§ 3.4. НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ

• Назад до змісту

ДІЯЛЬНІСТЬ

НАВЧАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Що відрізняє нуклеїнові кислоти? Самостійне перетворення знань у схему «Листок конюшини». Нуклеїнові кислоти

Р Формулює визначення поняття «НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ»:
Нуклеїнові кислоти — унікальний клас органічних сполук, макромолекули яких зберігають та реалізують генетичну інформацію, а також визначають її передавання наступним поколінням клітин та організмів.

В Визначає сутність змістових елементів схеми: будова, структура, властивості, значення:

• Будова: біополімери, мономерами яких є нуклеотиди (складаються з залишку ортофосфатної кислоти, пентози та нітрогеновмісної основи), з’єднані ковалентними фосфодиефірними зв’язками.
• Структура: первинна (послідовність нуклеотидів у ланцюзі), вторинна (подвійна спіраль у ДНК або просторові петлі у РНК) і третинна (суперспіралізація ДНК, хроматин); бувають лінійними та кільцевими.
• Властивості: кислотні властивості, здатність утворювати нуклеопротеїни, гідроліз ферментами нуклеазами, конденсація, здатність бути матрицями для синтезу, денатурація та ренатурація.
• Значення: збереження та передача спадкової інформації нащадкам (ДНК), участь у біосинтезі білків і регуляція процесів у клітині (РНК).

К Конструює схему:

С Аналізує: особливості нуклеїнових кислот та формулює висновок:
Нуклеїнові кислоти єдині серед біополімерів виконують інформаційну функцію та здатні бути матрицями для створення нових копій молекул завдяки принципу комплементарності.

РОЗВИВАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Чи існує залежність між хімічним складом та властивостями нуклеїнових кислот? Інтелектуально-розвивальна вправа. Структура нуклеотиду і властивості нуклеїнових кислот

Р Розпізнає пізнавальну ситуацію:
Завдання полягає у визначенні того, як три складові частини нуклеотиду (фосфатний залишок, пентоза й нітрогеновмісна основа) зумовлюють фізичні та хімічні властивості молекул ДНК і РНК.

В Формулює очікувані результати:
Встановлення чіткого зв’язку між кожним хімічним компонентом нуклеотиду та властивостями або функціями нуклеїнових кислот.

К Виконує дії та конструює інфомалюнок:

С Аналізує результати: ОБҐРУНТУВАННЯ взаємозв’язку між хімічним складом та властивостями нуклеїнових кислот:
Властивості нуклеїнових кислот безпосередньо залежать від будови нуклеотидів:

• Залишок ортофосфатної кислоти визначає кислотний характер молекули, утворення фосфодиефірних зв’язків та взаємодію з білками.
• Моносахарид (рибоза або дезоксирибоза) впливає на хімічну стійкість та просторову форму полімерного ланцюга.
• Нітрогеновмісна основа забезпечує кодування спадкової інформації та утворення водневих зв’язків за принципом комплементарності.

ЦІННІСНЕ ЗАВДАННЯ

«Нуклеїнові кислоти – це речовини, що з’єднують минуле з майбутнім». Як забезпечується спадкоємність поколінь за участю нуклеїнових кислот? Вправа для переконаності. Принцип комплементарності ДНК і реплікація

Р Визначає сутність принципу комплементарності:
Комплементарність — взаємна відповідність молекул біополімерів або їхніх фрагментів, що забезпечує утворення зв’язків між просторово взаємодоповнюючими фрагментами молекул або їхніх структурних фрагментів (аденін сполучається з тиміном, а гуанін — з цитозином).

В Пояснює значення зв’язків, що зумовлюють комплементарність ДНК:

• Два водневі зв’язки ($А = Т$) легше розриваються під дією ферментів під час копіювання інформації.
• Три водневі зв’язки ($Г \equiv Ц$) забезпечують міцність і стабільність подвійної спіралі.
• Система водневих зв’язків дає змогу розплітати ланцюги ДНК для реплікації без пошкодження самого хімічного ланцюга нуклеотидів.

