"Нуклеиновые кислоты"

МБОУ СОШ №29 г. Махачкалы

Учитель биологии высшей категории

Пашаева Майя Эмирбековна.

МБОУ СОШ №29 г. Махачкалы

Нуклеиновые кислоты. Строение, функции.

10 класс.

Пояснительная записка к уроку.

Конспект данного урока разработан для 10 классов профильного уровня изучения биологии. (Программа рассчитана на преподавание курса биологии в 10 классе в объеме 3 часа в неделю).

Тема этого урока входит в раздел тематического плана «Учение о клетке», по учебнику: А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология. 10-11 классы. Дрофа, 2009.

Так как с нуклеиновыми кислотами учащиеся уже знакомы с курса 9 класса, на этом уроке учитель не объясняет строение и роль данных веществ по отдельности. Урок проводится в форме обобщения знаний учащихся по теме. В ходе урока учитель дает возможность учащимся самим сравнивать ДНК и РНК, учит использовать знания о принципах комплементарности на практике. Роль учителя на этом уроке: направить учащихся в нужное русло и подвести к самостоятельным выводам о роли ДНК, как молекулярной основе наследственности.

Необходимость выделения данной темы в отдельный урок обосновывается тем, что в материалах ЕГЭ по биологии задания по данной теме встречаются в частях «А», «В», «С».

Цели урока:

• Понимание причинно-следственных связей на примере сравнения ДНК и РНК;
  формирование умений и навыков в решении задач по молекулярной биологии, используя принцип комплементарности;

• формирование познавательного интереса к предмету через использование информационно-коммуникационных технологий.

Задачи:

1.Образовательные:

• Расширить знания учащихся о строении нуклеиновых кислот,

• показать важную роль нуклеиновых кислот.

2. Воспитательные:

• формировать познавательный интерес к предмету через использование информационно-коммуникационных технологий.

• воспитывать у учащихся культуру общения и труда в ходе беседы, просмотра презентации и анимационного фильма, выполнения заданий.

3. Развивающие:

• развивать поисково-информационные умения: работать с анимациями, тестами, презентацией;

• продолжить развитие учебно-интеллектуальных умений: систематизировать, выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи;

• развивать логическое мышление через сравнение структуры нуклеиновых кислот ДНК и РНК, и выявление их сходных и отличительных признаков, развивать умения работать с учебником.

• развивать общеучебные умения (понимать и запоминать прочитанное, делать краткие записи, заполнение таблиц и др.)

• продолжить формирование умений по выполнению тестов части «А», «В», «С»

Ожидаемые результаты.

После проведения урока учащиеся должны уметь:

• сравнивать строение ДНК и РНК, выделять общее и различия;

• применять теоретические знания для решения задач;

• давать не менее 4-х признаков отличия ДНК и РНК;

• понятно, кратко, точно излагать свои мысли, задавать вопросы и отвечать на них, слушать и сосредотачивать внимание;

• вырабатывать правила дискуссии и соблюдать их;

• понимать смысл обсуждаемого вопроса, толерантно относиться к мнению других.

 
Тип урока: комбинированный.
Методы проведения: словесный, проблемный, наглядный, игровой, самостоятельная работа.
Межпредметные связи: химия.

Материалы и оборудование: мультимедийный комплекс (компьютер, проектор, экран);

слайдовая презентация “Нуклеиновые кислоты”, (Приложение 1);

анимационный фильм “Репликация ДНК”; модель ДНК; наглядные пособия — таблицы:«Нуклеиновые кислоты», «ДНК», разноуровневые тесты по материалам ЕГЭ.

Раздаточный материал: Два варианта тестов по теме «Строение и функции нуклеиновых кислот»

Основные понятия:

Комплементарность

Азотистые основания

Нуклеотид

Репликация (самоудвоение, редупликация)

(Занятие рассчитано на один урок в кабинете, где есть мультимедийная установка).

План урока.

Подробный конспект урока.

I.Этап: Организационно - мотивационный.

1. Оргмомент.

Организация начала урока, включение слайдовой презентации.

2. Мотивация учебной деятельности. Фронтальная беседа.

- Итак, ребята, мы продолжаем с вами изучать фантастический мир живой клетки, а в частности химический состав клетки.

Так, какие же вещества составляют материальную основу структуры и жизнедеятельности клетки? (Неорганические и органические вещества - вода, минеральные соли, белки, углеводы, липиды).

- Но вот парадокс: строение клетки почти одинаково, состоит клетка из одних и тех же химических веществ. А мы с вами наблюдаем такое разнообразие живых организмов!

