Нуклеиновые кислоты, и их функции в клетке
Органические вещества клетки
Нуклеи́новая кисло́та (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярное органическое соединение, биополимер(полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Сахар — дезоксирибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые — тимин (T) ицитозин (C). ДНК часто состоит из двух полинуклеотидных цепей, направленных антипараллельно.
РНК (рибонуклеиновая кислота). Сахар — рибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые урацил (U) и цитозин (C). Структура полинуклеотидной цепочки аналогична таковой в ДНК. Из-за особенностей рибозы молекулы РНК часто имеют различные вторичные и третичные структуры, образуя комплементарныеучастки между разными цепями.
11. Прокариоты. Бактерии, строения и жизнедеятельность, размножение, разнообразия. Роль в природе, медицине, с/х и промышленности
Прокариоты (лат. Procaryota, от др.-греч. προ «перед» и κάρυον «ядро»), или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятсябактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды.
Прокариоты разделяют на два таксона в ранге домена (надцарства):Бактерии (Bacteria) и Археи (Archaea). [1]
Бактерии относятся к прокариотам (предъядерным) клеточным организмам. Это самые простые, наиболее мелкие и широко распространенные организмы, которые существуют на земле более 2 млрд лет, но вместе с тем постоянно развивающиеся. Бактерии настолько
отличаются от других живых организмов, что их выделяют в особое царство Monera. Во всем мире не так уж много мест, лишенных бактерий. Они обитают в воде, почве, воздухе, внутри и на поверхности тел животных и растений. Подавляющее большинство бактерий (за исключением актиномицетов и нитчатыхцианобактерий) одноклеточны. По форме клеток они могут быть округлыми (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитыми (вибрионы,спириллы, спирохеты), реже — звёздчатыми, тетраэдрическими, кубическими, C- или O-образными. Формой определяются такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ. Отмечено, например, что олиготрофы, то есть бактерии, живущие при низком содержании питательных веществ в среде, стремятся увеличить отношение поверхности к объёму, например, с помощью образования выростов (т. н.простек). Некоторые бактерии не имеют полового процесса и размножаются лишьравновеликим бинарным поперечным делением или почкованием. Для одной группы одноклеточных цианобактерий описано множественное деление (ряд быстрых последовательных бинарных делений, приводящий к образованию от 4 до 1024 новых клеток). Для обеспечения необходимой для эволюции и приспособления к изменчивой окружающей среде пластичности генотипа у них существуют иные механизмы.
При делении большинство грамположительных бактерий и нитчатых цианобактерий синтезируют поперечную перегородку от периферии к центру при участии мезосом.Грамотрицательные бактерии делятся путём перетяжки: на месте деления обнаруживается постепенно увеличивающееся искривление ЦПМ и клеточной стенки внутрь. При почковании на одном из полюсов материнской клетки формируется и растёт почка, материнская клетка проявляет признаки старения и обычно не может дать более 4 дочерних. Почкование имеется у разных групп бактерий и, предположительно, возникало несколько раз в процессе эволюции.
У других бактерий кроме размножения наблюдается половой процесс, но в самой примитивной форме. Половой процесс бактерий отличается от полового процесса эукариот тем, что у бактерий не образуются гаметы и не происходит слияния клеток. Однако главнейшее событие полового процесса, а именно обмен генетическим материалом, происходит и в этом случае.
В сельском хозяйстве сапрофитные бактерии обогащают почву солями аммония, азотной и азотистыми кислотами, доступными для высших растений. (Это нитрифицирующие бактерии, азотофиксирующие и клубеньковые бактерии). Благодаря симбиозу с бактериями, бобовые играют важную роль в севооборотах, обеспечивая устойчивые урожаи.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Виды нуклеотидов
В природе существует два вида нуклеиновых кислот — рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК). Основанием каждой из них является азотистое основание, остаток фосфорной кислоты и пятиуглеродный сахар.
В состав ДНК входит четыре разновидности нуклеотидов, отличие которых заключается в азотистом соединении:
Что касается РНК, то они тоже имеют несколько видов в зависимости от азотистого основания:
Поговорим и о физических свойствах нуклеотидов. Они легко растворяются в воде, но при этом практически нерастворимы в растворителях, имеющих органическое происхождение. Очень восприимчивы к температурным перепадам, а также критическим показателям значения уровня рН.
