Тип урока: урок формирования и совершенствования знаний.
Вид урока: урок-презентация.
Цель урока: изучить свойства генетического кода, рассмотреть процессы транскрипции и трансляции, раскрыть сущность процесса синтеза белковой молекулы.
Задачи:
- Сформировать знания о генетическом коде и его свойствах.
- Охарактеризовать основные этапы реализации наследственной информации в процессе биосинтеза белка.
- Раскрыть сущность матричных реакций.
Ведущие понятия: генетический код, свойства генетического кода, ген, транскрипция, трансляция, матричный синтез.
Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер, диски с презентациями.
На предыдущем уроке было задано домашнее задание: параграф 2.9 и создать (по желанию) презентацию по изученной теме с целью использования её при ответе на уроке.
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Повторение и проверка знаний.
Свой проект – мультимедийную презентацию представляют ученики. Приложение 1 - презентация.
В ходе презентации вспоминаем тему прошлого урока и отвечаем на вопросы.
3. Изучение нового.
Вводная беседа.
Способность синтезировать белковые молекулы – это обязательное условие существования всех живых организмов. Классическое определение Фридриха Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белков» не потеряло своего значения в свете современных научных открытий.
Белки в организме выполняют тысячи разнообразных функций, делая нас такими, какие мы есть. Мы отличаемся друг от друга ростом и цветом кожи, формой носа и цветом глаз, у каждого из нас свой темперамент и свои привычки; мы все индивидуальны и в то же время очень похожи.
Наше сходство и наши различия – это сходство и различия нашего белкового состава.
Актуализация знаний.
- Какова структура белков и нуклеиновых кислот?
- Какие типы РНК вам известны?
- Где образуются субъединицы рибосом?
- Какую функцию рибосомы выполняют в клетке?
Объявляется тема урока «Реализация наследственной информации в клетке».
Презентация (Приложение 2) сопровождается объяснением нового материала с элементами беседы, рассказа, постановкой проблемных вопросов.
№ слайда |
Содержание |
1 |
Тема урока «Реализация наследственной информации в клетке». |
2 |
Задачи урока:
Сформировать знания о генетическом коде и его свойствах. Охарактеризовать основные этапы реализации наследственной информации в процессе биосинтеза белка. Раскрыть сущность матричных реакций. |
3 |
Основные понятия: Генетический код. Свойства генетического кода. Ген. Транскрипция. Трансляция. Матричный синтез |
4 |
План урока. |
5 |
Введение. Наследственная информация, которая передаётся из поколения в поколение, должна содержать сведения о первичной структуре белков.
Обязательным условием существования всех живых организмов является способность синтезировать белковые молекулы.
Все свойства любого организма определяются его белковым составом. Причём структура каждого белка, определяется последовательностью аминокислотных остатков. |
6 |
Генетический код. Набор сочетаний из трёх нуклеотидов, кодирующих 20 типов аминокислот, входящих в состав белков, называют генетическим кодом. |
7 |
Свойства, характерные для биологической системы, обеспечивающей перевод информации с «языка» ДНК на «язык» белка. |
8 |
Свойства генетического кода.
Триплетность : каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов. Три стоящих подряд нуклеотида – «имя» одной аминокислоты.
Однозначность: один триплет не может кодировать две разные аминокислоты.
Избыточность: каждая аминокислота может определяться более чем одним триплетом.
Неперекрываемость: любой нуклеотид может входить в состав только одного триплета.
Универсальность: у животных и растений, у грибов, бактерий и вирусов один и тот же триплет кодирует один и тот же тип аминокислоты, т.е. генетический код одинаков для всех живых существ на Земле.
Полярность: из 64 кодовых триплетов 61 кодон – кодирующие, кодируют аминокислоты, а 3 нуклеотида – бессмысленные, не кодируют аминокислоты, терминирующие синтез полипептида при работе рибосомы (УАА, УГА, УАГ). Кроме того есть кодон – инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида. |
9 |
Итак, последовательность триплетов в цепи ДНК определяет последовательность аминокислот в белковой молекуле.
ГЕН- ЭТО УЧАСТОК МОЛЕКУЛЫ ДНК, КОДИРУЮЩИЙ ПЕРВИЧНУЮ СТРУКТУРУ ОДНОЙ ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ. |
10 |
Транскрипция.
Транскрипция-процесс синтеза РНК на ДНК.
