Синтез белка

Мы – жители большого корабля,
Который во Вселенной пролетает.
Корабль наш зовут Земля,
А Солнце путь нам освещает.

Цели:

• Обучающая: изучить этапы синтеза белка; процесс транскрипции; процесс трансляции; роль транспортных РНК и всех структур, и веществ, участвующих в синтезе белков.
• Развивающая: развивать умение логически мыслить, решать биологические задачи, формировать навыки самостоятельной деятельности, формировать интерес к учению, к предмету.
• Воспитывающая: воспитывать чувство такта, взаимовыручки, внимательное отношение друг к другу

Тип урока: комбинированный

Средства обучения:

Наглядные пособия: сопровождение урока презентацией, модель ДНК, магнитная модель “Синтез белка”

Этапы урока: урок рассчитан на пару, 80 минут

1. Актуализация знаний – 10 минут
2. Изучение нового материала, с постоянным закреплением каждого изучаемого элемента – 55 минут
3. Закрепление знаний общее по всей теме – 10 минут
4. Домашнее задание – 5 минут

Ход урока

1 Актуализация знаний

Учитель. Науку биологию вы изучаете четвертый год, и четвертый месяц мы работаем вместе с вами и я, думаю, вы со мною согласитесь, что это удивительный предмет. Предмет, на котором вы знакомитесь и постигаете таинства природы, от Вселенной до мельчайшей частицы нашего организма. Вы познаете разных организмы и процессы, которые протекают внутри нас. Процессы, протекающие внутри организма, вы изучали в прошлом году и работали на каком уровне?

Ответ: Организменном.

Учитель. Какой уровень мы изучаем с вами сейчас, в этом году?

Ответ: на клеточном

Учитель. Предлагаю вспомнить вам молекулярный уровень. Что мы изучали на этом уровне?

О каком веществе идет речь (ответы учащихся появляются на слайде 1):

- органическое вещество, полимер, свое название получило от слова “главный”, “первый”. (Почему, функции)

- органическое вещество, мономер, обладают амфотерными свойствами (кислот и оснований), их 20 (аминокислоты)

- это вещество ученые считали простым, не выполняющим какие – либо сложные функции, так как оно имеет в своем составе всего 4 мономера. (Нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК, сравнить их)

- это вещество обладает макроэргическими связями, является универсальным источником энергии. (АТФ)

- активные биологические вещества, которые являются белками, но не все белки – они? (ферменты, функция)

Как эти вещества связаны между собой?

Предположения учащихся.

2. Изучение нового материала

Учитель. Сегодня я предлагаю вам изучить удивительный процесс: “Синтез белков в клетке”

Какую цель поставим перед собой сегодня на уроке?

Ответ: Изучить как протекает процесс, что для этого необходимо. (тема и цель на слайде 2)

Синтез белков – это ассимиляция или диссимиляция?

Ответ: Ассимиляция.

Учитель. Докажите. Чем отличаются эти процессы? Чем организмы отличаются друг от друга?

Ответ: Белками

Учитель. Как же наши клетки определяют, какой белок надо построить? (Дети рассуждают)

В ДНК содержится информация о белках, какой структуры белках? (Слайд 3.)

Информация о белках заключенная в ДНК называется генетической. Почему?

Как называется участок ДНК, в котором содержится информация о первичной структуре белка?

Ответ: Ген

Учитель. Белок состоит из аминокислот, а ДНК из нуклеотидов, разные языки, как быть? Вспомним игру детства, переписку с подругами, зашифрованную закодированную от других. Значит, необходимо было создать генетический код, который ДНК и имеет код – триплет (кодон), например ГЦУ – аланин. Сегодня известны кодоны всех аминокислот и составлена карта генетического кода, стр. 72, рис. 33. Запишите в тетрадях - Свойства генетического кода. (Слайд 4.)

1 свойство: Триплетен. Почему триплет? (объяснение учителя)

1 нуклеотид – 1 аминокислота

2 нуклеотида – 4²= 16 аминокислот

3 нуклеотида – 4³=64 аминокислоты. Что это значит?

Ответ: Лишние коды.

Учитель. Это второе свойство - Избыточность - одна аминокислота имеет несколько кодонов.

Найдите два одинаковых кодона в таблице генетического кода. Такого нет. Какой вывод делаем?

Ответ.1 кодон = 1 аминокислоте.

Учитель. И это следующее свойство кода – однозначность

Работа по таблице генетического кода. Обратите внимание на знаки препинания, это следующее свойство кода. Поясните, для чего они необходимы? (Учащиеся рассуждают)

Как вы думаете, внутри гена знаки препинания есть?

Ответ. Внутри гена знаков препинания нет. И это следующее свойство.

Учитель. И еще одно свойство кода - генетический код универсален. Как вы это понимаете?

Итак, информация о белке содержится в ядре, а синтез осуществляется на рибосомах, как поступает информация на рибосомы?