Молекулы ДНК обладают весомой молекулярной массой, благодаря чему могут фрагментироваться в результате механического воздействия.
Нуклеиновые кислоты и их строение
Прежде всего необходимо узнать, что нуклеотидами являются мономеры нуклеиновых кислот. Они соединены между собой линейно, формируя длинные молекулярные соединения нуклеиновых кислот. Самыми длинными полимерами являются цепочки молекул ДНК. Как правило, длина молекул РНК значительно меньше, но при этом может отличаться (зависит от типа).
При формировании полинуклеотидного соединения остатки фосфорной кислоты взаимодействуют с трехатомным углеродом пентозы. Аналогичная связь формируется между фосфорной кислотой и пятиатомным углеродом сахара непосредственно в нуклеиновой кислоте.
Исходя из этого, индивидуальная характеристика нуклеиновой кислоты — это последовательность пентозы с мостиками фосфорных кислот. Азотистые основания отделяются по сторонам.
Стоит добавить, что молекулы ДНК не только длиннее в сравнении с РНК, но и состоят из нескольких цепей, которые соединены между собой химически водородными связями. Такие структурные связи формируются по принципу комплементарности: гуанин комплементарен цитозину, а аденин — тимину.
Нуклеотиды содержат в себе такие вещества:
Образоваться такие связи могут и в структурах РНК, но водородные связи формируются между нукленовыми кислотами одной цепи.
Функции нуклеотидов
Местонахождение в клетках аминокислот, белка и нуклеотидов поддерживает их жизнедеятельность, а также сохранение, передачу и верную реализацию генетической наследственности. Стоит в отдельности рассмотреть функции ДНК, РНК и их разновидностей в жизни живых организмов.
Значение ДНК
В клетках ДНК вся информация в основном сосредоточена в ядре клетки. Бактериальная среда, как правило, в формуле занимает одну кольцевую молекулу, находится в неправильной формы образовании в цитоплазме, именуемым нуклеотидом. Гены, входящие в состав наследственной информации генома, являются единицей передачи генетической наследственности. Признак частицы — открытая рама считывания.
Хранение и передача информации (генетической предрасположенности) осуществляется за счет биосинтеза белка посредством и-РНК, т-РНК.
Свойства РНК
В природе различают три разновидности РНК, каждая из которых предназначена для выполнения особой роли в осуществлении синтеза белка.
История исследований
На протяжении десятилетий ведущие ученые мира занимались исследованием нуклеотидов. Рассмотрим более подробно историю изучения нуклеотидов.
Нуклеотиды — это неотъемлемая составляющая каждой клетки живого организма, обеспечивающая ее жизнедеятельность, а также хранение, транспортировку и реализацию наследственной (генетической) наследственности. Ученые посвятили годы изучению видов и строения молекул, что открывает перед человеком большие возможности.
Источник
Тема урока: «Нуклеиновые кислоты».
Тема урока: «Нуклеиновые кислоты».
через формирование умений самостоятельного поиска знаний и навыков работы с учебной литературой, учебно тематическими картами
Цель урока: изучить новый материал.
Задачи: ознакомить с видами нуклеиновых кислот, их строением и функциями
Оборудование: модели и рисунки ДНК и РНК.
Методы: беседа, рассказ, демонстрация рисунков, работа по тетрадям.
Выполнение теста «Белки».
Сообщение темы и цели урока.
Изучение нового материала.
Самостоятельная работы учащихся с учебно-тематическими картами УЭ-1-2.
Обсуждение выполненных заданий в группах
Выполнение лабораторной работы.
задания в рабочей тетради.
Д/з: параграф 1.6, вопросы в конце параграфа.
Подведение итогов урока.
Биология 9 класс. Урок 8.
Белки и их функции.
Подчеркните правильный ответ.
1. Неизменные части аминокислот (аминогруппа и карбоксильная группа; радикал; карбоксильная группа; радикал и карбоксильная группа).
