01.12.22 г. ЧЕТВЕРГ. 306, 405, 505
Здравствуйте, уважаемые студенты, записывайте дату, тему и выполняйте необходимые записи (ВСЁ подряд не пишите, читайте, выбирайте, можно составить план, ЕСЛИ ЕСТЬ ВИДЕО, НАДО ПОСМОТРЕТЬ ,ВЫПОЛНИТЬ ПО НЕМУ ЗАПИСИ, МНОГО НЕ НУЖНО ПИСАТЬ. Материала может быть выложено много, но это не значит, что всё надо записывать! После этого, сфотографируйте и отошлите мне на почту rimma.lu@gmail.com . Тетрадь привезете, когда перейдем на очную форму обучения.)
Справа находится АХИВ БЛОГА , смотрите дату и номер своей группы
моя почта : rimma.lu@gmail.com Жду ваши фотоотчеты!
ГРУППА 306 БИОЛОГИЯ 16,17
ТЕМА 16,17: Генетическая информация. Удвоение ДНК.
Образование и-РНК по матрице ДНК. Генетический код.
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме
На уроке мы узнаем как происходит передача и хранение наследственной информации в клетке, узнаем свойства генетического кода, а так рассмотрим процессы транскрипции и трансляции.
Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);
Ген; генетическая информация; геном; репликация ДНК; транскрипция; генетический код; кодон; трансляция; полисома
Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);
Учебник «Биология.10-11класс», созданный под редакцией академика Д.К.Беляева и профессора Г.М.Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В.Саблина.- М.: Просвещение, 2018г., с 247-256
ПРОСМОТРИТЕ ВИДЕО:
https://www.youtube.com/watch?v=DtQKx14b-Go&ab_channel=LiameloNSchool
Теоретический материал для самостоятельного изучения;
1. ДНК — матрица для синтеза белков. Каким же образом в эритроцитах здорового человека образуются миллионы идентичных молекул гемоглобина, как правило, без единой ошибки в расположении аминокислот? Почему в эритроцитах больных серповидноклеточной анемией все молекулы гемоглобина имеют одну и ту же ошибку в одном и том же месте?
Для ответа на эти вопросы обратимся к примеру, с книгопечатанием. Учебник, который вы держите в руках, издан тиражом п экземпляров. Все п книг отпечатаны с одного шаблона — типографской матрицы, поэтому они совершенно одинаковы. Если бы в матрицу вкралась ошибка, то она была бы воспроизведена во всех экземплярах. Роль матрицы в клетках живых организмов выполняют молекулы ДНК. ДНК каждой клетки несет информацию не только о структурных белках, определяющих форму клетки (вспомните эритроцит), но и обо всех белках-ферментах, белках-гормонах и других белках.
Углеводы и липиды образуются в клетке в результате сложных химических реакций, каждая из которых катализируется своим белком-ферментом. Владея информацией о ферментах, ДНК программирует структуру и других органических соединений, а также управляет процессами их синтеза и расщепления.
Поскольку молекулы ДНК являются матрицами для синтеза всех белков, в ДНК заключена информация о структуре и деятельности клеток, о всех признаках каждой клетки и организма в целом.
Каждый белок представлен одной или несколькими полимерными цепями. Участок молекулы ДНК, служащий матрицей для синтеза одной полипептидной цепи, т. е. в большинстве случаев одного белка, называют геном. Каждая молекула ДНК содержит множество разных генов. Всю информацию, заключенную в молекулах ДНК, называют генетической. Идея о том, что генетическая информация записана на молекулярном уровне и что синтез белков идет по матричному принципу, впервые была сформулирована еще в 20-х годах выдающимся отечественным биологом Н. К. Кольцовым.
2. Удвоение ДНК. Молекулы ДНК обладают поразительным свойством, не присущим ни одной другой из известных молекул, — способностью к удвоению. Что представляет собой процесс удвоения? Вы помните, что двойная спираль ДНК построена по принципу комплементарности. Этот же принцип лежит в основе удвоения молекул ДНК. С помощью специальных ферментов водородные связи, скрепляющие нити ДНК, разрываются, нити расходятся, и к каждому нуклеотиду каждой из этих нитей последовательно пристраиваются комплементарные нуклеотиды. Разошедшиеся нити исходной (материнской) молекулы ДНК являются матричными — они задают порядок расположения нуклеотидов во вновь синтезируемой цепи. В результате действия сложного набора ферментов происходит соединение нуклеотидов друг с другом. При этом образуются новые нити ДНК, комплементарные каждой из разошедшихся цепей. Таким образом, в результате удвоения создаются две двойные спирали ДНК (дочерние молекулы), каждая из них имеет одну нить, полученную от материнской молекулы, и одну нить, синтезированную вновь.
