Рибонуклеиновая кислота (РНК): состав нуклеотидов, строение, виды и функции.
Биология 10 класс
08.11. 2021
Задания присылать на эл.адрес: vikusja1_87@mail.ru либо в https://vk.com/ id 22224588
Тел.: 071 350 95 40 (Viber и WhatsApp)
Тема: «Нуклеиновые кислоты: строение, свойства, типы»
Цель: обобщение и углубление знаний о строении нуклеиновых кислот; рассмотреть историю открытий пространственной структуры ДНК; охарактеризовать особенности строения молекул нуклеиновых кислот как биополимеров; рассмотреть виды нуклеиновых кислот, их нахождение в клетке и их функции; сформировать знания о строении ДНК, отдельного нуклеотида, соединение мономеров в цепь, основанную по принципу комплементарности.
Содержание учебного материала:
Посмотреть видео по ссылке: https://youtu.be/F4L2csD7LaQ
Осень 1868 г. в Германии, Тюнингене, в лаборатории биохимика Гоппе-Зейлера начинает работать молодой, скромный сотрудник по имени Фридрих Мишер. Из гнойных клеток Мишер выделял клеточные ядра, из которых, в свою очередь, получал щелочные эксракты. Действуя на такой экстракт кислотой, ученый выделил какое-то новое вещество с сильнокислотными свойствами, которое он назвал нуклеином (nucleus – ядро). Кроме углерода, кислорода, водорода, содержит большое количество азота и фосфора. Так были открыты нуклеиновые кислоты.1889 г. Р. Альтман эти вещества назвал ядерными (нуклеиновыми кислотами).Термин нуклеиновые кислоты предложен А. Косселем в 1889г.
Строение нуклеиновых кислот: состав, нуклеотиды.
Нуклеиновые кислоты – биологические полимеры, мономерами которых является нуклеотиды. Эти вещества содержат элементы: углерод, водород, кислород, азот, фосфор. Из курса биологии, вы уже знаете, из каких частей состоит нуклеотид – как структурное звено нуклеиновой кислоты.
Нуклеотид состоит из трех частей: 1. углевод (ДНК – дезоксирибоза, РНК – рибоза)2. азотистое основание (пиримидиновые Ц, У, Т или пуриновое А, Г)3. остаток фосфорной кислоты.
- В клетках различают 2 вида нуклеиновых кислот: ДНК – дезоксирибонуклеиновые кислоты и РНК – рибонуклеиновые кислоты.
Значение нуклеиновых кислот для живых организмов заключается в обеспечении хранения, реализации и передачи наследственной информации.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК)
А) Состав нуклеотидов.ДНК – полимер, мономерами которой являются дезоксирибонуклеотиды, образованные углеводом – дезоксирибоза, азотистым основанием (аденином, гуанином, тимином, цитозином) и остатком фосфорной кислоты.
Модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 г Дж. Уотсон и Ф. Криком. ДНК встречается в ядре и в период деления клетки, образует основную часть хромосом, она также содержится в митоходриях и пластидах.
?. В каком же виде они находятся? У нуклеиновых кислот, как и у белков, есть структура.
Б) Структура ДНК
Первичная структура представлена полинуклеотидной цепочкой.
Но оказалось, что молекулы ДНК имеют и вторичную структуру.
Две полинуклеотидные цепочки спирально закручены друг около друга вокруг общей воображаемой оси, т. е. представляет собой двойную спираль (исключение - некоторые ДНК-содержащие вирусы имеют одноцепочечную ДНК). Диаметр двойной спирали ДНК – 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами – 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов, масса одного нуклеотида 345 (эти величины постоянные). Длина молекулы может достигать нескольких сантиметров. Суммарная длина ДНК ядра клетки человека – около 2м.
В) Принцип комплементарности.
