Урок «біосинтез білка», контент-платформа
Урок: «Біосинтез білка»
Анотація: даний урок розроблений в рамках курсу «Загальна біологія» (програма) і є частиною теми проекту.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу
Обладнання: комп'ютер, мультимедійний проектор, презентація
«Біосинтез білка», модель ДНК, аплікації.
Мета уроку: вивчення суті пластичного обміну як одного з найважливіших процесів життєдіяльності клітин - біосинтезу білка.
Методи і методичні прийоми. словесні, наочні, активного навчання (ігрові)
Проблемне питання: Як клітка синтезує необхідний білок, якщо інформація зберігається в ядрі, а синтез відбувається в рибосомах? (Слайд 2)
Учитель. Сьогодні на занятті ми дізнаємося, в чому ж полягає наша індивідуальність і де вона починається. Індивідуальну неповторність кожної особини визначають відмінності в генах і структуру білків. Білки є основою унікальності кожного індивіда. Давайте згадаємо, що було вивчено раніше, відповівши на питання:
Що є мономерами білків? (Амінокислоти)
Які особливі зв'язки утворюються між амінокислотами в первинну структуру білка? (Пептидні)
Де зберігається інформація про структуру білка? (ДНК)
Які органічні речовини можуть прискорювати процес синтезу білка? (Ферменти)
Учитель: Властивості білків визначаються насамперед їх первинною структурою, т. Е послідовністю амінокислот в молекулі білка. Спадкова інформація про первинну структуру білка міститься в послідовності нуклеотидів в молекулах двуцепочечной ДНК. Отже, інформація про будову і життєдіяльності, як кожній клітині, так і всього багатоклітинного організму в цілому укладена в нуклеотидної послідовності ДНК.
Ця інформація отримала назву «генетичної інформації»,
Учитель: А як називається ділянка ДНК, в якому міститься інформація про первинну структуру одного білка?
Учитель: У кожній клітині синтезуються кілька тисяч різних білкових молекул. Білки недовговічні, час їх існування обмежена, після чого вони руйнуються. Як називається цей процес? (Денатурація) Чи існує в організмі зворотний процес денатурації?
(Учні відповідають так, ренатурації)
Отже, існує процес відновлення білків, і синтез нових молекул.
Учитель: Тема нашого сьогоднішнього уроку це «Біосинтез білка». Сьогодні ми з вами дізнаємося, з яких основних етапів складається процес біосинтезу білка, яку роль в ньому відіграють нуклеїнові кислоти, а також які органели і речовини клітини приймають в цьому процесі безпосередню участь. (Слайд 7)
Біосинтез білків здійснюється в усіх клітинах еукаріот і прокаріот. Інформація про первинну структуру (порядку амінокислот) білкової молекулі закодована послідовністю нуклеотидів у відповідному участю молекули ДНК-гені. Ген - це ділянка молекули ДНК, що визначає порядок амінокислот в молекулі білка. Отже від порядку нуклеотидів в гені залежить порядок амінокислот в поліпептиди т. Е. Його первинна структура, від якої в свою чергу залежать інші структури, властивості і функції білкової молекули.
Учитель: Система запису генетичної інформації в ДНК (і-РНК) у вигляді певної послідовності нуклеотидів називається генетичним кодом. (Слайд 4)
Учитель: Різноманітність білків обумовлено різною послідовністю амінокислот в первинній структурі білкової молекули. А зашифрована інформація про цю первинну структуру в послідовності нуклеотидів в молекулі ДНК. Молекула ДНК здатна до Самоудвоение. Реплікація це - реакція матричного синтезу, при якій на одного ланцюга ДНК за принципом комплементарності будується другий ланцюг (т. Е. Подвоєння ДНК).
Учитель: Єдині молекули, які синтезуються під контролем генетичного матеріалу клітини, - це білки (якщо не брати до уваги РНК). Білки можуть виконувати різні функції; це визначається амінокислотною послідовністю, яка залежить від інформації про склад білка, закодованої в послідовності нуклеотидів ДНК (генетичний код). Генетична інформація з ДНК на білок передається через і-РНК. слайд №5
Учитель: У таблиці представлена інформація для розшифровки генетичного коду
ДНК → і-РНК → білок
Учитель: Тільки в живих системах протікають реакції матричного синтезу при яких одна молекула полімеру визначає порядок мономерів в інший полімерної молекулі.
Питання до учнів: Наведіть приклади таких реакцій? (Реплікація молекул ДНК, синтез і-РНК (транскрипція) і збірка молекули білка (трансляція)). (Слайд 7)
Учитель: Посередником, відданих інформацію від ДНК до місця збірки молекула білка в рибосомі, є і-РНК. Синтез і-РНК (транскрипція) відбувається наступним чином. Фермент (РНК-полімераза) розщеплює подвійну ланцюжок ДНК, і на одній з її ланцюга (кодує) за принципом комплементарності шикуються нуклеотиди РНК. Синтезована таким чином (матричний синтез) молекула і-РНК виходить в цитоплазму і на один її кінець нанизуються малі субодиниці рибосом і відбувається збірка рибосом (з'єднання малої і великої субодиниць). Транскрипція (Слайд 5)
Вихід і-РНК з ядра і взаємодія з рибосомою. У цитоплазмі біля ядра і-РНК взаємодіє з т-РНК, яка зачіпає її і веде до рибосом.