Дочерние молекулы ДНК ничем не отличаются друг от друга и от материнской молекулы. При делении клетки дочерние молекулы ДНК расходятся по двум образующимся клеткам, каждая из которых вследствие этого будет иметь ту же информацию, которая содержалась в материнской клетке. Так как гены — это участки молекул ДНК, то две дочерние клетки, образующиеся при делении, имеют одинаковые гены.
Каждая клетка многоклеточного организма возникает из одной зародышевой клетки в результате многократных делений, поэтому все клетки организма имеют одинаковый набор генов. Случайно возникшая ошибка в гене зародышевой клетки будет воспроизведена в генах миллионов ее потомков. Вот почему все эритроциты больного серповидноклеточной анемией имеют одинаково «испорченный» гемоглобин. Дети, больные анемией, получают «испорченный» ген от родителей через их половые клетки. Информация, заключенная в ДНК клеток (генетическая информация), передается не только из клетки в клетку, но и от родителей к детям. Ген является единицей генетической, или наследственной, информации.
Трудно, глядя на типографскую матрицу, судить о том, хорошая или плохая книга будет по ней напечатана. Невозможно судить и о качестве генетической информации по тому, «хороший» или «плохой» ген получили потомки по наследству, до тех пор, пока на основе этой информации не будут построены белки и не разовьется целый организм.
Ход образования и-РНК. К рибосомам, местам синтеза белков, из ядра поступает несущий информацию посредник, способный пройти через поры ядерной оболочки. Таким посредником является информационная РНК (и-РНК). Это одноцепочечная молекула, комплементарная одной нити молекулы ДНК. Специальный фермент — полимераза, двигаясь по ДНК, подбирает по принципу комплементарности нуклеотиды и соединяет их в единую цепочку (рис. 21). Процесс образования и-РНК называется транскрипцией (от лат. «транскрипцио» — переписывание). Если в нити ДНК стоит тимин, то полимераза включает в цепь и-РНК аденин, если стоит гуанин — включает цитозин, если аденин — то урацил (в состав РНК не входит тимин).
По длине каждая из молекул и-РНК в сотни раз короче ДНК. Информационная РНК — копия не всей молекулы ДНК, а только части ее, одного гена или группы рядом лежащих генов, несущих информацию о структуре белков, необходимых для выполнения одной функции. У прокариот такая группа генов называется опероном. В начале каждой группы генов находится своего рода посадочная площадка для полимеразы, называемая промотором. Это специфическая последовательность нуклеотидов ДНК, которую фермент «узнает» благодаря химическому сродству. Только присоединившись к промотору, полимераза способна начать синтез и-РНК. В конце группы генов фермент встречает сигнал (в виде определенной последовательности нуклеотидов), означающий конец переписывания. Готовая и-РНК отходит от ДНК, покидает ядро и направляется к месту синтеза белков — рибосоме, расположенной в цитоплазме клетки.
В клетке генетическая информация передается благодаря транскрипции от ДНК к белку:
ДНК—и-РНК—белок.
3. Генетический код — определенные сочетания нуклеотидов, несущих информацию о структуре белка, и последовательность их расположения в молекуле ДНК.\
Ген — участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре одной молекулы белка.
Свойства генетического кода:
— триплетность — одна аминокислота кодируется тремя рядом расположенными нуклеотидами — триплетом, или кодоном;
— универсальность — код един для всего живущего на Земле (у мха, сосны, амебы, человека, страуса и пр. одни и те же триплеты кодируют одни и те же аминокислоты);
— вырожденность — одной аминокислоте может соответствовать несколько триплетов (от двух до шести). Исключение составляют аминокислоты метионин и триптофан, каждая из которых кодируется только одним триплетом (метионин кодируется триплетом АУГ);
— специфичность — каждый триплет кодирует только одну аминокислоту.