Ответ. Информацию переносит и-РНК.

Учитель. Значит информацию с ДНК необходимо считать. Этот процесс называется транскрипцыей. Я предлагаю вам решить задачу. (Слайд 5)

Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение:

-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Ц-Ц-А-А-Г-Г-А-

Постройте участок и-РНК.

Алгоритм решения задачи.

Зная кодирующую цепь ДНК, по принципу (комплементарности) построим участок и-РНК

ДНК: -А - Ц - Ц - А - Т - А - Г - Т - Ц - Ц - А - А - Г - Г - А-

И-РНК:

Мы знаем, что ДНК – это спираль, что необходимо, чтобы шло считывание с ДНК информации на И-РНК?

Ответ. Цепь ДНК должна раскрутиться – деспирализоваться, открыть информацию. И – РНК собирается по цепи ДНК по типу решения задачи. Этот процесс называется транскрипцией. (Слайд 6, 7). По каналам ЭПС и-РНК перемещается к рибосомам. Чтобы шел процесс сборки белка, что необходимо?

Ответ. Белок состоит из аминокислот.

Учитель. Где их взять?

Ответ. В цитоплазме.

Учитель. Синтез белка протекает, как мы с вами сказали, на рибосомах, а кто принесет аминокислоты к месту синтеза белка?

Ответ. Для этого необходимы т-РНК.

Учитель. Вспомним строение т –РНК. (слайд 8.) Антикодон соответствует коду аминокислоты. Найти антикодоны для аминокислот (работа по таблице). Сколько т-РНК всего, как вы думаете?

Ответ. 61

Учитель. Третий этап синтеза – это трансляция. Посмотрите фрагмент (слайд 9) без комментариев. Затем поработайте в парах по учебнику и разберите, что происходит на этом этапе. Составьте вопросы для соседней пары.

Примерные вопросы (каждая пара задает по одному вопросу другой паре, при условии - не повторяться):

- с чего начинается трансляция?

- как перемещается рибосома по и-РНК?

- на сколько этапов можно разделить события, протекающие в рибосоме?

- что происходит на первом этапе?

- что на втором?

- до каких пор продолжается трансляция?

На рибосоме – 2 кабинета: в одном распознавание антикода кодом, во втором – отсоединение аминокислоты и присоединение ее к полипептидной цепи.

Вернемся к задаче. Используя таблицу генетического кода, определим последовательность аминокислот в полипептиде.

• УГГ – триптофан
• УАУ – тирозин
• ЦАГ – глутамин
• ГУУ – валин
• ЦЦУ – пролин

Клеткам требуется много белка, чтобы его создать одна рибосома не справится необходимо создать – полисому – цепь из рибосом. Какой белок строит рибосома, есть разница или нет?

Во всех клетках все ДНК, но клетки синтезируют определенные белки, в разных клетках – разные. Как объяснить? (Учащиеся рассуждают)

Учитель. Посмотрите на общую схему биосинтеза белка – обобщение всех этапов синтеза. (Слайд 10)

3. Закрепление.

Работа в парах: выписать все структуры и вещества, участвующие в процессе и определить их функции. Кто уверен в своих знаниях работают с программированными тестами на ноутбуке. Учащиеся, справившиеся с тестами и получившие отметки решают задачу на слайде 11. Считая, что средняя относительная молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида – около 300, прикиньте, что тяжелее: белок или его ген? И Задание на слайде 12.

4. Рефлексия

Что было сложного, что показалось наиболее интересным, удивительным, как вы оцениваете свою работу и работу своих товарищей? Благодарю за работу на уроке.

5. Домашнее задание.

У кого результат тестирования слабый выучить параграф; у кого хорошие результаты – закрепить и составить вопросы для опроса своих товарищей; и выполнить дополнительно всем желающим творческие задания:

- составить кроссворд, задачи, задания, ребусы. Слайд 13

Решить задачи: по подобию, обратные, новые. Задачи на карточках разного цвета в зависимости от уровня.

Задача.

Дан участок молекулы ДНК:

-Ц-Г-А-Г-Ц-А-Ц-А-А-Ц-Ц-А-Т-Т-Т-

Определите последовательность аминокислот в полипептиде.

Задача. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин – аланин – глицин – лизин – триптофан – валин - серин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

Задача

Белок состоит из 158 аминокислот. Какую длину имеет определяющий его ген, если расстояние между двумя соседними нуклеотидами составляет 3,4 нм?

• Приложение 1
• Приложение 2
• Приложение 3
• Приложение 4

Используемая литература.

1. Грин Н, Стаут У., Тейлор Д. Биология. – Т.1 – 3 –М: Мир, 2001

2. Пименов А.В. Уроки биологии – Ярославль: Академия развития, 2001

3. Б.М. Аксиомы биологии – М: Знание, 1982