Puni naziv obrazovne ustanove:Odjel za srednje stručno obrazovanje Tomske regije OGBPOU "Kolpashevsky Social-Industrial College"
Predmet: Biologija
Sekcija: Opća biologija
starosna grupa: 10. razred
Predmet: Biopolimeri. Nukleinske kiseline, ATP i druga organska jedinjenja.
Svrha lekcije: nastavljaju proučavanje biopolimera, doprinose formiranju logičkih tehnika i kognitivnih sposobnosti.
Ciljevi lekcije:
edukativni:upoznati učenike sa pojmovima nukleinskih kiselina, promovirati razumijevanje i asimilaciju gradiva.
edukativni: razvijati kognitivne kvalitete učenika (sposobnost sagledavanja problema, sposobnost postavljanja pitanja).
edukativni: formirati pozitivnu motivaciju za proučavanje biologije, želju za postizanjem konačnog rezultata, sposobnost donošenja odluka i zaključaka.
Vrijeme implementacije: 90 min.
Oprema:
- PC i video projektor;
- autorska prezentacija kreirana u Power Pointu;
- distributivni didaktički materijal (lista kodiranja aminokiselina);
Plan:
1. Vrste nukleinskih kiselina.
2. Struktura DNK.
3. Glavne vrste RNK.
4. Transkripcija.
5. ATP i druga organska jedinjenja ćelije.
Napredak lekcije:
I. Organizacioni momenat.
Provjera spremnosti za nastavu.
II. Ponavljanje.
Usmena anketa:
1. Opišite funkcije masti u ćeliji.
2. Koja je razlika između biopolimera proteina i biopolimera ugljenih hidrata? Koje su njihove sličnosti?
Testiranje (3 opcije)
III. Učenje novog gradiva.
1. Vrste nukleinskih kiselina.Naziv nukleinske kiseline potiče od latinske riječi “nucleos”, tj. nukleus: Prvo su otkriveni u jezgrima ćelija. U ćelijama postoje dvije vrste nukleinskih kiselina: deoksiribonukleinska kiselina (DNK) i ribonukleinska kiselina (RNA). Ovi biopolimeri se sastoje od monomera zvanih nukleotidi. Nukleotidni monomeri DNK i RNK slični su po osnovnim strukturnim karakteristikama i igraju centralnu ulogu u skladištenju i prenošenju naslednih informacija. Svaki nukleotid se sastoji od tri komponente povezane jakim hemijskim vezama. Svaki od nukleotida koji čine RNK sadrži trikarbonski šećer - ribozu; jedno od četiri organska jedinjenja koja se nazivaju azotne baze - adenin, gvanin, citozin, uracil (A, G, C, U); ostatak fosforne kiseline.
2. Struktura DNK . Nukleotidi koji čine DNK sadrže šećer od pet ugljenika - deoksiribozu; jedna od četiri azotne baze: adenin, gvanin, citozin, timin (A, G, C, T); ostatak fosforne kiseline.
U sastavu nukleotida, azotna baza je vezana za molekul riboze (ili dezoksiriboze) s jedne strane, a ostatak fosforne kiseline s druge strane nastaje od redovno izmjenjivih ostataka šećera i fosforne kiseline, a bočne grupe ovog lanca su četiri vrste nepravilno naizmjeničnih azotnih baza.
Molekul DNK je struktura koja se sastoji od dva lanca, koji su međusobno povezani cijelom svojom dužinom vodoničnim vezama. Ova struktura, jedinstvena za molekule DNK, naziva se dvostruka spirala. Karakteristika strukture DNK je da naspram azotne baze A u jednom lancu postoji azotna baza T u drugom lancu, a naspram azotne baze G uvek se nalazi azotna baza C.
Šematski, ono što je rečeno može se izraziti na sljedeći način:
A (adenin) - T (timin)
T (timin) - A (adenin)
G (gvanin) - C (citozin)
C (citozin) - G (gvanin)
Ovi parovi baza se nazivaju komplementarne baze (komplementarne jedna drugu). DNK lanci u kojima se baze nalaze komplementarno jedna drugoj nazivaju se komplementarni lanci.
Model strukture molekule DNK predložili su J. Watson i F. Crick 1953. godine. U potpunosti je eksperimentalno potvrđen i odigrao je izuzetno važnu ulogu u razvoju molekularne biologije i genetike.
Redosled rasporeda nukleotida u molekulima DNK određuje redosled rasporeda aminokiselina u linearnim proteinskim molekulima, odnosno njihovu primarnu strukturu. Skup proteina (enzimi, hormoni, itd.) određuje svojstva ćelije i organizma. Molekuli DNK pohranjuju informacije o ovim svojstvima i prenose ih generacijama potomaka, odnosno nosioci su nasljednih informacija. Molekule DNK se uglavnom nalaze u jezgrima ćelija iu malim količinama u mitohondrijima i hloroplastima.
3. Glavne vrste RNK.Nasljedne informacije pohranjene u molekulima DNK realiziraju se kroz proteinske molekule. Informacije o strukturi proteina prenose se u citoplazmu pomoću posebnih RNA molekula, koje se nazivaju glasnička RNA (i-RNA). Messenger RNA se prenosi u citoplazmu, gdje dolazi do sinteze proteina uz pomoć posebnih organela - ribozoma. Glasnička RNK, koja je izgrađena komplementarno jednom od lanaca DNK, određuje redoslijed aminokiselina u proteinskim molekulima.
U sintezi proteina učestvuje i druga vrsta RNK - transportna RNK (t-RNA), koja dovodi aminokiseline do mesta formiranja proteinskih molekula - ribozoma, svojevrsnih fabrika za proizvodnju proteina.