Триплеты ГАА или ГАГ, занимающие шестое место в гене здоровых людей, несут информацию о цепи гемоглобина, кодируя глутаминовую кислоту. У больных серповидноклеточной анемией второй нуклеотид заменен на У, а триплеты ГУА и ГУГ кодируют валин;
— неперекрываемость — кодоны одного гена не могут одновременно входить в соседний;
— непрерывность — в пределах одного гена считывание генетической информации происходит в одном направлении.
4. Трансляция – механизм, с помощью которого последовательность триплетов оснований иРНК переводится в специфическую последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
Подготовительным этапом трансляции является рекогниция – активирование и присоединение аминокислоты к тРНК (фермент аминоацил-тРНК-синтетаза (кодаза)).
Затем иРНК соединяется с рибосомой (у прокариот начинается синтез с кодона АУГ, с которым взаимодействует антикодон особой тРНК (с формилметионином)), затем первая тРНК доставляет сюда первую аминокислоту (для каждой аминокислоты есть своя тРНК) и связывается с определенным участком иРНК по принципу комплементарности (антикодон тРНК соответствует кодону иРНК).
Происходит связывание с иРНК и с рибосомой второй тРНК, несущей вторую аминокислоту. Первая и вторая аминокислоты соединяются пептидной связью (фермент пептидил-трансфераза). Затем рибосома перемещается на один триплет вперед, первая тРНК освобождается, приходит третья тРНК. Рибосома перемещается по молекуле иРНК прерывисто, триплет за триплетом, делая каждый из них доступным для контакта с тРНК. Сущность трансляции в подборе по принципу комплементарности антикодона тРНК к кодону иРНК. Если антикодон тРНК соответствует кодону иРНК, то аминокислота, доставляемая такой тРНК, включается в полипептидную цепь, и рибосома перемещается на следующий триплет (фермент транслоказа).
Как только рибосома дойдет до стоп-кодона иРНК, происходит распад комплекса, полипептид отделяется от матрицы-иРНК и приобретает свою конформацию.
Для трансляции необходимы ферменты (кодаза, пептидил-трансфераза, транслоказа), энергия АТФ, ионы Mg2+.
Таким образом, главными этапами трансляции являются:
1) присоединение иРНК к рибосоме;
2) рекогниция (активация аминокислоты и ее присоединение к тРНК);
3) инициация (начало синтеза) полипептидной цепи;
4) элонгация (удлинение) цепи;
5) терминация (окончание синтеза) цепи;
6) дальнейшее использование иРНК (или ее разрушение).
Задание 1.
Установите соответствие между термином и его определением.
Определение | Термин |
Процесс синтеза дочерней молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК | Транскрипция |
Процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы | Фотосинтез |
Процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов | Репликация |
Основоположники клеточной теории | Трансляция |
ГРУППА 405 ЭКОЛОГИЯ 32,33,34
ТЕМА 32,33 : СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОХРАНА ЖИВОТНЫХ.
ОТКРОЙТЕ УЧЕБНИК ЭКОЛОГИИ (это ссылка на электронный учебник.) ПАРАГРАФ 40- ЧИТАТЬ, СТР.279, ВОПРОС 3 ПИСЬМЕННО ОТВЕТИТЬ И ПРИСЛАТЬ.
ТЕМА 34 : СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ОХРАНА РАСТИТЕЛЬНОСТИ.
ОТКРОЙТЕ УЧЕБНИК ЭКОЛОГИИ (это ссылка на электронный учебник.) ПАРАГРАФ 39- ЧИТАТЬ, СТР.268, ВОПРОС 1 ПИСЬМЕННО ОТВЕТИТЬ И ПРИСЛАТЬ.
ГРУППА 505 ХИМИЯ 1,2
ТЕМА 1 : Научные методы познания веществ и химических явлений. Роль эксперимента и теории в химии. Моделирование химических процессов.
Прежде чем приступить к любой работе и получить определённый результат, человек выбирает наиболее эффективные и доступные способы и приёмы выполнения её, инструмент и приспособления, которые можно использовать для этого, операции, которые необходимо совершить.
Совокупность приёмов и операций практического и теоретического освоения действительности и определяет понятие «метод».
Рассмотрим научные методы познания химии, т.е. методы познания, которые используются для изучения веществ и химических явлений.
Различают 2 уровня научного познания: эмпирический и теоретический.