Против одной цепи нуклеотидов располагается вторая цепь. Расположение нуклеотидов в этих двух цепях не случайное, а строго определенное: против А одной цепи в другой цепи всегда располагается Т, а против Г – всегда Ц; А с Т образуют две водородные связи, а Ц с Г образуют три водородные связи. Закономерность, согласно которой нуклеотиды разных цепей ДНК строго упорядоченно располагаются (А-Т, Г-Ц) и избирательно соединяются друг с другом, называется комплементарностью. Следует отметить, что Дж. Уотсон и Ф. Крик пришли к пониманию принципа комплементарности после ознакомления с работами Э. Чаргаффа.В 1905 г. американский биохимик Эдвин Чаргафф, изучив огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, установил, что число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримндиновых. Количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина - количеству цитозина. Такая закономерность получила название правила Чаргаффа, но объяснить этот факт он не смог.Из принципа комплементарности следует, что последовательность нуклеотидов одной цепи определяет последовательность нуклеотидов другой. (А + Т) + (Г + Ц)=100%Если построена одна цепь ДНК, то можно достроить вторую цепочку.Есть и другие, более сложные структуры ДНК.
Например, при более плотной упаковке двойной спирали ДНК образуются хромосомы, которые содержатся в ядрах клеток – это третичная структура.
Г) Свойства молекулы ДНК
1)Молекула ДНК способна к самоудвоению -репликации.Под влиянием ферментов молекулы ДНК способны к самоудвоению, при этом происходит копирование содержащейся в них информации. При самоудвоении происходит частичный распад спирали ДНК на две нити.
К каждой нити притягиваются свободные нуклеотиды, синтезированные ранее в цитоплазме. По принципу комплементарности новые нуклеотиды присоединяются к определенным местам исходной цепи, играющей роль матрицы. Отдельные нуклеотиды вначале удерживаются только водородными связями. Затем особый фермент «замыкает» связи между нуклеотидами уже новой цепи» и в результате этого из одной возникают две молекулы ДНК, сходные между собой.
Процесс самоудвоения молекулы ДНК называется - репликацией. В результате репликации две новые молекулы ДНК представляют точную копию исходной молекулы. Этот процесс лежит в основе передачи наследственной информации, которая осуществляется на двух уровнях: клеточном и организменном.
Задание:Зная одну первую цепь ДНК, постройте вторую: 1цепь ДНК: А-Т-А-Г-Ц-А-Т-Т-Г-Г-Ц-Т-Т-А-Т, применяя принцип комплементарности 2 цепь ДНК: Т-А-Т-Ц-Г-Т-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Т-А
(необходимо передать листок с последовательностью нуклеотидов - триплетами).
Д) Функция ДНК.
Функция ДНК – хранение и передача наследственной информации.
Рибонуклеиновая кислота (РНК): состав нуклеотидов, строение, виды и функции.
РНК – полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой (исключение некоторые РНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную РНК). Особенностью строения РНК является присутствие рибозы в качестве углевода, а вместо пиримидинового азотистого основания Т входит У.
Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.
Выделяют три вида РНК:
1) информационная (матричная) РНК – и-РНК (м-РНК)
2) транспортная РНК – т-РНК
3) рибосомная РНК – р-РНК.
Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды, имеют специфическую пространственную конформацию и принимают участие в процессах синтезе белка. Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК. Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией.
Конец формы
Существует несколько видов одноцепочечных РНК:
1.Рибосомная РНК (р-РНК) в комплексе с белками образует рибосомы, на которых происходит синтез белка. Молекулы р-РНК состоят из 3-5 тыс. нуклеотидов.
2.Информационная (матричная) РНК (и-РНК) программирует синтез белков в клетке. Она осуществляет передачу кода ДНК к месту синтеза белка. Молекулы и-РНК могут состоять из 300— 30000 нуклеотидов.