И опять-таки, несмотря на разнообразие организмов, в природе встречаются организмы, похожие друг на друга. Увидев впервые новорожденного, мы восклицаем: как он похож на папу! Да у него мамин нос, бабушкина улыбка и т.д. Что здесь происходит? (по наследству ребенку передаются признаки родителей).

- Т.е. передается наследственная информация. А где она заключена? (В хромосомах).

- Из чего состоят хромосомы? (Из ДНК и белка).

- Что такое ДНК? (Нуклеиновая кислота, в которой заключена наследственная информация.).

II. Повторение ранее полученных знаний для успешного усвоения новых знаний.

1. Актуализация знаний.

- Вот мы и подошли к теме нашего урока:

«Нуклеиновые кислоты. Строение, функции». (Слайд 1). Мы сегодня с вами должны вспомнить все, что изучали в 9 классе о НК, обобщить эти знания, и научиться сравнивать ДНК и РНК, находить общее и различия в их строении. (Слайд 2).

-Должны выяснить, почему именно ДНК способна хранить наследственную информацию. Это будет у нас вопрос урока. (Слайд 3).

- А вы никогда не задумывались над тем, почему, когда мы сажаем семя арбуза, вырастет арбуз, а не тыква, не дыня?

- Что же собой представляет ДНК — молекула, помогающая хранить информацию и передавать ее по наследству.

Учащиеся записывают в тетради тему урока. Слушают учителя, участвуют в определении целей и задач урока, отвечают на вопросы. Пока класс работает со слайдами, 2 учащихся у доски работают с терминами.

Учитель объясняет, как следует выполнить задания.

1. Исключите лишнее:

- д-зоксирибоза, гуанин, ур-цил, цит-зин

- аминокислота, РНК, ДНК, белок

- глицин, тимин, урацил, аденин, гуанин

2. Вставить пропущенные буквы и объяснить значение терминов.

Нукл-отид р-боза т-мин хром-сома

мон-мер амин-кислота насле-ствен-ость

- А мы пока, вспомним, что мы знаем о строении НК?

- Кто впервые открыл НК? В каком году? (Мишер, 1869 год) (Слайд 4).

- Сколько видов НК существует в природе? (Слайд 5).

- От чего зависит название НК?

- Что является мономером НК?

- Назовите структурные элементы нуклеотида.

- Где расположены НК в клетке? (Слайд 6, 7).

- Продолжаем, посмотрите на этих ученых, какое открытие ими было сделано? (Слайд 8).

- В чем особенность структуры молекулы ДНК? (Слайд 9).

Далее учитель выясняет значение нуклеиновых кислот, функции ДНК и РНК. Просит учащихся по картинкам распознать формы нуклеиновых кислот. (Слайды 10, 11, 12).

Учащиеся вспоминают, отвечают на вопросы, делают записи в тетради.

- А теперь, давайте, проверим индивидуальные задания учащихся.

Учащиеся у доски дают определения, объясняют решения логических задач, остальные задают им вопросы. Учитель комментирует и оценивает формулирование определений, изученных ранее понятий. Задания по карточке проверяются другими учащимися (задания появляются на слайдах).

1. Заполните пропуски в тексте.

В клетках имеется … типа нуклеиновых кислот … и … . Эти биополимеры состоят из … . Каждый … состоит, в свою очередь, из (1,2,3,4) компонентов, соединенных … связями. В состав ДНК входят следующие азотистые основания … . В состав РНК - … . Число цепочек в ДНК … , а в РНК - … я на этом этапе урока обсуждают ответы других учеников,

(Слайд 13).

2. Из предложенных ответов выберите правильные.

1. Что представляет собой мономер нуклеиновых кислот (аминокислота, нуклеотид, молекула белка)?

2. Что входит в состав нуклеотида (аминокислота, азотистое основание, остаток фосфорной кислоты, углевод)?

3. Какие вещества входят в состав нуклеотидов ДНК (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин, фосфорная кислота, рибоза, дезоксирибоза)?

4. Какие вещества входят в состав нуклеотидов РНК (аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин, фосфорная кислота, рибоза, дезоксирибоза)?

5. Какую спираль представляет собой молекула ДНК (одинарную, двойную)?

6. Какую спираль представляет собой молекула РНК (одинарную, двойную)? (Слайд 14).

3. Логические задачи. – коллективная работа на развитие логического мышления.

(Слайд 15).

Учитель оценивает работу учащихся.

Учащиеся на этом этапе урока обсуждают ответы других учеников, высказывают свое мнение, решают логические задачи.

- А теперь посмотрите на следующий слайд: как легко запомнить строение ДНК.

(Слайд 16).

