Нуклеиновые кислоты

Рыбинского района Ярославской области

молекул нуклеиновых кислот, как биополимеров, о принципе комплементарности в ДНК;

раскрыть роль нуклеиновых кислот в живой природе.
Развивающие:
развивать общеучебные умения (понимать и запоминать прочитанное, делать краткие записи, представление основных мыслей в виде схем, заполнение таблиц и др.);
развивать интеллектуальные умения (научить логически мыслить (поиск ответов на вопросы творческого характера), задавать вопросы и составлять суждения, сравнивать, находить взаимосвязи (состава, структуры и функций молекул ДНК и РНК)

мысли, задавать вопросы и отвечать на них, слушать и сосредотачивать

внимание).
Воспитательные:
воспитывать у учащихся культуру общения и труда в ходе беседы, просмотра презентации и, выполнения заданий.
воспитывать критическую и объективную самооценку знаний.

роль.
Итоговое тестирование.

История создания нуклеиновых кислот

ДНК открыта в 1868 г

швейцарским врачом И. Ф. Мишером в клеточных ядрах лейкоцитов, отсюда и название – нуклеиновая кислота (лат. «nucleus» - ядро).
В 20-30-х годах XX в. определили, что
ДНК – полимер (полинуклеотид),
в эукариотических клетках она
сосредоточена в хромосомах.
Предполагали, что ДНК играет структурную роль.
В 1944 г. группа американских бактериологов из Рокфеллеровского института во главе с О. Эвери показала, что способность пневмококков вызывать болезнь передается от одних к другим при обмене ДНК. ДНК является носителем наследственной информации.

которого входят азот и фосфор.Учёный назвал это нуклеином,полагая,что оно содержится

лишь в ядре клетки. Позднее небелковая часть этого вещества была названа нуклеиновой кислотой

Ф. Крик в 1953 г. Она полностью подтверждена экспериментально и

сыграла исключительно важную роль в развитии молекулярной биологии и генетики

гипотезу о том, что ДНК имеет форму двойной спирали, выяснил

молекулярную структуру нуклеиновых кислот и принцип передачи наследственной информации. Лауреат Нобелевской премии 1962 года по физиологии и медицине (вместе с Фрэнсис Харри Комптоном Криком и Морисом Уилкинсом).

молекулярной биологии, выяснил молекулярную структуру нуклеиновых кислот; открыв основные типы

РНК, предложил теорию передачи генетического кода и показал, как происходит копирование молекул ДНК при делении клеток. в 1962 году стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине

нуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из

3-х частей: азотистого основания, пентозы – моносахарида, остатка фосфорной кислоты.

в ДНК
Состав нуклеотида в РНК
Азотистые
основания:
Аденин (А)
Гуанин (Г)
Цитозин (Ц)
Урацил (У):

Рибоза
Остаток
фосфорной
кислоты
Азотистые

основания:
Аденин (А)
Гуанин (Г)
Цитозин (Ц)
Тимин (Т)

Дезокси-
рибоза

Остаток
фосфорной
кислоты

Информационная
(матричная)
РНК (и-РНК)

Транспортная
РНК (т-РНК)

Рибосомная РНК (р-РНК)

Передача и хранение
наследственной
информации

заполняют таблицу

несколько тысяч звеньев,

бактерии – несколько миллионов звеньев,
высшие организмы – миллиарды звеньев.
Если все молекулы ДНК одной клетки человека вытянуть в одну линию, то получится нить длиной около 2 метров!

являются рибонуклеотиды. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя,

а одной полинуклеотидной цепочкой (исключение — некоторые РНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную РНК). Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

Азотистые основания двух полинуклеотидных цепей ДНК соединяются

между собой попарно при помощи водородных связей по принципу комплементарности. Пиримидиновое основание связывается с пуриновым: тимин Т с аденином А (две ВС), цитозин Ц с гуанином Г (три ВС). Таким образом, содержание Т равно содержанию А, содержание Ц равно содержанию Г. Зная последовательность нуклеотидов в одной цепи ДНК, можно расшифровать строение (первичную структуру) второй цепи.
Для лучшего запоминания принципа комплементарности можно воспользоваться мнемоническим приемом: запомни словосочетания
Тигр – Альбинос и Цапля - Голубая

в 1950г, что количество пуринового основания аденина (А) равно

количеству пиримидинового основания тимина (Т), т. е. А = Т. Сходным образом количество второго пурина — гуанина (Г) всегда равно количеству второго пиримидина—цитозина (Ц),т. е. Г = Ц. Таким образом, число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых, количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — количеству цитозина. Такая закономерность получила название
правило Чаргаффа.

