Презентация - Лекция №5 «Нуклеиновые кислоты - АТФ»

1
Преподаватель: Погребнёв Сергей Сергеевич
Лекция № 5. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. АТФ.
1
УО «Гродненский торговый колледж» Белкоопсоюза Дисциплина: Общая Биология Раздел: Молекулярная биология

2
2
Проверка знаний по теме «Белки, состав, структура, функции» (работа на 10-12 минут)

3
3
1 вариант 1 вариант 2 вариант
На «4-6» 1.Вместо точек проставьте нужные слова: 1.Вместо точек проставьте нужные слова: 1.Вместо точек проставьте нужные слова:
На «4-6» А)В состав белков входят элементы:…; А) Мономерами белков являются… ; А) Мономерами белков являются… ;
На «4-6» Б) Всего в белках имеется … видов аминокислот Б) Основная связь между мономерами белка -… Б) Основная связь между мономерами белка -…
На «4-6» В) Вторичная структура белка в виде … В) Первичная структура белка в виде …; В) Первичная структура белка в виде …;
На «4-6» Г) Четвертичная структура белка в виде…; Г) Третичная структура белка в виде…; Г) Третичная структура белка в виде…;
На «4-6» Д) Восстановление природной структуры белка называется…; Д) Разрушение природной структуры белка называется… Д) Разрушение природной структуры белка называется…
На выполнение задания - 3 минуты

4
На «7-8» 2. Вместо точек проставьте соответствующие функции белков 2. Вместо точек проставьте соответствующие функции белков
На «7-8» А) Ускоряя химические реакции в клетке, белки выполняют … функцию. А) Ферменты выполняют… функцию
На «7-8» Б) Белки-гормоны выполняют … функцию Б) Антитела выполняют … функцию.
На «7-8» В) Гемоглобин выполняет …функцию. В) Белки в составе мышц, хрящей, волос и т.д. выполняют … функцию.
На «7-8» Г) Сократительные белки выполняют …функцию Г) Белки клеточных мембран, улавливающие воздействия на них выполняют… функцию.
На выполнение задания – 5 минут

5
5
На «9-10» 3. Ответьте на 1 вопрос (на выбор) 3. Ответьте на 1 вопрос (на выбор)
На «9-10» А) Чем можно объяснить огромное разнообразие белков в природе, несмотря на то, что в их состав входят одни и те же аминокислоты? А) Почему для человека опасно повышение температуры тела свыше 410 ?
На «9-10» Б) Какую структуру могут иметь белки в составе мышц и почему? Б) Какую структуру могут иметь белки в составе сухожилий и почему?
На «9-10» В) Чем сходны и чем отличаются простые белки от сложных? В) Какой структурой определяются все особенности строения белка и почему?
На выполнение задания – 2 минуты

6
6
ПРОВЕРКА ОТВЕТОВ:
1 вариант 1 вариант 2 вариант
1.Вместо точек проставьте нужные слова: 1.Вместо точек проставьте нужные слова: 1.Вместо точек проставьте нужные слова:
А)В состав белков входят элементы N,С,О,Н А) Мономерами белков являются аминокислоты А) Мономерами белков являются аминокислоты
Б) Всего в белках имеется 20 видов аминокислот Б) Основная связь между мономерами белка -пептидная Б) Основная связь между мономерами белка -пептидная
В) Вторичная структура белка в виде спирали В) Первичная структура белка в виде цепочки аминокислот В) Первичная структура белка в виде цепочки аминокислот
Г) Четвертичная структура белка в виде нескольких связанных глобул Г) Третичная структура белка в виде глобулы Г) Третичная структура белка в виде глобулы
Д) Восстановление природной структуры белка называется ренатурация Д) Разрушение природной структуры белка называется денатурация Д) Разрушение природной структуры белка называется денатурация
2. Вместо точек проставьте соответствующие функции белков 2. Вместо точек проставьте соответствующие функции белков
А) Ускоряя химические реакции в клетке, белки выполняют каталитическую функцию. А) Ферменты выполняют каталитическую функцию
Б) Белки-гормоны выполняют регуляторную функцию Б) Антитела выполняют защитную функцию.
В) Гемоглобин эритроцитов выполняет транспортную функцию. В) Белки в составе мышц, хрящей, волос и т.д. выполняют строительную функцию.
Г) Сократительные белки выполняют двигательную функцию Г) Белки клеточных мембран, улавливающие воздействия на них выполняют сигнальную функцию.

7
заполнять таблицы по тексту учебника сравнивать объекты - молекулы ДНК и РНК логически связывать строение, свойства и функции молекул нуклеиновых кислот
ТЕМА : НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. АТФ.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УРОКА:
УЗНАТЬ:
НАУЧИТЬСЯ:
РАЗВИВАТЬ УМЕНИЯ:
Состав, структуру и функции молекул нуклеиновых кислот, АТФ.
Решать задачи на применение принципа комплементарности

8
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ. АТФ.
8
Строение нуклеиновых кислот. Строение и функции ДНК. Строение молекул РНК. Строение и функции АТФ.

