План-конспект уроку "Гени та геноми"

Гени та геноми

Мета: ознайомити з поняттями «ген», «геном»; сформувати уявлення про будову гена; порівняти гени прокаріотів та еукаріотів; ознайомити з прикладами організмів та розмірами їх геномів; розвивати пам’ять, уяву, вміння аналізувати; виховувати інтерес до предмета.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Основні терміни та поняття: ген, промотор, термінатор, екзони, нітрони, геном, цитоплазматична спадковість.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Перевірка домашнього завдання

Вправа «Закінчи речення»

1. Трансляція відбувається у (рибосомах)

2. Ферменти, що стежать за дотриманням генетичного коду (кодази)

3. Трійка нуклеотидів тРНК, які відповідають за взаємодію з мРНК (антикодон)

4. Антикодон комплементарний трійці нуклеотидів у (мРНК)

5. Рибосома складається з двох (субодиниць)

6. Амінокислота, з якої починається синтез білка (метіонін)

Сформулюйте відповідь кількома реченнями

1. Які умови мають виконуватися для реалізації синтезу білка?

2. Опишіть процес трансляції

III. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ ТА МЕТИ УРОКУ

Вчитель оголошує тему та мету уроку

IV. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Розповідь учителя

На минулих уроках ми розглянули, як інформація про будову ДНК послідовно реалізується в процесах транскрипції, а потім трансляції. Спочатку РНК-полімераза синтезує матричну РНК на молекулі ДНК, а потім рибосома синтезує білок, зчитуючи інформацію з матричної РНК. В еукаріотів одна матрична РНК зазвичай містить інформацію про будову цілого типу білкових молекул. Ця матрична РНК синтезується з особливої ділянки ДНК, що має назву ген.

Отже, інформація про послідовність амінокислотних залишків у молекулі білка закодована в особливій ділянці молекули ДНК — гені. Проте гени кодують не тільки матричні РНК. Транспортні РНК, рибосомальні РНК та інші типи РНК також кодуються своїми генами, однак ці РНК ніколи не піддаються трансляції, залишаючись назавжди РНК.

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Ген. Будова гена

Словникова робота

Ген – це ділянка ДНК, що кодує молекулу РНК.

Розповідь учителя, робота з підручником

Учні слухають вчителя та аналізують схему на с. 141

Ген, як ми знаємо, є ділянкою дволанцюгової ДНК і лише один із ланцюгів кодує мРНК. Цей ланцюг називають антизмістовним. Послідовність нуклеотидів у ньому комплементарна матричній РНК, саме із цим ланцюгом працюватиме РНК-полімераза. Інший ланцюг ДНК за послідовністю нуклеотидів збігається з матричною РНК, що кодується геном. Цей ланцюг називають змістовним. При цьому один ланцюг ДНК може бути антизмістовним для одних генів і змістовним — для інших.

Робота з підручником. Конспектування

Учні мають за матеріалом підручника на 141, 142 записати в зошити з яких частин складається ген та які функції вони виконують

2. Порівняння генів еукаріотів та прокаріотів

Розповідь учителя, робота з підручником, конспектування

Учні слухають вчителя та ознайомлюються з Рис. 26.3. Функціонування еукаріотичного гена на с. 143. Потім записують особливості генів еукаріотів

В еукаріотів після синтезу попередника матричної РНК із нього вирізаються невеличкі ділянки. Ці ділянки називають інтронами. Інтрони здебільшого не кодують амінокислотну послідовність білка. Вони безповоротно видаляються з молекули РНК у процесі її дозрівання. При цьому кодувальні ділянки, що залишилися, — екзони — з’єднуються між собою. Процес вирізання інтронів здійснюється в ядрі за участю малих ядерних РНК. Цей процес є невіддільною частиною дозрівання матричної РНК. Неймовірно, але інколи інтрони становлять до 90 % усієї послідовності гена! Виходить, що в ході дозрівання попередник мРНК укорочується в десять разів. Функції інтронів не до кінця вивчені. Їх уважають нащадками шкідливих послідовностей ДНК, що інфікували геном і безконтрольно розмножились у ньому.

Розповідь вчителя, робота з підручником, конспектування

За розповіддю вчителя та матеріалом підручника на с. 143 учні мають записати особливості генів прокаріотів

Ген прокаріотів значно відрізняється від еукаріотичного гена за будовою. По-перше, у прокаріотичних генах немає інтронів. При цьому вся послідовність гена транскрибується безпосередньо до матричної РНК. По-друге, одна молекула матричної РНК зазвичай кодує кілька білків. Ділянка ДНК, що кодує цю мРНК, має назву оперон (рис. 26.4). При цьому всі гени, із яких побудований оперон, мають лише один промотор на початку оперону. Оперон об’єднує кілька генів білків, залучених до спільного процесу й тому синтезованих разом.

3. Геном

Словникова робота

Геном - сукупність усієї спадкової інформації у вигляді ДНК, що міститься в клітині організму.

Конспектування

Склад геному: хромосоми, плазміди (у бактерій), ДНК мітохондрій, ДНК хлоропластів, цитоплазматична РНК.

4. Геноми різних організмів

Розповідь учителя, робота з підручником

Кількість генів у геномах різних організмів значно варіюється. Зазвичай витримується таке правило: в еукаріотів генів більше, ніж у прокаріотів, у багатоклітинних організмів більше, ніж в одноклітинних (рис. 27.2). Варті уваги внутрішньоклітинні паразити, у яких генів менше, ніж у їхніх непаразитичних родичів. Так, у вільноживучих бактерій мінімальний набір становить приблизно 1500 генів, а у бактерій внутрішньоклітинних паразитів (наприклад, у мікоплазм, різні види яких спричиняють у людини атипову пневмонію та захворювання статевої системи) — приблизно 500 генів. В одноклітинних еукаріотів мінімальна кількість генів становить приблизно 5000, у багатоклітинних — 13 000. У вищих рослин і ссавців — зазвичай 25 000 генів. Однак кількість генів усередині груп може значно варіюватися. Так, геном плодової мушки дрозофіли містить 13 600 генів. А в мікроскопічного круглого черва ценорабдітіса, який мешкає у рослинності, що гниє, — 18 500. Рекордсменом за кількістю генів серед досліджених геномів тварин є крихітний рачок дафнія — 31 000 генів. У цьому він значно випередив людину з її 23 000 генів. Однак геном рису посівного ще більший — 40 000 генів. Пояснюється це тим, що в дафнії та рису більшість генів у геномі мають по кілька копій. Розмір геному також не завжди пропорційний кількості генів. У пекарських дріжджів 5800 генів при розмірі геному у 12,2 млн пар нуклеотидів, а в дріжджів іншого виду — 5000 генів, хоча геном довший — 14,1 млн пар нуклеотидів. Цей парадокс пояснюється тим, що в геномі, окрім генів, є ще й некодувальна ДНК.

VI. ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

Виконання завдань на с. 144 (1-5 усно), c. 150 (1-5 усно).

VII. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати § 26, 27, конспект у зошиті

VIII. ОЦІНЮВАННЯ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