К Конструює інфографіку:

С Виявляє ставлення на рівні переконаності та обґрунтовує спадкоємність поколінь з використанням знань про генетичну ІНФОРМАЦІЮ:
Спадкоємність поколінь досягається завдяки точній реплікації ДНК на основі принципу комплементарності. Оскільки кожний ланцюг слугує матрицею для синтезу нового дочірнього ланцюга, генетична інформація без спотворень передається від вихідної клітини до новоутворених, що об’єднує покоління організмів у часі.

САМОРОЗВИТОК

САМОНАВЧАННЯ

Пізнавальне завдання. Спосіб розвитку мислення «Як застосовувати метод індукції?»

Метод індукції полягає в русі думки від окремих спостережень до загального висновку:

1. Збір та аналіз даних: досліджуємо будову нуклеїнових кислот бактерій, рослин, тварин і людини, виявляючи в них спільні нуклеотиди.
2. Формулювання закономірностей: помічаємо, що в усіх досліджених зразках ланцюги утворюються однаковими фосфодиефірними зв’язками, а пари утворюються суворо $А = Т$ та $Г \equiv Ц$.
3. Формулювання гіпотези: припускаємо, що принцип комплементарності є універсальною основою для збереження й відтворення спадкової інформації всіх живих істот.
4. Перевірка гіпотези: підтверджуємо припущення на прикладах вірусів та інших відкритих мікроорганізмів.
5. Формулювання висновку: узагальнюємо, що комплементарність і ланцюгова полімерна природа нуклеїнових кислот — це загальний фундаментальний закон живої природи.

САМООЦІНЮВАННЯ

Тест-конструювання. Нуклеїнові кислоти

1. Нуклеїнові кислоти виявив швейцарський хімік …у складі ядер лейкоцитів в 1869 році:
Н Ф. Мішер ✅

Обґрунтування: Фрідріх Мішер у 1869 році виділив з ядер клітин речовину нуклеїн.

2. Який вид нітратних основ відсутній в рибонуклеотидах?
У тимін ✅

Обґрунтування: тимін входить до складу ДНК, а в РНК його замінює урацил.

3. Називаю зв’язки, що пов’язують нуклеотиди нуклеїнових кислот між собою:
К ковалентні фосфодиефірні ✅

Обґрунтування: нуклеотиди одного полінуклеотидного ланцюга сполучаються між залишками фосфатної кислоти й моносахаридами сусідніх ланок за допомогою фосфодиефірних зв’язків.

4. Називаю зв’язки, що пов’язують нуклеотиди двох ланцюгів ДНК між собою:
Л водневі ✅

Обґрунтування: протилежні комплементарні основи двох ланцюгів ДНК з’єднуються водневими зв’язками ($А = Т$ та $Г \equiv Ц$).

5. Довжина ДНК найбільшої хромосоми людини 8 см, але під час поділу клітини вона вміщується в хромосомі завдовжки 5 мкм, що відбувається завдяки…
Е спіралізації та конденсації ✅

Обґрунтування: саме щільне скручування і конденсація біополімеру в хроматин дозволяють зменшити розміри молекули в тисячі разів.

6. Після припинення дії негативних чинників структура ДНК може відновлюватися завдяки…
О ренатурації ✅

Обґрунтування: відновлення природної форми нуклеїнової кислоти після усунення пошкоджуючого фактора називається ренатурацією.

7. Які молекули переносять інформацію від ДНК до рибосом?
З мРНК ✅

Обґрунтування: матрична (інформаційна) РНК переносить план структури білка від ядерної ДНК безпосередньо до рибосом.

8. До якої групи належать органели, в утворенні яких бере участь рРНК?
И немембранні ✅

Обґрунтування: рРНК бере участь у побудові рибосом, які належать до групи немембранних органел клітини.

9. Молекула тРНК складається з 35 нуклеотидів. Яка довжина розгорнутого полінуклеотидного ланцюга цієї тРНК?
Д 11,9 нм ✅

Обґрунтування: розрахунок довжини ланцюга при довжині одного нуклеотиду $0{,}34\text{ нм}$:
$l = 35 \cdot 0{,}34\text{ нм} = 11{,}9\text{ нм}$

10. Яка довжина молекули ДНК бактеріофага, який складається з 150 нуклеотидів?
И 51 нм ✅

Обґрунтування: розрахунок довжини лінійного ланцюга:
$l = 150 \cdot 0{,}34\text{ нм} = 51\text{ нм}$

Отримане зашифроване слово: НУКЛЕОЗИДИ