Учитель: Транспортні РНК (т-РНК) «приносять» амінокислоти в більшу субодиницю рибосоми. Молекула т-РНК має складну конфігурацію. На деяких ділянках її між комплементарними нуклеотидами утворюються водневі зв'язки, і молекула за формою нагадує лист конюшини. На її верхівці розташований триплет вільних нуклеотидів (антикодон), який відповідає певній амінокислоті, а підстава служить місцем прикріплення цієї амінокислоти
(На дошці схема будови транспортної РНК)
Кожна т-РНК може переносити тільки свою амінокислоту. Т-РНК активується спеціальними ферментами, приєднує свою амінокислоту і транспортує її в амінокислотний центр рибосоми. Якщо антикодон т - РНК є комплементарним кодону і-РНК, що знаходиться в аминокислотном центрі рибосоми, то відбувається тимчасове приєднання т-РНК з амінокислотою до і-РНК.
Після цього рибосома просувається на один кодон вперед. Перша т-РНК з амінокислотою виявляється в пептідільний центрі рибосоми. У звільнену аміноаціальний центр надходить друга т-РНК з амінокислотою. Усередині рибосоми в кожен даний момент знаходиться всього два кодону і-РНК. Амінокислоти розташовуються поруч у великій субодиниці рибосоми, і за допомогою ферментів між ними встановлюється пептидний зв'язок. Одночасно руйнується зв'язок між першою амінокислотою і її т-РНК, і Т-РНК йде з рибосоми за наступною амінокислотою. Рибосома переміщується на один триплет і процес повторюється.
Початок синтезу визначається кодоном-ініціатором (АУГ), а закінчення збірки молекули білка-кодонами-терминаторами (УАА, УАГ, УГА) Після завершення синтезу білкова молекула відділяється від рибосоми і набуває властиву їй (вторинну, третинну, або четвертинних) структуру. (Слайд 16)
Останній етап в біосинтезі - трансляція - це переклад послідовності нуклеотидів в молекулі і-РНК в послідовність амінокислот в поліпептиди. слайд №8-16
Формулюємо разом з учнями основне питання, на яке повинні відповісти. Як створюються білки в клітинах і які обов'язкові умови процесу біосинтезу?
Робота із заздалегідь підготовленою аплікацією з кольорового паперу: хлопці наочно самостійно зобразять послідовність процесів, що відбуваються в молекулі ДНК. Готова аплікація представлена на фото:
Рефлексія уроку за допомогою методу опорного конспекту. (Учням кожної з команд лунають альбомні листи на яких вони повинні будуть представити свої міні-проекти з даної теми і представити їх перед аудиторією.)
Заключна частина.
Оцінка рівня компетентності учнів
Відповівши на даний питання, учні покажуть рівень засвоєння досліджуваних понять, що дасть можливість виявити прогалини в знаннях і допоможе їх скорегувати.
1. Виберіть три правильно названих властивості генетичного коду.
A) Код характерний тільки для еукаріотів і бактерій
Б) Код універсальний для еукаріотів, бактерій і вірусів
B) Один триплет кодує послідовність амінокислот в молекулі білка
Г) Код виродилися, так амінокислоти можуть кодуватися кількома кодонами
Д) Код надмірний. Може кодувати більше 20 амінокислот
Е) Код характерний тільки для еукаріотів
2. Побудуйте послідовність реакцій біосинтезу білка.
A) Зняття інформації з ДНК
Б) Розпізнавання антикодоном т-РНК свого кодону на і-РНК
B) Відщеплення амінокислоти від т-РНК
Г) Надходження і-РНК на рибосоми
Д) Приєднання амінокислоти до білкової ланцюга за допомогою ферменту
3. Побудуйте послідовність реакцій трансляції.
A) Приєднання амінокислоти до т-РНК
Б) Початок синтезу поліпептидного ланцюга на рибосомі
B) Приєднання і-РНК до рибосоми
Г) Закінчення синтезу білка
Д) Подовження поліпептидного ланцюга
4. Знайдіть помилки в наведеному тексті.
1. Генетична інформація міститься в послідовності нуклеотидів в молекулах нуклеїнових кислот. 2. Вона передається від і-РНК до ДНК. 3. Генетичний код записаний на «мові« РНК ». 4. Код складається з чотирьох нуклеотидів. 5. Майже кожна амінокислота шифрується більш ніж одним кодоном. 6. Кожен кодон шифрує тільки одну амінокислоту. 7. У кожного живого організму свій генетичний код.
Правильні відповіді: 1-БГД 2-АГБВД 3-ВАБДГ 4 2,4,7