-ДНК – спираль двойная

Информацию хранит

И строеньем не простая.

Мономер–нуклеотид,

Догадайся, что за диво,

Из чего ж он состоит?

Из азотных оснований,

Мы запомним их названья:

Цитозин + гуанин,

А тимин + аденин.

За азотным основаньем

Как в строю – вот красота.

Углевод дезоксирибоза,

Ну и фосфорная кислота.

2. Физкультминутка - выполнение упражнений на улучшение мозгового кровообращения.

1. Исходное положение (и. п.) — сидя на стуле. 1 — голову наклонить вправо; 2 — и. п.; 3 — голову наклонить влево; 4 — и. п.; 5 — голову наклонить вперед, плечи не поднимать; 6 — и. п. Повторить 3-4 раза. Темп медленный.

2. И. п. — сидя, руки на поясе. 1 — поворот головы направо; 2 — и. п.; 3 — поворот головы налево; 4 — и. п. Повторить 4-5 раз. Темп медленный.

- А теперь, устроим для нашего мозга мозговой штурм:

3. Работа с терминами.

Махачкале – 155 лет (Слайд 17).

Давайте свяжем наш урок с датой, которую вы видите на экране. Для этого подберите к каждой букве этого выражения биологические термины.

Например: Метаболизм, Аминокислоты, Хроматин, Аденин, Клетка, Антикодон, Локус, Естественный отбор.

155 лет назад было доказано Л.Пастером, что брожение – есть результат жизнедеятельности бактерий.

- Осталась буква Ч.

- Вспомните, кем впервые было проанализировано количество нуклеотидов в НК? (ам. б/х в 1951 г. Эдвидом Чаргаффом. Он доказал, что в состав ДНК входят 4 АО. – и выявил закономерность.) (Слайд 18).

- Давайте, вспомним Правила Чаргаффа:

В любом фрагменте ДНК содержание Гуанина – Г соответствует содержанию Цитозину – Ц, а Аденин – А к Тимину – Т.

A=Т, Ц≡Г или

- Обратите внимание на рисунок ДНК и найдите закономерность в расположении азотистых оснований. Вспомните понятие комплементарности. (Способность к избирательному соединению нуклеотидов, в результате чего формируются пары А – Т; Г – Ц, называется комплементарностью). (Слайд 19).

Учащиеся вспоминают и записывают правила, необходимые для решения задач.

- А теперь, немного поиграем.

Игра – соревнование: «Кто быстрее». Условие: необходимо достроит вторую цепочку ДНК. Каждый ряд – команда, получает лист с фрагментом одной цепи ДНК, который передается по цепочке.

Учащиеся записывают схему двойной цепочки ДНК.

Учитель подводит итоги.

4. Обобщение знаний.

Продуктом деятельности учащихся на данном этапе должна быть заполненная самостоятельно таблица.

- Ну, а теперь, самостоятельно заполняем таблицу. (Слайд 20).

Учитель объясняет правила заполнения таблицы. По ходу выполнения оказывает индивидуальную помощь, затем осуществляется взаимопроверка.

III. Этап овладения новыми знаниями и первичного закрепления.

- А теперь, вторая проблемная ситуация нашего урока: почему именно ДНК способна хранить наследственную информацию, а РНК является лишь посредником?

Просмотр анимационного фильма “Репликация ДНК”.

Вопросы по фильму:

- Как называется процесс, который вы наблюдали? (Слайд 21).

Что лежит в основе редупликации? Какое значение имеет репликация ДНК?

В ДНК содержится

Наследства информация.

Удвоенье ДНК

Зовем редупликацией. (Слайд 22).

- Итак, давайте ответим на главный вопрос урока - Почему же ДНК является носителем наследственной информации? (способна к самоудвоению). (Слайд 23).

- РНК – одноцепочная к самоудвоению не способна, т.к. принцип комплементарности по равенству содержания основания не выполняется.
-Давайте запишем основные параметры молекулы ДНК, они нам пригодятся для решения задач. (Слайд 24).

Учащиеся участвуют в обсуждении проблемного вопроса, делают записи в тетради, делают выводы.

IV.Этап закрепления знаний.

- Давайте, закрепим наши знания на примерах.

Часть учащихся получают индивидуальные задания-ответить на тесты письменно. Часть работают со слайдами – групповая работа. (Слайды 25-36).

1. Кто из биологов впервые описал нуклеиновые кислоты:

а. Уотсон

б. Уилкинс

в. Мишер

2. Известно, что НК – природные полимеры.

Что является мономером НК?

а. Аминокислота

б. Глюкоза

в. Нуклеотид

3. Какие ученые впервые предложили модель молекулы ДНК (двойная спираль)?

