) L= 12 х 0,34
нм=4,08 нм 3) Между А-Т две водородные связи, то есть всего-14; между Ц-Г
три водородные связи, то есть всего-15. Общее количество- 29.
VI. Рефлексия.
Составить синквейн:
Прогнозируемые ответы учеников
1-й ученик
1. ДНК
2. Сложная, важная
3. Кодирует, хранит, передает,
4. Глобальная информационная сеть!
5. Код
2-й ученик
1. ДНК
2. Двуцепочечная, длинная
3. Хранит, передает, кодирует
4. Найбольшая библиотека в мире
5. Биополимер
Упражнение “Аквариум”. Ученики объясняют выражение: “ДНК- это
совершенное творение природы, как можно лучше приспособленное к тому,
чтобы выяснить прошлое с будущим, “хранить очаг жизни”, и удобный
материал, “в руках эволюции””...
Подведение итогов.
Преподаватель. Таким образом, мы выяснили, что молекула ДНК состоит
из двух цепей нуклеотидов, которые соединяются между собой с помощью
водородных звъъязкив по принципу комплементарности. Молекулы ДНК
способны к денатурации, ренатурации, деструкции и репликации. Основные
функции ДНК - кодирование, сохранение наследственной информации,
передача наследственной информации дочирним клеткам при размножении.
10
В конце урока поделитесь своими впечатлениями. Для этого продолжите
предложения, посвященные сегодняшнему дню.
Сегодня я узнал . . .
Я удивился . . .
Теперь я умею . . .
Я хотел бы . . .
Мне понравилось . . .
Подведение итогов с оцениванием работы каждого ученика, анализ работы
на уроке, выставление оценок.
VII. Сообщение домашнего задания.
1. I вариант (облегченный) выучить § 15,16 с 86-98, записать
биологические термины в словарь.
2. II вариант (средней сложности). Написать эссе на тему: “ «Чудо-
библиотека ДНК»”
3. III вариант (усложненный).
1) Решить задачу. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанинових нуклеотидов,
которые составляют 22% от общего количества нуклеотидов этой ДНК.
Определить: а) сколько содержится других нуклеотидов (отдельно) в этой
молекуле ДНК? б) Какая длина ДНК?
Литература
а) использованная преподавателем:
1. Биология: учебн. для 10 кл. общеобразоват. учеб. завед.: уровень
стандарта, академический уровень / П. Г. Балан, Ю. Г. Вервес, В. П.
Полищук.—К.: Генезис, 2010. — 288 с.
2. Тиманюк С О., Животова О. М. Биофизика: учебн. для студ. высш.
учебн. завед.— Х.: Изд-во НФаУ; Золотые страницы, 2003.— 704 с.
3. http://him.1september.ru/articles/2009/16/05
б) рекомендованная ученикам:
11
1. Общая биология: учебн. для 10 кл.. общеобразоват. учеб. завед /М. Е.
Кучеренко, Ю. Г. Вервес, П. Г. Балан, С. М. Войцыцкий.— Генезис, 2001. —
160 с.
2. Биология: учебн. для 10 кл. общеобразоват. учеб. завед.: уровень
стандарта, академический уровень / П. Г. Балан, Ю. Г. Вервес, В. П.
Полищук.—К.: Генезис, 2010. — 288 с.
Скачать материал

Биология - еще материалы к урокам: