Розробка уроку біології з теми "Біосинтез білка"

Тема: Біосинтез білка

Мета: вивчити процес біосинтезу білка, сформувати знання про процеси транскрипції та трансляції, розвивати науковий світогляд та творчі здібності учнів, формувати  навички самоаналізу; удосконалювати вміння встановлювати взаємозв’язки.

Обладнання: таблиці «Біосинтез білка»

Основні поняття та терміни: ген, триплет, кодон, антикодон, транскрипція, трансляція.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

 Хід уроку

І Організаційний етап.

ІІ. Перевірка домашнього завдання і актуалізація опорних знань учнів.

• У чому проявляється індивідуальність кожного організму? (У кожного своя ДНК, гени і білки).
• Яке будова ДНК? (Дві ланцюга полімерів закручені в спіраль, мономером є нуклеотид).
• Що таке нуклеотид? Які види нуклеотидів вам відомі? (Мономер, що має в складі азотистих основ, дезоксирибози і залишок фосфорної кислоти. У ДНК чотири азотистих підстави комплементарних один одному: аденін - тимін, цитозин - гуаніну).
• Яка функція ДНК? (Зберігання спадкової інформації).
• Як кодується інформація в ДНК? (Послідовністю нуклеотидів).
• Які види РНК ви знаєте ( т-РНК, і-РНК, р- РНК)

ІІІ Мотивація навчальної діяльності.

Будь-яка жива клітина здатна синтезувати білки, і ця здатність є однією з найважливіших і найхарактерніших її властивостей. Особливо енергійно синтезуються білки у період росту і розвитку клітини. Білки виконують дуже важливі функції, тому їх треба синтезувати тисячами. Синтез білків, які входять до складу нашого організму, йде кожну хвилину, оскільки в процесі нормальної життєдіяльності молекули білків поступово денатуруються, структура і їхні функції порушуються. Молекули білків, що вийшли з ладу, видаляються з клітини. Замість них  синтезуються нові повноцінні молекули, внаслідок чого склад клітини не порушується. За добу в організмі людини розпадається близько 400 г білку, стільки ж і утворюється. Питання про утворення білків в живому організмі, ще недавно було не розв'язаним. Розв'язання його величезне досягнення біології ХХ ст.

Як ви думаєте, що ми сьогодні будемо вивчати. Давайте разом визначимо тему уроку. Для цього у вас на партах лежать листочки з питаннями «До і після», заповніть колонку «До».

Після заповнення таблиці разом з вчителем діти формулюють тему уроку, визначають цілі.

Постановка проблемного питання

Яким чином в живому організмі утворюються  молекули білка?

ІV.Засвоєння нового матеріалу.

Розповідь вчителя

Код ДНК

Головна роль в визначенні структури білка належить ДНК. Від ДНК залежить, які білки будуть синтезуватися в клітині. Вся ДНК ділиться на окремі ділянки-гени. Кожному гену відповідає свій білок, які гени  складають ДНК- такі білки будуть синтезуватися клітиною. На ДНК зашифровано порядок з’єднання амінокислот в білку. Ген ДНК  можна поділити на триплети. Кожному  триплету ДНК  відповідає певна  амінокислота. У1968 р американський біохімік Ніренберг розшифрував цей код,за що отримав Нобелевську премію.

Таблиця генетичного кода.

Робота в парах

Визначимо амінокислотний склад білка, який кодує і-РНК наступного складу

АУЦ-ГАГ-УЦУ-ГАЦ-ЦГУ.

Розповідь вчителя

Синтез білка відбувається в цитоплазмі, а ДНК  знаходиться в ядрі. Яким чином ДНК повідомляє порядок з’єднання  амінокислот в молекулі  білка.

Транскрипція або реакція матричного синтезу

І етап  біосинтезу білка

Цей етап відбувається в ядрі клітини. Під дією фермента РНК-полімерази подвійна спіраль ДНК роз’єднується. На одному з її ланцюгів, поряд з певним геном за принципом комплементарності будується і-РНК. Отже ДНК є матрицею для відповідної ділянки і-РНК.

Синтезована і-РНК відокремлюється від ДНК і крізь пори виходить з ядра в цитоплазму, а молекула ДНК відновлює свою структуру. Таким чином через і-РНК в цитоплазму надходить інформація про порядок з’єднання амінокислот. Ця реакція носить назву реакція матричного синтезу. ДНК і РНК грають роль матриці.

Перегляд відеофрагмента « Транскрипція»

Індивідуальна робота з взаємоперевіркою

Один із ланцюгів ДНК має такий склад. Визначте послідовність нуклеотидів і-РНК.

ГЦА-ГТТ-ЦТА-АЦГ

Активація амінокислот -ІІ етап  – біосинтезу білка.

Необхідні для біосинтезу білка амінокислоти транспортуються до рибосом молекулами т-РНК. Процес об’єднання  т-РНК з активованими амінокислотами називається активація амінокислот

Трансляція  - ІІІ етап

Трансляція починається із взаємодії субодиниць рибосом з і-РНК та першою т-РНК, антикодон якої відповідає старт-кодону і-РНК - АУГ. Цей кодон визначає для рибосоми початок зчитування інформації з і-РНК. Коли перша т-РНК зв’язується з і-РНК, рибосома робить крок, і в її функціональному центрі опиняються два триплети. На одному із них відбувається розпізнавання наступної т-РНК, а на іншому - звільнення амінокислоти від попередньої т-РНК та її приєднання до ланцюга майбутньої молекули білка. Далі рибосома пересувається по і-РНК рівно на один триплет, що забезпечує нарощування поліпептидного ланцюга. Це переміщення відбувається доти, поки рибосома не наштовхнеться на один із стоп-кодонів у і-РНК (УАА, УАГ, УГА), що сигналізує про завершення трансляції.

Перегляд відеофрагмента «Трансляція»

Після відділення від рибосом починається дозрівання білків. До них приєднуються різні хімічні групи, відщеплюються невеликі фрагменти, вони набувають вторинної, третинної структур та ін. Ці перебудови відбуваються в цитоплазмі, гранулярній ЕПС, комплексі Гольджі й змінюють функціональну активність білків.

Отже, основними етапами біосинтезу білків є транскрипція й трансляція.

V Узагальнення і закріплення знань.

1.Дано ланцюг ДНК: ЦТА-ТАГ-АТА-ГГА-ЦТГ, визначте первинну структуру білка, закодованого в цьому ланцюгу.

2.Визначте амінокислотний склад поліпептиду, який кодується і-РНК наступного складу:

ГЦЦ-АГГ-УУУ-АГЦ-ЦАУ

3.Визначте ділянку і-РНК,яка бере участь у синтезі поліпептидного ланцюга, має наступний склад:

лей-про-сер-тир-арг-фен

VI Підбиття підсумків уроку.

Заповнення таблиці «До і після»

Технологія «незакінчене речення»

VII Домашнє завдання.