Тайны генетического кода. Интегрированный урок биологии и химии. 10 класс. Естественно- математический профиль. Учитель Хабибуллина Г.Н.

Ф.Айала, Дж. Кайгер. Генетика – это сердцевина биологической науки, любой факт в биологии становится понятным лишь в свете генетики; лишь в рамках генетики разнообразие жизненных форм и процессов может быть осмыслено как единое целое.

Задачи учителя: Формирование у учащихся знаний о молекулярной структуре гена, о строении нуклеиновых кислот и белков. Показать взаимосвязь между химической структурой гена и выполняемой им функцией. Установить форму взаимосвязи между генами и белками, определяющими признаки организма. Совершенствовать умения решения задач по цитологии и генетике. Развивать у учащихся способности и умения сравнивать, анализировать, делать выводы, умение работать в парах.

Задачи учащихся: Знать особенности строения молекулы ДНК, РНК и белка. Установить взаимосвязь между химической структурой гена и строением молекулы белка. Научиться решать задачи по цитологии с применением таблицы генетического кода. Совершенствовать умение анализировать, сравнивать, делать выводы, умение работать в парах.

Ход урока: Химическое строение молекулы ДНК и РНК. Молекулярная структура гена. Решение задач на применение правила Чаргаффа. Генетический код и его свойства. Химическое строение молекулы белка. Решение задач по генетическому коду. Взаимосвязь между генами и признаками организма. Выводы. Тест. Работа в парах. Проверка тестов.

1. Химическое строение молекулы ДНК и РНК. Молекулярная структура гена. Какие структуры в клетке являются материальными носителями наследственности? Что такое ген? Какие кислоты называются нуклеиновыми? Что такое нуклеотид?

Правило Чаргаффа: А=Т, Г=Ц; А+Г=Т+Ц; А+Ц=Г+Т. Задачи. 1.Какова будет последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК, если фрагмент ДНК имеет следующий состав: ТТАЦАГГТГТАТ 2.В молекуле ДНК насчитывается 23% адениловых нуклеотидов (от общего числа нуклеотидов). Определите количество всех остальных нуклеотидов.

Ответы: 1. Фрагмент молекулы и-РНК: ААУГУЦЦАЦАУА. 2. Количество тимидиловых нуклеотидов равна 23%, гуаниловых – 27%, цитозиловых – 27%.

Генетический код и его свойства. 1.Триплетность. 2. Вырожденность или избыточность. 3. Однозначность. 4. Между генами есть знаки препинания. 5. Универсальность.

Ген содержит кодирующие участки – ЭКЗОНЫ и некодирующие участки – ИНТРОНЫ. Интроны значительно длиннее экзонов. После транскрипции и синтеза и-РНК все интроны удаляются из и-РНК до её присоединения к рибосоме. И-РНК может иногда модифицироваться после транскрипции и интроны превращаются в экзоны.

Химическое строение молекулы белка. Общая формула аминокислот. O R – CH – C NH 2 OH

Образование пептидной связи O O O H CH 2 –C + CH 3 –CH–C NH 2 -CH 2 -C-N-CH-COOH + H 2 O NH 2 OH H N H OH CH 3 Глицин Аланин Дипептид глицилаланина Пептидная связь: О Н -C – N-

Задачи. 3.Сколько полипептидных цепей может быть образовано из 20 аминокислот, если в их составе может быть 50; 200 аминокислотных остатков? 4. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов – ТТТАГЦТГТЦГГААГ. Определите последовательность нуклеотидов фрагмента и-РНК и последовательность аминокислотных остатков фрагмента белка.

Ответ: 1. Последовательность на и-РНК по исходному фрагменту цепи ДНК: АААУЦГАЦАГЦЦУУЦ. 2. Последовательность амино- кислотных остатков в фрагменте белка: -лиз-сер-тре-ала-фен-.

ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ГЕНАМИ И ПРИЗНАКАМИ ОРГАНИЗМА ДНК – ГЕН – БЕЛОК – ПРИЗНАК 1БЕЛОК – 1ПРИЗНАК - ? БЕЛКИ – ПРИЗНАК

Выводы: Нуклеиновые кислоты и белки являются сложными азотсодержащими биополимерами, имеющими сложные структуры. Комплементарность нуклеотидов в двух цепях ДНК обусловлена образованием водородных связей между пуриновыми и пиримидиновыми азотистыми основаниями. Ген кодирует информацию о первичной структуре одного белка. Молекулярная структура гена включает в себя кодирующие участки – экзоны и некодирующие участки, отсутствующие в и-РНК, - интроны. Проявление одного признака может обусловлено взаимодействием нескольких белков.

Домашнее задание: По биологии: Подготовить сообщение о регуляции экспрессии генов. Повторить главу 8 – основные понятия генетики. По химии: Учить стр , стр

Ответы к тесту. 1 –Г 2 – А 3 – В 4 – Б 5 – Г 6 АБВГД 12221