9
Если мы разрежем яблоко, извлечем семена и посадим их, из этих семян никогда не вырастет рябина. Почему?

10
Нуклеиновые кислоты (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации, мономерами которых является нуклеотид.

11
Схема строения нуклеотида:
N (азотистое основание)
Р (остаток фосфорной кислоты)
(пентозный сахар)

12
Строение нуклеотида:
Нуклеотиды являются сложными эфирами нуклеозидов и фосфорных кислот.

13
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
МОНОМЕРЫ - НУКЛЕОТИДЫ
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота
РНК рибонуклеиновая кислота
Состав нуклеотида 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)

14
История изучения ДНК
Фридрих Мишер
ДНК была открыта Иоганном Фридрихом Мишером в 1869 году

15
История изучения ДНК
Френсис Крик
Джеймс Уотсон

16
СТРУКТУРЫ ДНК И РНК
Дж.Уотсон и Ф.Крик Открыли структуру ДНК в 1953г.

В природе встречаются 2 вида нуклеиновых кислот: ДНК и РНК
В прокариотических и эукариотических организмах генетические функции выполняют оба типа нуклеиновых кислот. Вирусы всегда содержат либо РНК либо ДНК

ДНК – это полимерная молекула состоящая из 2х комплиментарных полинуклеотидных цепей соединенными водородными связями, имеют большие размеры и громадную молекулярную массу.
Структура молекулы ДНК

Первичную структуру ДНК составляет последовательность нуклеотидов в полинуклеотидной цепи. Молекула ДНК состоит из 4 видов нуклеотидов.
Первичная структура ДНК

Вторичная структура ДНК
В 1953г. Уотс и Крик установили, что ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из 2-х антипаралельных полинукислотных цепей. Расстояние между азотистыми основаниями = 0,34 нм

Пуриновые и пиримидиновые основания направлены внутрь двойной спирали и образуют пары А=Т, Г=Ц.

Это супер спираль или кольцо более высокого порядка, представляет собой дальнейшую спирализацию и суперспирализацию молекулы ДНК.
Третичная структура ДНК

Хромосомы эукариот представляют собой линейную молекулу ДНК. Эукариотическая ДНК обматывает белковые частицы- гистоны, располагающиеся вдоль ДНК.

Через определённые интервалы образуя хроматин- это волокно из которого состоят хромосомы.

25
25
ДНК В СОСТАВЕ ХРОМОСОМ

Комплексы участков ДНК и гистонов называются нуклеосомами.

28
Строение ДНК
Азотистое основание ( А, Т, Г, Ц) Дезоксирибоза Остаток фосфорной кислоты

29
Образование связей между основаниями
А ::::Т Г::::Ц
Принцип комплиментарности:

Больших успехов в определении одной структуры достигли Эрвин Чаргафф и его сотрудники (1950г.) Используя метод хроматографии они впервые определили нуклеотидный состав ДНК. Они установили, что соотношение азотистых оснований ДНК подчиняется универсальным.
Правила Чаргаффа: 1. Сумма пуриновых нуклеотидов = сумме пиримидиновых нуклеотидов. 2. Молярное содержание аденинов = молярному содержанию тиминов и их отношение =1. 3. Количество аденина = количеству цитозина, а количество гуанина = количеству тимина, сумма аденина и цитозина = сумме гуанина и тимина.

31
Биологические функции ДНК
Молекула ДНК хранит генетическую информацию в ядре клетки. Молекула ДНК служит матрицей в процессе репликации — копирования информации в дочерних молекулах ДНК. Молекула ДНК служит матрицей в процессе транскрипции — перекодирования информации в структуру молекул РНК, что необходимо для синтеза белковых молекул.

32
3) Строение РНК
Молекула РНК состоит из одной полипептидной цепочки, она более короче , чем цепочка ДНК. В нуклеотидах РНК имеется 4 типа азотистых основания: А,Г,Ц,У; в РНК содержится углевод рибоза и остаток фосфорной кислоты.

33
1.Информационная/матричная РНК – содержит от нескольких 100-1000 нуклеотидов, она собой представляет незамкнутую цепочку, переносит информацию о структуре белка с ДНК на рибосому (5%).
Виды РНК:

34
Матричная РНК
Кодирующая часть, транслируется
3'
5'
Лидерная последовательность Шайна-Дальгарно
БЕЛОК
АУГ
STOP
3‘ нетранслируемый район
Знак начала трансляции

35
2.Рибосомальная РНК – входит в состав рибосом и выполняет структурную функцию, принимает участие в синтезе полипептидной цепочки, составляет 85% всей РНК, клетки прокариот содержат 3 вида р-РНК, а эукариоты 4 вида.