Методы эмпирического уровня познания
Эмпирический уровень - характеризуется исследованием реально существующих объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об этих объектах с помощью следующих методов: наблюдение, измерение, постановка экспериментов.
В это же время осуществляется первичная систематизация получаемых фактических данных в виде описания, таблиц, схем, графиков и т.д.
Познакомимся с каждым из этих методов отдельно.
Наблюдение – это первоначальный метод эмпирического познания, позволяющий получить первичную информацию об объекте изучения.
Наблюдение является целенаправленным, планомерным, активным методом научного познания: оно ведётся для решения заранее поставленных задач, строго по составленному исследователем плану, согласованному с поставленными задачами и сопровождается активными действиями исследователя. Результаты научных наблюдений фиксируются в виде описания признаков наблюдаемого объекта, таблиц, схем и т.д. Всё это является базисом науки, опираясь на который учёные создают эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным признакам, проводят классификацию, выявляют закономерности.
Наблюдения могут быть непосредственными, воспринимаемыми органами чувств человека, и опосредованными, которые проводятся с использованием технических средств наблюдения: микроскопов, телескопов и др.
В процессе наблюдения могут совершаться открытия новых явлений, позволяющих обосновать какую-либо научную гипотезу или подтвердить какое-либо положение известной теории.
Из всего сказанного следует, что наблюдение является важнейшим методом научного познания, позволяющим собрать обширную информацию об окружающем мире.
Эксперимент – более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он отличается от метода наблюдения тем, что в ходе эксперимента исследователь может изменять условия (давление, температуру, напряжение и т.д.), устранять побочные факторы, затрудняющие процесс исследования. Эксперимент может повторяться несколько раз для получения наиболее достоверных результатов.
Условия научного эксперимента: целенаправленность, наличие базы в виде исходных теоретических положений, наличие плана проведения эксперимента, наличие технических средств, наличие специалистов необходимого уровня квалификации.
В зависимости от характера поставленных задач, решаемых в ходе эксперимента, последние подразделяются на исследовательские и проверочные.
Исследовательские эксперименты направлены на обнаружение новых, неизвестных науке свойств изучаемого объекта. Результатом такого эксперимента могут быть выводы, изменяющие представления об этом объекте.
Проверочные эксперименты служат для проверки или подтверждения тех или иных теоретических положений.
Следующий эмпирический метод познания – измерение.
Измерение – это процесс определения количественных значений свойств изучаемого объекта с помощью специальных технических устройств.
Измерения бывают прямые и косвенные.
Прямые измерения – это такие измерения, при которых значение измеряемой величины выдаётся непосредственно измерительным прибором.
При косвенном измерении искомое значение величины определяют по известной математической зависимости (по формуле), используя для этого данные, полученные при прямых измерениях.
В процессе измерения не всегда требуется участие человека. Измерение может быть включено в работу автоматической информационно-измерительной системы, которая строится на базе электронно-вычислительной техники.
Методы теоретического уровня познания
Идеализация – представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть исключены из рассмотрения какие-то свойства, признаки, стороны объектов. Например, в механике идеализация материальной точки как тела, лишенного размеров и массы. Такой прием удобен при описании движения, в том числе атомов и молекул.
Идеализация используется тогда, когда реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств математического анализа, когда некоторые свойства затемняют существо протекающих в объекте процессов.
Роль идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретические положения, можно использовать для исследования реальных объектов или явлений.
Формализация - заключается в использовании специальной символики, позволяет отвлечься от изучения реальных объектов и оперировать вместо этого символами (знаками). Достоинством формализации является возможность проведения исследований без обращения к какому-либо объекту, кроме этого обеспечивается краткость и четкость записи научной информации.
Методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания
Анализ и синтез.
Под анализом понимают разделение объекта (мысленно или реально) на составные части с целью изучения их по отдельности.
Под синтезом понимают соединение составных частей объекта (мысленно или реально) с целью изучения его как единого целого. Для изучения объекта как единого целого необходимо рассматривать его составные части в совокупности, в единстве. В процессе синтеза производится соединение воедино составных частей изучаемого объекта. Анализ и синтез успешно используются в сфере мыслительной деятельности человека, т.е. в теоретическом познании.
Моделирование – основано на изучении моделированного объекта. Модель строится по подобию оригинала, на ней воспроизводят, свойственные оригиналу процессы и полученные сведения переносятся на моделируемый объект – оригинал.
