Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 9 клас>> Хімія: Нуклеїнові кислоти: склад і будова (у загальному вигляді). Біологічна роль нуклеїнових кислот

НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ: СКЛАД І БУДОВА (У ЗАГАЛЬНОМУ ВИГЛЯДІ). БІОЛОГІЧНА РОЛЬ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ

Нуклеїнові кислоти

Після опрацювання § 36 ви зможете:

описувати у загальному вигляді склад і будову нуклеїнових кислот; обґрунтовувати роль нуклеїнових кислот у живому організмі; висловлювати судження щодо значення нуклеїнових кислот у суспільному господарстві, побуті, охороні здоров'я тощо.

На шляху до успіху пригадаємо:

який склад ортофосфатної кислоти та її кислотного залишку; що таке моносахариди; яка роль білків у живих організмах.

• Чому нуклеїнові? Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) і рибонуклеїнова кислота (РНК) - речовини, які зберігають усю інформацію про окремий живий організм та ознаки, що визначають його ріст і розвиток, а також спадкові ознаки, передані наступному поколінню. їхні молекули є в ядрах клітин усіх рослинних і тваринних організмів, звідси й походить назва (лат. nucleus - ядро). ДНК у 1869 р. відкрив Й. Мішер (мал. 36.1). Спочатку він назвав нову речовину нуклеїном, а коли виявив у неї кислотні властивості - нуклеїновою кислотою. Розгляньмо ці сполуки докладніше.

• Склад і будова ДНК і РНК мають низку спільних ознак. Полімерний ланцюг нуклеїнових кислот складається з фрагментів - нуклеотидів. До складу нуклеотиду (мал. 36.2.6) входять залишки ортофосфатної кислоти Н₃Р0₄, моносахаридів - рибози або дезоксирибози та азотистих основ (мал. 36.3). У молекулі дезоксирибози (мал 36.2,1) на відміну від рибози (мал 36.2,2) замість гідроксильної групи - атом Гідрогену.

Ідея гідролізного розщеплення нуклеїнових кислот належить І.Я. Горбачевському (мал. 35.1). Значення його досліджень можна повною мірою оцінити лише тепер, коли ґрунтовне всеохоплююче вивчення подвійної спіралі життя впритул наблизило людство до розкриття таємниць механізму відтворення і втілення генетичної інформації на молекулярному рівні. Полімерний ланцюг ДНК має досить складну будову. Нуклеотиди у ньому сполучені між собою ковалентними зв'язками у довгі полінуклеотидні структури. Здебільшого ДНК живих організмів складається з двох полінуклеотидних ланцюгів. Вони закручені один навколо одного у вигляді подвійної спіралі, стабілізованої водневими зв'язками. Водневі зв'язки виникають між парами азотистих основ, які належать різним ланцюгам і наче «доповнюють» одна одну, утворюючи так звані комплементарні пари (від лат. сomplementum - доповнення). У цих парах залишок аденіну завжди сполучений водневим зв'язком із залишком тиміну, а залишок цитозину - із залишком гуаніну: А - Т і Г-Ц (мал. 36.3).

У природі спіраль ДНК, найчастіше, закручена вправо.

Цікаво?

Зображення спіралі ДНК відтворені в архітектурних спорудах, прикрашають марки й монети (мал. 36.4).

Пізнавально!

Між ДНК і РНК є три основні відмінності:

• ДНК містить залишок дезоксирибози, РНК - рибози.

• ДНК містить залишок тиміну, РНК - урацилу.

• ДНК існує у формі подвійної спіралі, що складається з двох окремих молекул. Молекули РНК (мал. 36.5) у середньому набагато коротші й переважно одноланцюгові.

• Біологічна роль нуклеїнових кислот надзвичайно важлива. Адже одна з головних їхніх функцій - участь у синтезі білків. У процесі життєдіяльності білки постійно витрачаються і тому вони мають регулярно відтворюватися за участю нуклеїнових кислот. Увесь синтез білкової молекули, що містить сотні амінокислотних залишків, триває в живому організмі близько однієї хвилини.

Основне завдання молекул ДНК - зберігати інформацію про білки й надавати її в той момент, коли починається їхній синтез. Цим зумовлена підвищена хімічна стійкість ДНК порівняно з РНК. Природа подбала про те, аби зберегти основну інформацію недоторканною. Докладніше про це ви дізнаєтеся на уроках біології.