3. Транспортная РНК (т-РНК)
Молекулы т-РНК относительно невелики и состоят из 75—95 нуклеотидов. Т-РНК выполняет следующие функции; доставляет аминокислоты к месту синтеза белка и определяет точную ориентацию аминокислоты на рибосоме. Т-РНК имеет форму клеверного листа и образует четыре петли: акцепторную, где присоединяются аминокислоты; антикодоновую - в процессе трансляции при биосинтезе белков узнает кодон в и-РНК, и еще две боковые петли.
4. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ): строение, функции.
Молекула АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) представляет собой нуклеотид, который имеет следующее строение:
азотистое основание (аденин) + углевод (рибоза) + три остатка фосфорной кислоты.
Фосфатные группы в молекуле АТФ соединены между собой макроэргическими связями (высокоэнергетическими}. Связи между фосфатными группами не очень прочны, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и высвобождается энергия.
Молекула с тремя остатками фосфорной кислоты — АТФ наиболее энергоемка. Отщепление концевого фосфата АТФ сопровождается выделением 40 кДж энергии. В связи с тем, что в молекулах АТФ имеются богатые энергией связи, клетка может накапливать большое количество энергии и расходовать ее по мере необходимости. АТФ содержится в каждой клетке в митохондриях, ядре и хлоропластах, в растворимой фракции цитоплазмы. С помощью АТФ в клетке осуществляется синтез веществ, биение жгутиков и ресничек в клетках простейших, и т. д. АТФ - универсальный биологический аккумулятор энергии.
Задания для выполнения:
Записать краткий конспект.
Выполнить тестовую работу
1
Выберите из предложенных вариантов ответов один верный.
Что является мономерами нуклеиновых кислот?
а) азотистые основания
б) нуклеотиды
в) нуклеозиды
2
Какие азотистые основания содержит молекула ДНК?
а) аденин, гуанин, урацил, цитозин
б) цитозин, гуанин, аденин, тимин
в) аденин, урацил, тимин, цитозин
3
К пиримидиновым основаниям, входящих в состав ДНК, относится:
а) цитозин и тимин
б) аденин и тимин
в) гуанин и цитозин
4
Как связаны нуклеотиды между собой в полинуклеотидной цепи молекул ДНК и РНК?
а) остатками фосфорных кислот и углеводов нуклеотидов
б) азотистыми основаниями и остатками углеводов нуклеотидов
в) азотистыми основаниями и остатками фосфорных кислот
нуклеотидов
5
Какое соотношение нуклеотидов в составе РНК будет правильным по отношению к одной цепи ДНК?
а) А – Г; Т – Ц
б) А – У; Г - Ц
в) А – Г; У – Ц
6
Сколько связей возникает в комплементарной паре оснований аденин-тимин молекулы ДНК?
а) 1
б) 2
в) 3
7
Чему равно расстояние между двумя цепями в молекуле ДНК?
а) ширина 0,34 нм
б) ширина 2 нм
в) ширина 20 нм
8
Где находится РНК в клетке?
а) ядро и цитоплазма, рибосома
б) ядро
в) ядро, цитоплазма, лизосома
9
Какие виды РНК обладают наиболее крупными размерами?
а) т-РНК
б) и-РНК
в) р-РНК
10
Какими связями между собой соединены остатки фосфорной кислоты в молекуле АТФ?
а) двумя водородными
б) двумя макроэргическими
в) трёмя макроэргическими
11
Выберите правильные суждения:
а) мономерами молекул нуклеиновых кислот ДНК и РНК являются нуклеотиды пяти видов
б) нуклеотиды образуют полинуклеотидную цепь за счёт водородных связей, возникающих между азотистыми основаниями
в) количество аденина и тимина в молекуле ДНК всегда равно количеству цитозина и гуанина
г) различные виды РНК принимают участие в реализации наследственной информации в клетке через биосинтез белка
Тел преподавателя: 071 350 95 40 (Viber и WhatsApp)
vikusja1_87@mail.ru либо https://vk.com/ id 22224588
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 73; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!