36
На него нанизываются белки
Вторичная и третичная структура 16S р-РНК малой субъединицы
р-РНК – структурный каркас рибосомы

37
3.Транспортная РНК – переносит аминокислоты к месту синтеза белков на рибосомы, каждая молекула т-РНК содержит 80 нуклеотидов. Ее специфичность определяется структурой антикодона – это участок соединения с конкретным триплетом и-РНК.

38
Транспортные РНК
Молекула-адаптор. Один ее конец узнает кодон в м-РНК, а другой – несет аминокислоту.
3'

39
4.Гетерогенная ядерная РНК (гя-РНК) – является предшественником и-РНК у эукариот и превращается в и –РНК в результате процессинга. Обычно гя-РНК длинее чем и-РНК.

40
5.Малая ядерная РНК (мя-РНК) – принимает участие в процессе преобразования гя-РНК
6. РНК-праймер – это крошечная РНК состоящая всего из 10 нуклеотидов и участвующая в процессе репликации ДНК.

41
Все типы РНК образуются в результате реакции матричного синтеза, в большинстве случаев матрицей служит одна из цепей ДНК. Синтез РНК на матрице ДНК – этот процесс наз. транскрипцией, в котором участвуют ферметы РНК-полимераза (транскриптаза).

42
Функции РНК 1). и-РНК (м-РНК) – выполняют функцию матриц белкового синтеза, определяют аминокислотную последовательность белка. 2). р-РНК – выполняют роль структурных компонентов рибосом. 3). т-РНК – участвуют в трансляции информации м-РНК и в последовательности аминокислот белка.

43
4. Строение АТФ:

44
АТФ + H2O → АДФ + H3PO4 + энергия(40 кДж/моль) АДФ + H2O → АМФ + H3PO4 + энергия(40 кДж/моль)
Химические свойства:
Пути синтеза:
АДФ + H3PO4 + энергия → АТФ + H2O.

45
Является основным источником энергии в организме; Является исходным продуктом для синтеза нуклеиновых кислот; Регулирует множество биохимических процессов; Является медиатором в синапсах.
Функции АТФ:

46
Выполнение задачи на комплементарность
Комплементарность – это взаимное дополнение азотистых оснований в молекуле ДНК.
Задача : фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Г Т Ц Т А Ц Г А Т Постройте по принципу комплементарности 2-ю цепочку ДНК. РЕШЕНИЕ: 1-я цепь ДНК: Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-А-Т.
Ц-А-Г-А-Т-Г-Ц-Т-А
2-я цепь ДНК:
Значение комплементарности:
Благодаря ей происходят реакции матричного синтеза и самоудвоение ДНК, который лежит в основе роста и размножения организмов.

47
Репликация – процесс самоудвоения молекулы ДНК на основе принципа комплементарности.
Значение репликации: благодаря самоудвоению ДНК, происходят процессы деления клеток.

48
48
Задание для самостоятельной работы (10минут)
Прочитайте внимательно текст §7-8 и заполните таблицу:
Признаки ДНК РНК
СХОДСТВА
РАЗЛИЧИЯ: 1) Сахар
2) Азотистые основания
3) Структура
4) Виды молекул
5)Местонахождение в клетке
6) Функции
Критерии оценки: точность и краткость ответов, аккуратность выполнения

49
49
Повторение и закрепление знаний:
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.)

50
50
Утверждения правильные или неправильные?
1) В ДНК всегда против тимина находится гуанин.
-
2) Цепочки ДНК соединены водородными связями.
+
3) р-РНК находятся в ядре.
-
4) в ДНК нет азотистого основания урацил.
+
5) в ДНК число гуаниловых оснований равно адениловым
-
6) В РНК всегда против аденина находится тимин
-
7) т-РНК находятся в цитоплазме.
+
8) и-РНК образуются в ядре.
+
9) в РНК нет азотистого основания урацил.
-
10) в ДНК число тимидиловых оснований равно адениловым.
+

51
Дайте краткие ответы на вопросы:   В чем сходство и различия молекул ДНК и РНК?  В чем заключается принцип комплементарности?  Что такое репликация и каково ее значение?  Какие типы РНК имеются и каковы их функции?    В молекуле ДНК количество аденина (А) равно 15%.Каково содержание гуанина, тимина и цитозина в ДНК?   В молекуле ДНК 3000 нуклеотидов. Найдите длину ДНК , зная длину одного мономера (0,34 нм).    Какое отношение имеет ДНК к вопросу, заданному в начале урока? Благодаря какому свойству ДНК из семян яблони вырастает яблоня?  вопросы на запоминание и воспроизведение   - вопросы проблемно-поисковые    - вопросы творческого характера

52
Домашнее задание:
§ 7 – 8
52

53
Спасибо за внимание.
53