Перші дослідження нуклеїнових кислот було проведено в другій половині XIX ст., у середині XX ст. стало зрозумілим, що в ДНК зашифрована вся інформація про живий організм. Виявлення структури подвійної спіралі ДНК було визнане найбільшим науковим досягненням минулого століття (мал. 36.6).

У середині 70-х років XX ст. з'явилися методики розшифрування детальної структури нуклеїнових кислот і розроблено способи їх спрямованого синтезу. Й дотепер ця галузь науки стрімко розвивається задля забезпечення потреб людства в новітніх матеріалах і технологіях. Клонування, генетично модифіковані організми, ідентифікація особи чи встановлення батьківства за допомогою ДНК - ці явища вже перейшли з розряду сенсаційних до буденних подій.

Нові й нові повідомлення ЗМІ свідчать про перспективність досліджень, пов'язаних з ДНК: «Нанотехнології одержали новий потужний інструмент дослідження й прототипування наноструктур - можливість за допомогою ланцюгів ДНК направити самозбирання наночастинок золота у тривимірну структуру. Відкриття буде використано у наноелектроніці, фотоніці тощо», «Науковці перетворили бактерії у нанофабрики вони змусили їх за допомогою вірусу виробляти наноструктури з ДНК, що може привести до розвитку нового напряму в нанотехнології».

Однак варто пам'ятати й про етичні проблеми, які виникають під час проведення таких досліджень й використання їхніх результатів, аби не набути досвіду примноження скорботи через примноження знання.

Стисло про головне

Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) і рибонуклеїнова кислота (РНК) - речовини, які зберігають усю інформацію про окремий живий організм та ознаки, що визначають його ріст і розвиток, а також спадкові ознаки, передані наступному поколінню. їхні молекули є в ядрах клітин усіх рослинних і тваринних організмів.

Склад і будова ДНК і РНК мають низку спільних ознак. Ці сполуки - біополімери, макромолекули яких складаються з нуклеотидів.

До складу нуклеотида входять залишки ортофосфатної кислоти Н₃Р0₄, моносахаридів - рибози або дезоксирибози та азотистих основ.

Нуклеотиди у полімерному ланцюзі ДНК сполучені між собою ковалентними зв'язками. Здебільшого ДНК живих організмів складається з двох полінуклеотидних ланцюгів. Вони закручені один навколо одного у вигляді подвійної спіралі, стабілізованої водневими зв'язками, що виникають між парами азотистих основ. У природі спіраль ДНК здебільшого закручена вправо.

Виявлення структури подвійної спіралі ДНК було визнане найбільшим науковим досягненням минулого століття.

Між ДНК і РНК є три основні відмінності:

• ДНК містить залишок дезоксирибози, РНК - рибози.

• ДНК містить залишок тиміну, РНК - урацилу.

• ДНК існує у формі подвійної спіралі, що складається з двох окремих молекул. Молекули РНК у середньому набагато коротші й переважно одноланцюгові.

Одна з головних функцій нуклеїнових кислот - участь у синтезі білків.

Й дотепер галузь науки, пов'язана з дослідженням нуклеїнових кислот, стрімко розвивається задля забезпечення потреб людства у новітніх матеріалах і технологіях. Варто пам'ятати про етичні проблеми, які виникають під час проведення таких досліджень й використання їхніх результатів.

Застосуйте свої знання й уміння

1. Опишіть у загальному вигляді склад і будову ДНК.

2. Оцініть правильність застосування терміна «полінуклеотиди» стосовно нуклеїнових кислот. Обґрунтуйте свою думку.

3. Порівняйте склад і будову ДНК і РНК.

4. Обґрунтуйте роль нуклеїнових кислот у живому організмі.

5. Поясніть, яке значення мають нуклеїнові кислоти для живих організмів, розвитку науки й технологій.

6. Наведіть приклади етичних проблем, які виникають у зв'язку з дослідженнями нуклеїнових кислот.

Скарбничка досвіду

1. «ДНК надихає митців». Доберіть ілюстрації на підтвердження цієї тези й створіть віртуальну виставку творів.

2. Дізнайтеся, використовуючи різноманітні джерела інформації, про новітні матеріали й технології, пов'язані з нуклеїновими кислотами. За результатами досліджень підготуйте презентації.

Г. А. Лашевська, Геометрія, 9 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів 

_{Онлайн бібліотека з підручниками і книгами з хімії, плани-конспекти уроків по всім предметам, завдання з хімії для 9 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.