называют репликацией или редупликацией. Во время репликации часть молекулы «материнской»

ДНК расплетается на две нити с помощью специального фермента , причем это достигается разрывом водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями: аденином —тимином и гуанином – цитозином. Далее к каждому нуклеотиду разошедшихся нитей ДНК фермент ДНК-полимераза подстраивает комплементарный ему нуклеотид.

С помощью специального белка РНК-полимеразы молекула информационной РНК

строится по принципу комплементарности по участку одной нити ДНК в процессе транскрипции (первого этапа синтеза белка). Сформированная цепочка и-РНК представляет точную копию второй (нематричной) цепочки ДНК, только вместо тимина Т включен урацил У.
Мнемоника: вместо Тигра – Альбиноса есть Утка – Альбинос!

и-РНК

последовательности нуклеотидов молекулы и-РНК (матричной) в последовательность аминокислот молекулы белка.

и-РНК взаимодействует с рибосомой, которая начинает двигаться по и-РНК, задерживаясь на каждом ее участке, который включает в себя два кодона (т.е. 6 нуклеотидов).

клетке имеется несколько видов РНК. Все они участвуют в синтезе

белка.
Транспортные РНК (т-РНК) - это самые маленькие по размерам РНК (80-100 нуклеотидов). Они связывают аминокислоты и транспортируют их к месту синтеза белка.
Информационные РНК (и-РНК) - они в 10 раз больше тРНК. Их функция состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка.
Рибосомные РНК (р-РНК) - имеют наибольшие размеры молекулы(3-5 тыс.нуклеотидов), входят в состав рибосом.

с определенного участка молекулы ДНК, содержит информацию о первичной структуре

одного белка. Последовательность из трех нуклеотидов (триплет или кодон) в молекуле и-РНК (первооснова –ДНК!) кодирует определенный вид аминокислоты. Эту информацию сравнительно небольшая молекула и-РНК переносит из ядра, проходя через поры в ядерной оболочке, к рибосоме – месту синтеза белка. Поэтому и-РНК иногда называют «матричной», подчеркивая ее роль в данной процессе. Генетический код был расшифрован в 1965-1967 г.г., за что Х. Г. Корану была присуждена Нобелевская премия.

Рибосомные РНК синтезируются в сновном в ядрышке и

составляют примерно 85-90% всех РНК клетки. В комплексе с белками они входят в состав рибосом и осуществляют синтез пептидных связей между аминокислотными звеньями при биосинтезе белка. Образно говоря, рибосома – это молекулярная вычислительная машина, переводящая тексты с нуклеотидного языка ДНК и РНК на аминокислотный язык белков.

РНК, доставляющие аминокислоты к рибосоме в процессе

синтеза белка, называются транспортными. Эти небольшие молекулы, форма которых напоминает лист клевера, несут на своей вершине последовательность из трех нуклеотидов. С их помощью т-РНК будут присоединяться к кодонам и-РНК по принципу комплементарности.
Противоположный конец молекулы
т-РНК присоединяет аминокислоту, причем только определенный вид, который соответствует его антикодону

нуклеотидов. Определенные участки молекулы ДНК и РНК (у вирусов и

фагов) содержат информацию о первичной структуре одного белка и называются генами.
1 ген = 1 молекула белка
Поэтому наследственную информацию, которую содержат ДНК называют генетической.

(кодон кодирует только АК)
Избыточность кода (несколько)

наследственной информации в виде генетического кода,
передачу ее при размножении

дочерним организмам,
ее реализацию при росте и развитии организма в течение жизни в виде участия в очень важном процессе – биосинтезе белков.