Информация о структуре белков хранится в виде ДНК в ядре клетки, а синтез белков происходит на рибосомах в цитоплазме. |
11 |
Трансляция.
Процесс синтеза белка называют трансляцией.
Молекула иРНК соединяется с рибосомой тем концом, с которого должен начаться синтез белка. Аминокислоты, необходимые для сборки белка, доставляются к рибосоме специальными транспортными РНК (тРНК). |
12 |
Процесс узнавания.
Каждая тРНК может переносить только свою аминокислоту, имя которой определяется триплетом нуклеотидов- антикодоном, расположенным в центральной петле молекулы тРНК (рис. 39). Если антикодон какой-либо тРНК окажется комплементарным триплету иРНК, находящемуся в данный момент в контакте с рибосомой, произойдёт узнавание и временное связывание тРНК и иРНК.
Если узнавание произошло, аминокислота отделяется от тРНК и присоединяется к растущей пептидной цепочке. Освобождённая тРНК уходит в цитоплазму, а рибосома делает «шаг», сдвигаясь на один триплет по цепи иРНК. К этому новому триплету подойдёт другая тРНК и принесёт иную аминокислоту, которая присоединится к растущему белку. Так рибосома пройдёт по всей иРНК, обеспечивая считывание закодированной в ней информации. Таким образом, включение аминокислот в растущую белковую цепь происходит строго последовательно в соответствии с последовательностью расположения триплетов в цепи иРНК. |
13 |
Взаимодействие между процессами транскрипции и трансляции.
Двухцепочечная молекула ДНК раскручивается на определённом участке. Водородные связи между нуклеотидами, стоящими друг напротив друга, разрываются, и на одной из цепей ДНК по принципу комплементарности синтезируется иРНК.
В итоге формируется цепочка РНК, которая является комплементарной копией определённого фрагмента ДНК и содержит информацию о строении определённого белка. |
14 |
Матричный синтез.
Процессы удвоения ДНК, синтеза РНК и белков в неживой природе не встречаются. Они относятся к так называемым реакциям матричного синтеза.
Матрицами, т. е. теми молекулами, которые служат основой для получения множества копий, являются ДНК и РНК.
Матричный тип реакции лежит в основе способности живых организмов воспроизводить себе подобных. |
15 |
Вопросы на закрепление.
Дайте определение генетического кода?
Назовите основные свойства генетического кода?
Какова сущность процесса передачи наследственной информации из поколения в поколение и из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка?
Дайте определение трансляции и транскрипции? |
16 |
Тестирование.
Тест 1.
Сходство и отличие организмов определяются, в конечном итоге, набором хромосом:
- Белков.
- Жиров.
- Углеводов.
- И белков, и жиров, и углеводов.
|
17 |
Ответ:
1. Белков. |
18 |
Тест 2.
Какое суждение верно?
- Белки у представителей одного вида одинаковы.
- Гемоглобин человека и шимпанзе одинаков.
- Белки устойчивы и сохраняются на протяжении всей жизни.
|
19 |
Ответ:
- Белки у представителей одного вида одинаковы.
|
20 |
Тест 3.
Что такое транскрипция?
- Удвоение ДНК.
- Синтез иРНК на ДНК.
- Синтез полипептидной цепочки на иРНК.
|
21 |
Ответ:
- Синтез иРНК на ДНК.
|
22 |
Задача.
Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин?
Дано:
белок инсулин – 51аминокислота.
Найти:
количество нуклеотидов, содержащихся в гене, в котором запрограммирован белок инсулин? |
23 |
Решение:
Одним из свойств генетического кода является то, что каждая аминокислота кодируется триплетом ДНК.
1. Подсчитаем количество нуклеотидов в одной цепи ДНК:
51*3=153 нуклеотида.
2. Подсчитаем, сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК):
153*2=306 нуклеотидов.
Ответ: 306 нуклеотидов. |
24 |
Задание на дом: параграф 2 10.
Записи в тетради.
Спасибо за внимание. |
В конце урока некоторые учащиеся класса выразили желание поработать над мультимедийным проектом и представить его в виде презентации. Данная работа представляется. Приложение 3 – презентация.
Литература.
В.И.Сивоглазов, И.Б.Агафонова, Е.Т.Захарова «Общая биология. Базовый уровень». 10-11 классы, изд. «Дрофа», Москва, 2007 г.