2. Кислород крови у лягушки транспортируется (коллагеном; гемоглобином; альбумином; фибриногеном).
3. Связи, которые удерживают первичную структуру молекулы белка, называются (водородными, пептирдыми, гидрофлбными, дисульфидными).
4. В процессе биохимической реакции ферменты: (ускоряют реакции и сами при этом не применяются; ускоряют реакции и сами при этом изменяются; замедляют реакции, не изменяясь; замедляют реакции, изменяясь при этом).
5. Молекулы белков отличаются друг от друга (последовательностью чередования аминокислот; количеством аминокислот в молекуле; формой третичной структуры; всеми указанными особенностями).
6. Из аминокислот не построены молекулы (гемоглобина, гликогена, инсулина, альбумина).
7. Действие ферментов в организме зависит (от температуры среды; кислотности среды; концентрации реагирующих веществ и концентрации фермента; всех перечисленных условий).
8. Для лечения тяжелых форм сахарного диабете больным необходимо вводить (гемоглобин, антитела, инсулин, гликоген).
Биология 9 класс. Урок 8.
Белки и их функции.
Подчеркните правильный ответ.
1. Неизменные части аминокислот (аминогруппа и карбоксильная группа; радикал; карбоксильная группа; радикал и карбоксильная группа).
2. Кислород крови у лягушки транспортируется (коллагеном; гемоглобином; альбумином; фибриногеном).
3. Связи, которые удерживают первичную структуру молекулы белка, называются (водородными, пептирдыми, гидрофлбными, дисульфидными).
4. В процессе биохимической реакции ферменты: (ускоряют реакции и сами при этом не применяются; ускоряют реакции и сами при этом изменяются; замедляют реакции, не изменяясь; замедляют реакции, изменяясь при этом).
5. Молекулы белков отличаются друг от друга (последовательностью чередования аминокислот; количеством аминокислот в молекуле; формой третичной структуры; всеми указанными особенностями).
6. Из аминокислот не построены молекулы (гемоглобина, гликогена, инсулина, альбумина).
7. Действие ферментов в организме зависит (от температуры среды; кислотности среды; концентрации реагирующих веществ и концентрации фермента; всех перечисленных условий).
8. Для лечения тяжелых форм сахарного диабете больным необходимо вводить (гемоглобин, антитела, инсулин, гликоген).
Биология 9 класс. Урок 8-9.
Нуклеиновые кислоты. АТФ и другие соединения клетки.
Учебный материал с указанием заданий
Руководство по усвоению учебного материала
Цель: в ходе работы с учебно-тематической картой вы должны выяснить особенности строения нуклеиновых кислот, их свойства и биологические функции.
Внимательно прочитайте цель
Цель: выяснить особенности строения ДНК.
Выполните следующие задания:
1. Вставьте пропущенные слова:
Прочитайте текст учебника. Самостоятельная работа с текстом. Правильный ответ за №1-3 балла, за №2 – 1 балл
2. между первым и вторым понятием существует определенная связь. Аналогичная связь существует между третьим и одним из приведенных понятий. Найдите это понятие.
Белок: полипептид = нуклеиновые кислоты:
3. Рассмотрите рисунки 9-11 в учебнике. Назовите вещества, входящие в состав ДНК и РНК. Сколько типов нуклеотидов встречается в молекулах ДНК и РНК?
Прочитать текст учебника. Работа в паре. Максимальное число баллов №3-8 баллов
4. Молекулы ДНК состоят из 4 типов нуклеотидов, однако многообразие молекул ДНК бесконечно. Чем это объяснить?
Работайте самостоятельно. Правильный ответ – 1 балл.
5. В основе строения молекул ДНК лежит принцип комплементарности. Используя этот принцип, на предложенной одной цепи молекулы ДНК постройте вторую цепь: ААТГЦЦТГА
Прочитайте учебник. За правильный ответ 3 балла.
6. Что представляет собой вторичная структура ДНК? Какие связи ее поддерживают?
Правильный ответ – 2 балла.
Выполните тестовое задание.
1. В каком случае правильно указан состав нуклеотида ДНК?