Различают несколько видов моделирования:
Мысленное. К нему относятся самые различные мыслительные представления в форме тех или иных воображаемых моделей.
Физическое. Оно характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом.
Символическое – связано с построением графиков, схем.
Численное моделирование на ЭВМ.
Моделирование как метод познания бывает единственно необходимым для исследования некоторых явлений.
Таким образом, все названные методы научного познания являются важными и необходимыми для познания окружающего мира.
ТЕМА 2: Основные понятия химии. Вещество. Атом. Молекула. Химический элемент. Аллотропия. Простые и сложные вещества. Качественный и количественный состав веществ.
1.Вещество. Атом. Молекула. Химический элемент. Аллотропия.
Химия– это наука о веществах и процессах их превращения, при которых происходит изменение состава и структуры.
Вещество - это каждый отдельный вид материи, обладающий при данных условиях определенными физическими свойствами (вода, железо, сера, известь, кислород). Природные вещества представляют собой смеси, состоящие иногда из большого числа различных веществ.
Основой всей химической науки являются атомно-молекулярное учение, закон сохранения материи, периодический закон Д.И.Менделеева и теория химического строения.
Создание атомно-молекулярного учения относится к концу 18 - началу 19 вв., когда в химию были введены количественные методы исследования.
Огромный вклад в создание этой теории внес русский ученый М.В.Ломоносов.
Основные положения заключаются в следующем:
1. Вещества состоят из молекул; молекулы различных веществ отличаются между собой химическим составом, размерами, физическими и химическими свойствами.
2. Молекулы находятся в непрерывном движении; между ними существует взаимное притяжение и отталкивание. Скорость движения молекул зависит от агрегатного состояния веществ.
3. При физических явлениях состав молекул остается неизменным, при химических - претерпевают качественные и количественные изменения и из одних молекул образуются другие.
4. Молекулы состоят из атомов. Атомы характеризуются определенными размерами и массой. Свойства атомов одного и того же элемента одинаковы и отличаются от свойств атомов других элементов.
При химических реакциях атомы не претерпевают качественных изменений.
Атом – это электронейтральная частица, состоящего из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Атом – наименьшая частичка химического элемента, предел химической делимости материи. Атом- носитель свойств химического элемента.
Атомы могут взаимодействовать между собой, образуя молекулы.
Валентность – это способность атомов элементов образовывать химические связи. Молекула – это система, состоящая из связанных между собой атомов.
Молекула – это наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
Молекула способная к самостоятельному существованию и состоит из одинаковых или различных атомов, соединенных в одно целое химическими связями.
Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым положительным зарядом ядра.
Каждый химический элемент обозначают соответствующим символом. Символ Cu обозначает атом меди, H- один атом водорода.
Состав веществ обозначают химическими формулами, в которых символами указывают химические элементы, входящие в состав вещества, цифровыми индексами справа – число атомов каждого элемента. В состав молекулы серной кислоты H2SO4 входят два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода.
Каждая химическая связь в формуле обозначается черточкой.
Способность химического элемента образовывать несколько простых веществ называется аллотропией.
А различные простые вещества, образованные одним элементом, - аллотропными видоизменениями, или аллотропными модификациями.
Явление аллотропии обусловлено несколькими причинами:
- Образованием молекул с различным числом атомов (кислород О2 и озон О3 фосфор двухатомный Р 2 и четырехатомный Р4)
- образованием кристаллов различных модификаций (углерод в виде графита и алмаза).
2. Простые и сложные вещества. Качественный и количественный состав веществ.
Простые вещества – это вещества, образованные одним химическим элементом.
Один и тот же химический элемент может образовывать несколько простых веществ.
Вещества, образованные из двух и более химических элементов, называют сложными. Сложных веществ гораздо больше, чем простых.
Различают в качественный и количественный состав веществ.
Качественный состав – это совокупность химических элементов и (или) атомных группировок, составляющих данное химическое вещество.
Количественный состав – это показатели, характеризующие количество или число атомов того или иного химического элемента и (или) атомных группировок, образующих данное химическое вещество.
Состав веществ отображают посредством химической символики.
Контрольные вопросы:
1.Какая связь между понятием «атом» и «молекула»? В чем различие между ними?
2.Чем отличается простое вещество от химического элемента?