Ribosomi sadrže treću vrstu RNK, takozvanu ribosomalnu RNK (r-RNA), koja određuje strukturu i funkcioniranje ribozoma.
Svaki RNK molekul, za razliku od molekula DNK, predstavljen je jednim lancem; Sadrži ribozu umjesto dezoksiriboze i uracil umjesto timina.
dakle, Nukleinske kiseline obavljaju najvažnije biološke funkcije u ćeliji. DNK pohranjuje nasljedne informacije o svim svojstvima ćelije i organizma u cjelini. Različite vrste RNK učestvuju u implementaciji nasljednih informacija kroz sintezu proteina.
4. Transkripcija.
Proces formiranja mRNA naziva se transkripcija (od latinskog "transkripcija" - prepisivanje). Transkripcija se dešava u ćelijskom jezgru. DNK → mRNA uz učešće enzima polimeraze.tRNA djeluje kao prevodilac sa “jezika” nukleotida na “jezik” aminokiselina,tRNA prima komandu od mRNA - antikodon prepoznaje kodon i nosi aminokiselinu.
![]()
5. ATP i druga organska jedinjenja ćelije
U svakoj ćeliji, pored proteina, masti, polisaharida i nukleinskih kiselina, postoji još nekoliko hiljada drugih organskih spojeva. Mogu se podijeliti na krajnje i međuproizvode biosinteze i razgradnje.
Krajnji proizvodi biosintezesu organska jedinjenja koja igraju samostalnu ulogu u organizmu ili služe kao monomeri za sintezu biopolimera. Konačni proizvodi biosinteze uključuju aminokiseline iz kojih se proteini sintetiziraju u stanicama; nukleotidi - monomeri iz kojih se sintetiziraju nukleinske kiseline (RNA i DNK); glukoze, koja služi kao monomer za sintezu glikogena, škroba i celuloze.
Put do sinteze svakog od finalnih proizvoda leži kroz niz intermedijarnih spojeva. Mnoge tvari prolaze kroz enzimsku razgradnju i razgradnju u stanicama.
Konačni proizvodi biosinteze su supstance koje igraju važnu ulogu u regulaciji fizioloških procesa i razvoju organizma. To uključuje mnoge životinjske hormone. Hormoni anksioznosti ili stresa (na primjer, adrenalin) pod stresom povećavaju oslobađanje glukoze u krv, što u konačnici dovodi do povećanja sinteze ATP-a i aktivnog korištenja energije pohranjene u tijelu.
Adenozin fosforne kiseline.Posebno važnu ulogu u bioenergetici ćelije ima adenil nukleotid, za koji su vezana još dva ostatka fosforne kiseline. Ova supstanca se zove adenozin trifosforna kiselina (ATP). ATP molekula je nukleotid formiran od azotne baze adenina, petougljičnog šećera riboze i tri ostatka fosforne kiseline. Fosfatne grupe u molekulu ATP-a povezane su jedna s drugom visokoenergetskim (makroergijskim) vezama.
ATP - univerzalni akumulator biološke energije. Svjetlosna energija Sunca i energija sadržana u konzumiranoj hrani pohranjeni su u molekulima ATP-a.
Prosječan životni vijek 1 molekula ATP-a u ljudskom tijelu je kraći od minute, tako da se razgrađuje i obnavlja 2400 puta dnevno.
Energija (E) je pohranjena u hemijskim vezama između ostataka fosforne kiseline molekule ATP, koja se oslobađa kada se fosfat ukloni:
ATP = ADP + P + E
Ova reakcija proizvodi adenozin difosfornu kiselinu (ADP) i fosfornu kiselinu (fosfat, P).
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + energija (40 kJ/mol)
ATP + H2O → AMP + H4P2O7 + energija (40 kJ/mol)
ADP + H3PO4 + energija (60 kJ/mol) → ATP + H2O
Sve ćelije koriste ATP energiju za procese biosinteze, kretanja, proizvodnje toplote, prenosa nervnih impulsa, luminescencije (npr. kod luminiscentnih bakterija), odnosno za sve vitalne procese.
IV. Sažetak lekcije.
1. Rezimiranje proučenog materijala.
Pitanja za studente:
1. Koje komponente čine nukleotide?
2. Zašto se konstantnost sadržaja DNK u različitim ćelijama tela smatra dokazom da je DNK genetski materijal?
3. Dajte uporedni opis DNK i RNK.
4. Riješite probleme:
G-G-G-A-T-A-A-C-A-G-A-T dovršite drugi lanac.
Odgovor: DNK G-G-G- A-T-A-A-C-A-G-A-T
Ts-Ts-Ts-T-A-T-T-G-T-Ts-T-A
(zasnovano na principu komplementarnosti)
2)
Označite sekvencu nukleotida u molekuli mRNA izgrađene na ovom dijelu lanca DNK.
Odgovor: mRNA G-G-G-A-U-A-A-C-A-G-C-U
3)
Fragment jednog lanca DNK ima sljedeći sastav:
- -A-A-A-T-T-C-C-G-G-. završite drugi lanac.
5. Riješite test:
4)
Koji nukleotid nije dio DNK?
a) timin;
b) uracil;
c) gvanin;
d) citozin;
d) adenin.
Odgovor: b
5)
Ako je nukleotidni sastav DNK
ATT-GCH-TAT - kakav bi onda trebao biti nukleotidni sastav i-RNA?
A) TAA-CHTs-UTA;
B) TAA-GTG-UTU;
B) UAA-CHTs-AUA;
D) UAA-CHC-ATA.
Odgovor: u