А) рибоза, остаток фосфорной кислоты, тимин;
Б) фосфорная кислота, урацил, дезоксирибоза;
В) остаток фосфорной кислоты, дезоксирибоза, аденин.
2. Мономерами нуклеиновых кислот являются:
А) аминокислоты; б) глюкоза; в) глицерин и высшие жирные кислоты; г) нуклеотиды.
3. Вторичная структура ДНК поддерживается за счет водородных связей между:
А) соседними нуклеотидами; б) комплиментарными основаниями в двух цепях; в) остатками фосфорной кислоты в остове цепей.
4. В клетке ДНК содержится в :
А) ядре и митохондриях; б) только в ядре; в) в ядре и цитоплазме.
5. Какова функция ДНК в клетке:
А) хранение и передача наследственных свойств; б) перенос аминокислот на рибосомы; в) ускорение химических реакций.
Работайте индивидуально. За каждый правильный ответ 1 балл. Итого 5 баллов.
Обсудите результаты работы
Поменяйтесь тетрадями и оцените работу друг друга.
Максимальное количество баллов по УЭ-1 –21 балл
Цель: ознакомится с особенностями строения РНК, их видами и функциями; уметь сравнивать строение молекул ДНК и РНК.
1. рассмотрите рисунок 9 на стр 30 в учебнике. Назовите вещества, входящие в состав нуклеотидов РНК; Какие типы нуклеотидов встречаются в молекулах РНК.
Работайте индивидуально. Прочитайте текст учебника. Правильный ответ – 7 баллов.
2. Заполните таблицу.
Прочитайте текст учебника. Работайте в паре. Правильный ответ – 6 баллов.
3. Выявите сходство и различия в строении молекул дНК, заполнив таблицу.
1. Структура молекулы
2. Количество цепей
3. Моносахариды в нуклеотидах
4. Локализация в клетке (размещение)
Максимальное количество баллов за правильные ответы – 10 баллов. Работайте в паре.
Обсудите результаты своей работы, оцените их.
Максимальное количество баллов по УЭ-2 – 23 балла.
Цель выделить особенности строения АТФ и ознакомиться с ее функциями.
1. Выполните задание:
1) Обозначьте на рисунок 12 в учебнике. Из каких частей состоит молекула АТФ.
Работайте индивидуально. Правильный ответ – 3 балла.
2. Чем отличается АТФ от обычных нуклеотидов?
Самостоятельная работа. Правильный ответ – 2 балла.
3. Молекула АТФ содержит богатые энергией связи? Как называются эти связи? Какое количество энергии освобождается при разрыве одной или двух таких связей в молекуле АТФ?
Работайте индивидуально. Правильный ответ – 3 балла.
4. Какую функцию выполняют АТФ в клетке?
Работайте самостоятельно. Правильный ответ – 2 балла.
Обсудите результаты работы
Оцените свою работу.
Максимальное число баллов по УЭ-3 – 10 баллов.
Цель: ознакомиться с другими органическими соединениями клетки
1. Выполните следующие задания:
Работайте индивидуально. Правильный ответ – 7 баллов.
витамины
Самостоятельная работа. Правильный ответ – 2 балла.
3. Ответьте на вопросы.
Какова роль ферментов в организме? Почему некоторые ферменты активны только в присутствии витаминов? В каком центре фермента работают витамины?
Самостоятельная работа. Правильный ответ – 3 балла.
Обсудите результаты работы.
Оцените свою работу
Максимальное количество баллов по УЭ-4 – 12 баллов
Подведение итогов урока:
1. Прочитайте цель занятия.
2. Достигли ли вы поставленной цели? В какой степени?
3. Оцените свою работу на уроке.
Если по итогам урока вы набрали:
58-66 баллов, то получаете оценку «5»;
Менее 35 баллов – «2».
1. Если на уроке получили «5», получите творческое задание (по желанию).
2. Если испытывали затруднения, прочитайте параграфы 1.4-1.5
3. Если испытали серьезные затруднения и допустили много ошибок, еще раз поработайте с учебно-тематической картой.
Темы для сообщений:
Нуклеиновые кислоты и возраст.
Нуклеиновые кислоты и наследственные заболевания
Нуклеиновые кислоты и инфекционные заболевания
Источник
