Биосинтез белков.
Цель: Познакомить с процессами транскрипции и трансляции.
Задачи:
- Образовательная. Ввести понятия гена, триплета, кодона, кода ДНК, транскрипции и трансляции, объяснить сущность процесс биосинтеза белков.
- Развивающая. Развитие внимания, памяти, логического мышления. Тренировка пространственного воображения.
- Воспитательная. Воспитание культуры труда на уроке, уважения к чужому труду.
-
Оборудование: Доска, таблицы по биосинтезу белков, магнитная доска, динамическая модель.
Литература: учебники Ю.И. Полянского, Д.К. Беляева, А.О. Рувинского; «Основы цитологии» О.Г. Машановой, «Биология» В.Н. Ярыгиной, «Гены и геномы» Сингер и Берг, школьная тетрадь.
Методы и методические приемы: рассказ с элементами беседы, демонстрация, тестирование.
Ход урока.
I. Тест по пройденному материалу. Раздать листочки и варианты теста. Все тетради и учебники закрыты. 1 ошибка при сделанном 10 вопросе это 5, при не сделанном 10-м – 4, и т.д. 5-7 мин.
II. Запишите тему сегодняшнего урока: Биосинтез белков. В клетке содержатся тысячи белков – какие-то денатурируют, какие-то заново создаются, а синтез некоторых в специализированных клетках нужен постоянно. Мы знаем что первичная структура белка – это цепь аминокислот, а ДНК – это цепь из нуклеотидов. Как же зашифрована информация о первичной структуре белка в ДНК? Вся молекула ДНК поделена на отрезки, кодирующие аминокислотную последовательность одного белка. Запишите: ген – это участок молекулы ДНК, в котором содержится информация о последовательности аминокислот в одном белке. 5 мин
1. Код ДНК. У нас есть 4 нуклеотида и 20 аминокислот. Как же их сопоставить? Если бы 1 нуклеотид кодировал 1 а/к, => 4 а/к; если 2 нуклеотида – 1 а/к – (сколько?) 16 аминокислот. Поэтому 1 аминокислоту кодирует 3 нуклеотида – триплет (кодон). Посчитайте сколько возможно комбинаций? – 64 (3 из них это знаки препинания). Достаточно и даже с избытком. Зачем избыток? 1 а/к может кодироваться 2-6 триплетами для повышения надежности хранения и передачи информации. Свойства кода ДНК. 1) Код триплетен: 1 аминокислоту кодирует 3 нуклеотида. 61 триплет кодирует а/к, причем один АУГ означает начало белка, а 3 – знаки препинания. 2) Код вырожден – 1 а/к кодирует 1,2,3,4,6 триплетов 3) Код однозначен – 1 триплет только 1 а/к 4) Код не перекрывающийся – от 1 и до последнего триплета ген кодирует только 1 белок 5) Код непрерывен – внутри гена нет знаков препинания. Они только между генами. 6) Код универсален – все 5 царств имеют один и тот же код. Только в митохондриях 4 триплета отличаются. Дома подумайте и скажите почему? 10 мин
2. Вся информация содержится в ДНК, но сама ДНК в биосинтезе белка участия не принимает. Почему? Информация переписывается на и-РНК, и уже на ней в рибосоме идет синтез белковой молекулы. ДНК --> РНК --> белок. Скажите есть ли организмы у которых обратный порядок : РНК --> ДНК? 2-3 мин
3. Факторы биосинтеза: Наличие информации, закодированной в гене ДНК. Наличие посредника и-РНК для передачи информации от ядра к рибосомам. Наличие органоида- рибосомы. Наличие сырья – нуклеотидов и а/к Наличие т-РНК для доставки аминокислот к месту сборки Наличие ферментов и АТФ (Зачем?) 2-3 мин
III. 1. Процесс биосинтеза. Транскрипция. (показать на модели) Переписывание последовательности нуклеотидов с ДНК на и-РНК. Биосинтез молекул РНК идет на ДНК по принципам : -матричного синтеза -комплиментарности ДНК и-РНК А Т А Г Ц Г Т А У Ц Г Ц ДНК при помощи специального фермента расшивается, другой фермент начинает на одной из цепей синтезировать и-РНК. Размер и-РНК это 1 или несколько генов. И-РНК выходит из ядра через ядерные поры и идет к свободной рибосоме. 5 мин
2. Трансляция. Синтез полипептидных цепей белков, осуществляемая на рибосоме. Найдя свободную рибосому и-РНК продевается через нее. И-РНК входит в рибосому триплетом АУГ. Одновременно в рибосоме может находиться только 2 триплета (6 нуклеотидов). Нуклеотиды в рибосоме у нас есть теперь надо туда как-то доставить а/к. С помощью чего?- т-РНК. Рассмотрим ее строение. Транспортные РНК (т-РНК) состоят примерно из 70 нуклеотидов. Каждая т-РНК имеет акцепторный конец, к которому присоединяется аминокислотный остаток, и адаптерный конец, несущий тройку нуклеотидов, комплементарную какому-либо кодону и-РНК, потому этот триплет назвали антикодоном. Сколько типов т-РНК нужно в клетке? Т-РНК с соответствующей а/к, пытается присоединиться к и-РНК. Если антикодон комплиментарен кодон, то присоединяется и возникает связь, которая служит сигналом для передвижения рибосомы по нити и-РНК на один триплет. А/к присоединяется к пептидной цепочке, а т-РНК, освободившись от а/к выходит в цитоплазму в поисках другой такой же а/к. Пептидная цепочка, таким образом, удлиняется до тех пор, пока не закончится трансляция, и рибосома не соскочит с и-РНК. На одной и-РНК может помещаться несколько рибосом (в учебнике рисунок в п.15). Белковая цепь поступает в ЭПС, где приобретает вторичную, третичную или четвертичную структуру. Весь процесс изображен в учебнике рис.22 – дома найдите ошибку в этом рисунке – получите 5) Скажите, каким образом эти процессы идут о прокариот, если у них нет ядра? 10 мин
IV. Регуляция биосинтеза. Каждая хромосома в линейном порядке разделена на опероны, состоящие из гена регулятора и структурного гена. Сигналом для гена регулятора является либо субстрат, либо конечные продукты. 5 мин
V. Задачи. 1.Найдите аминокислоты закодированные во фрагменте ДНК. -Т-А-Ц-Г-А-А-А-А-Т-Ц-А-А-Т-Ц-Т-Ц-У-А-У- Решение: -А-У-Г-Ц-У-У-У-У-А-Г-У-У-А-Г-А-Г-А-У-А- МЕТ ЛЕЙ ЛЕЙ ВАЛ АРГ АСП Надо составить фрагмент и-РНК и разбить на триплеты. 2.Найдите антикодоны т-РНК для переноса указанных аминокислот к месту сборки. Мет, три, фен, арг.
VI. Домашнее задание параграф 13,14,15. 1 мин
Ключ к тесту по химическому составу клеток.
1 2 3 4 5 6 7 8 9
5 8 с в а а в в в В/а а
11 15 С/а а а в в а в в с
12 16 с а в а с в в в с
10 14 22 в с а а в а а в а
17 6 с а в а в а с в в
9 13 21 с а в с а а в с а
3 а с в с В/с в с с в
4 в с а а с в в а а
2 19 7 в с а с с с а а в
8 1 20 с а в в в а а а в
3