а. Тимофеев – Ресовский

б. Уотсон и Крик

в. Чаргафф

4. Как называется каждый из цепей ДНК?

а. Полипептид

б. Полинуклеотид

в. Полисахарид

5. Наследственная информация закодирована в молекуле ДНК в виде последовательности:

а. Аминокислот

б. Простых углеводов

в. Нуклеотидов

6. Двойная спираль ДНК образуется

за счет связей между:

1)      комплементарными азотистыми основаниями

2)      остатками фосфорной кислоты

3)      аминокислотами

4)      углеводами

7. Молекулы ДНК в отличие от молекул белка

обладают способностью:

1)      образовывать спираль

2)      образовывать третичную структуру

3)      самоудваиваться

4)      образовывать четвертичную структуру

8. Найдите соответствие 1. ДНК 2. РНК

1. Состоит из нуклеотидов: А, Т, Г, Ц

2. Состоит из нуклеотидов: А, У, Г, Ц

3. Углевод в составе нуклеотида – дезоксирибоза

4. Углевод в составе нуклеотида – рибоза

5. Молекула имеет вид одиночной спирали

6. Молекула имеет вид двойной спирали

7. Обеспечивает хранение и передачу наследственной информации

8. Участвует в биосинтезе белка

9. В основе строения молекул ДНК лежит принцип………….

Используя его, на предложенной ниже одной цепи молекулы ДНК постройте вторую цепь. А-А-Т-Г-Ц-Ц-Т-Г-А

Какова длина этого фрагмента ДНК, если известно, что каждый нуклеотид занимает 0,34 нм по длине цепи?

10. К каждому понятию, приведенному в левой колонке, подбери соответствующее определение

1. ДНК

2. РНК

3. Редупликация

4. Комплементар-ность

А. Матричный синтез ДНК на ДНК.

Б. Взаимодополняемость молекул, приводящая к образованию водородных связей..

В. Одноцепочечный линейный биологический полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, содержащие рибозу.

Г. Двухцепочечный биологический полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, содержащие дезоксирибозу.

11. В молекуле ДНК насчитывается 31% нуклеотидов с аденином. Сколько нуклеотидов с цитозином в этой молекуле?

1)      45% 2)      43%

3)      25% 4)      19%

V. Подведение итогов урока. Рефлексия.

- Посмотрите на слайд Слайд 37 и выберите задания, на которые вам больше всего нравится отвечать.

-Какие вопросы урока вызвали у вас затруднение?

VI. Домашнее задание.

1. § 12 , ответить на вопросы в конце параграфа

2. Cоставить и решить задачу на правило комплементарности. (Слайд 38).

Литература:

1. Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. - Учебник Общая биология 10-11 классы – М.: Дрофа, 2006

2. Мамонтов С. Г., Захаров В. Б. – Общая биология: учебное пособие – М.: Высшая школа, 1986

3. Бабий Т. М., Беликова С. Н. – Нуклеиновые кислоты и АТФ // «Я иду на урок» // М.: «Первое сентября», 2003

4. ЕГЭ 2008. Биология // Учебно-тренировочные материалы для подготовки учащихся./ Г. С. Калинова, А. Н. Мягкова, В. З. Резникова. – М.: Интеллект-Центр, 2007

5. Воротынцева Л. В. – Статья № 556195 Урок биологии «Нуклеиновые кислоты» // Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2008/2009 – ИД «Первое сентября»

ПРИЛОЖЕНИЕ

Тест- закрепление.

1. Наследственная информация закодирована в молекуле ДНК в виде последовательности:

а) аминокислота б) простых углеводов в) нуклеотидов

2. Укажите 4 типа азотистых оснований, характерных для молекулы ДНК

? ? ? ?

3. В основе строения молекул ДНК лежит принцип комплементарности. Используя его, на предложенной ниже одной цепи молекулы ДНК постройте вторую цепь.

А-А-Т-Г-Ц-Ц-Т-Г-А

4. Структурная единица живого организма._______________________________

5. Основной органоид клетки.__________________________________________

6. Нуклеиновая кислота, содержащаяся в ядре, имеющая вид двойной спирали.___

7. Эта нуклеиновая кислота хранит и передает наследственную информацию при размножении______________________________________________________

8. Мономером ДНК являются __________________, назвать их _____________

9. Расположение нуклеотидов в цепи не хаотичное, а в определенной

последовательности, согласно правилу ______________.

10. Процесс удвоения ДНК______________________________.

11. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т

Определите последовательность нуклеотидов 2й цепи в этом фрагменте ДНК и длину гена.

12. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.