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

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. Кодовому триплету ААТ в молекуле ДНК соответствует триплет в молекуле и-РНК
а – УУА б – ТТА в – ГГЦ г – ЦЦА
10. Белок состоит из 50 аминокислотных звеньев. Число нуклеотидов в гене, в котором зашифрована первичная структура этого белка, равно
а – 50 б – 100 в – 150 г – 250

два триплета и-РНК, к которым в соответствии с принципом

комплементарности присоединяются антикодоны
а – т-РНК б – р-РНК в – ДНК г – белка
12. Какая последовательность правильно отражает путь реализации генетической информации?
а) ген – ДНК – признак – белок б) признак – белок – и-РНК – ген – ДНК
в) и-РНК – ген – белок – признак г) ген – и-РНК – белок – признак
13. Собственные ДНК и РНК в эукариотической клетке содержат
а – рибосомы б – лизосомы в – вакуоли г – митохондрии
14. В состав хромосом входят
а – РНК и липиды б – белки и ДНК в – АТФ и т-РНК г – АТФ и глюкоза
15. Ученые, которые предположили и доказали, что молекула ДНК – двойная спираль, это
а – И. Ф. Мишер и О. Эвери б – М. Ниренберг и Дж. Маттеи
в – Дж. Д. Уотсон и Ф. Крик г – Р. Франклин и М. Уилкинс

в молекуле ДНК.
Задача : фрагмент цепи ДНК
имеет последовательность

нуклеотидов: Г Т Ц Ц А Ц Г А А Постройте по принципу комплементарности 2-ю цепочку ДНК.
РЕШЕНИЕ:
1-я цепь ДНК: Г-Т-Ц-Ц-А-Ц-Г-А-А.

Ц-А-Г-Г-Т-Г-Ц-Т-Т

Значение комплементарности:

Благодаря ей происходят реакции матричного
синтеза и самоудвоение ДНК, который лежит
в основе роста и размножения организмов.

Вставьте нужные

слова:
В составе РНК есть сахар…
В составе ДНК есть азотистые основания…;
И в ДНК, и в РНК есть….;
В ДНК нет азотистого основания…
Структура молекулы РНК в виде…
ДНК в клетках может находиться в …

Функции РНК:…
В составе РНК есть азотистые основания…;
В составе ДНК есть сахар…;
В РНК нет азотистого основания…
Структура молекулы ДНК в виде…
Мономерами ДНК и РНК являются…;
РНК в клетках может находиться в…

Функции ДНК:…

(рибоза)

(А,Г,Ц,Т)

(А,Г,Ц,сахар, Ф )

(У)

(Цепочки
Нуклеотидов)

(В ядре, митохондриях, хлоропластах)

(Участие в синтезе белков)

А,Г,Ц, (У)

(дезоксирибоза)

(Т)

(Двойной спирали)

(Нуклеотиды)

(В ядре, цитоплазме, митохондриях, хлоропластах)

(Хранение и передача наслед. информ.)

Б
А
В
А
Г
Г
В

и РНК
ДНК – полимер. Мономер – нуклеотид.
Молекулы ДНК обладают видовой

специфичностью.
Молекула ДНК – двойная спираль, поддерживается водородными связями.
Цепи ДНК строятся по принципу комплиментарности.
Содержание ДНК в клетке постояннно.
Функция ДНК – хранение и пердача наследственной информации.

информации
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В.

- Учебник Общая биология 10-11 классы – М.: Дрофа, 2006
Мамонтов С. Г., Захаров В. Б. – Общая биология: учебное пособие – М.: Высшая школа, 1986
Бабий Т. М., Беликова С. Н. – Нуклеиновые кислоты и АТФ // «Я иду на урок» // М.: «Первое сентября», 2003
ЕГЭ 2011 Биология // Учебно-тренировочные материалы для подготовки учащихся./ Г. С. Калинова, А. Н. Мягкова, В. З. Резникова. – М.: Интеллект-Центр, 2007