Урок з біології для 9 класу "Транскрипція"

ТРАНСКРИПЦІЯ

Мета: розглянути транскрипцію, як один із варіантів матричного синтезу; порівняти реплікацію та транскрипцію; проаналізувати зв’язки між нуклеїновими кислотами; розвивати увагу, пам’ять, вміння порівнювати та робити висновки; виховувати інтерес до біології.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Основні терміни і поняття: нуклеотид, ДНК, РНК, ДНК-полімераза, РНК-полімераза, реплікація, транскрипція.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ

Перевірка домашнього завдання

1. Опишіть загальну будову нуклеотиду.

2. Чим відрізняються нуклеотиди ДНК від нуклеотидів РНК?

3. Що собою представляє молекула ДНК?

4. Як відбувається реплікація?

5. Який фермент забезпечує реплікацію?

III. ОГОЛОШЕННЯ ТЕМИ, МЕТИ ТА ЗАВДАНЬ УРОКУ

Вчитель записує на дошці

Тема. Транскрипція

Мета: сформувати розуміння процесу транскрипції

Завдання:

• розглянути транскрипцію, як один із варіантів матричного синтезу;
• порівняти реплікацію та транскрипцію.

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь вчителя

У попередньому параграфі ми розглянули, як відбувається синтез ДНК. Можна припустити, що синтез РНК відбувається подібним чином. Справді, РНК у клітині утворюється шляхом з’єднання рибонуклеотидів у полімерний ланцюг на матриці ДНК. Цей процес називають транскрипцією.

Формування поняття «транскрипція»

Транскрипція – утворення РНК у клітині шляхом з’єднання рибонуклеотидів у полімерний ланцюг на матриці ДНК.

Розповідь вчителя. Робота зі схемою транскрипції (рис. 22.1, с. 120).

Перебіг процесу транскрипції має багато спільного з реплікацією. Як і у випадку реплікації, транскрипція починається з розплітання невеличкої ділянки дволанцюгової ДНК. Основний білок, залучений до транскрипції, — РНК-полімераза. Як і у випадку з ДНК-полімеразою, РНК-полімераза будуватиме полінуклеотидний ланцюг, але як мономерні ланки використовуватиме рибонуклеотиди. Вони мають таку саму будову, що й дезоксирибонуклеотиди, і містять три послідовно з’єднані залишки ортофосфатної кислоти, приєднані до цукру рибози. РНК-полімераза відщеплює два з них, а енергію, що при цьому виділяється, використовує для включення нуклеотиду до ланцюга, а також для переміщення по ДНК. Цим вона дуже нагадує ДНК-полімеразу. РНК-полімераза будує нитку РНК за принципом комплементарності, лише на місце тиміну ставить урацил. Реалізація принципу комплементарності досягається завдяки тому, що на короткій ділянці, яку займає РНК-полімераза, формується дволанцюговий спіральний комплекс із нитки ДНК та комплементарної нитки наново синтезованої РНК.

У процесі реплікації формуються дві реплікативні вилки, які рухаються в протилежних напрямках. (Показати на мал. 22.1 на с.120). Під час же транскрипції відбувається синтез РНК тільки за одним із ланцюгів ДНК і тільки в одному напрямку. Таким чином, якщо для здійснення реплікації потрібна робота двох ДНК-полімераз (по одній на кожну реплікативну вилку), то для здійснення однонапрямленої транскрипції — лише одної РНК-полімерази.

Розплетена ділянка ДНК у процесі транскрипції не зростає, а лише пересувається за рухом РНК-полімерази. На виході з РНК-полімерази обидві ділянки одноланцюгової ДНК знову об’єднуються одна з одною до дволанцюгового спірального комплексу (рис. 22.2).

Перегляд відео «Робота еукаріотичної РНК-полімерази»

Розповідь вчителя

Реплікація припиняється тоді, коли дві реплікативні вилки, що рухаються назустріч одна одній, зустрічаються. У такий спосіб відбувається копіювання всієї ДНК. Щодо транскрипції, то тут ситуація принципово інша. Зазвичай відбувається зчитування невеличкої (кілька тисяч нуклеотидів) ділянки ДНК. Після цього транскрипція припиняється. РНК-полімераза від’єднується від ДНК, відбувається вивільнення синтезованої молекули РНК. Процес припинення транскрипції регулюється клітиною й здійснюється по-різному для різних типів РНК.

Складання схеми послідовності етапів транскрипції

Схема має мати наступний вигляд

Розплітання невеличкої ділянки  ДНК  → Рух РНК-полімерази по ДНК з включенням нуклеотидів до ланцюга  → Припинення транскрипції  → Від’єднання РНК-полімерази від ДНК  → Вивільнення синтезованої молекули РНК

Розповідь вчителя

У прокаріотів транскрипція відбувається в цитоплазмі, в еукаріотів — лише в ядрі, як і реплікація. На відміну від реплікації, яка в еукаріотів пов’язана зі строго визначеним періодом життя клітини, транскрипція тих чи інших ділянок ДНК може відбуватися в різний час. Логічно припустити, що спостерігається певна конкуренція між транскрипцією та реплікацією. Обидва ці процеси можуть відбуватися одночасно. У «боротьбі» перемагає реплікація: якщо реплікативна вилка, що переміщується, стикається з РНК-полімеразою, що рухається їй назустріч, то вона просто скидає останню з ланцюга ДНК. У клітинах, які інтенсивно діляться, а отже, у яких інтенсивно проходить реплікація, транскрипція зазвичай придушена. Це характерно для ранніх стадій розвитку ембріонів тварин: перші поділи зазвичай відбуваються дуже швидко й майже вся ядерна ДНК «зайнята» реплікацією, тож клітинам доводиться обходитися тією РНК, що була синтезована та запасена в яйцеклітині.

Складання таблиці «Порівняння реплікації та транскрипції»

V. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Після транскрипції ділянка ланцюга ДНК -аденін-гуанін-цитозин-тиміну відповідній РНК матиме вигляд

А -гуанін-урацил-аденін-цитозин

Б -аденін-гуанін-цитозин-тимін

В -тимін-цитозин-гуанін-аденін

Г -аденін-гуанін-цитозин-урацил

Д -урацил-цитозин-гуанін-аденін

2. Виберіть характеристики, що відрізняють РНК від ДНК.

А виконує більше функцій і менш стабільна

Б стабільніша та може набувати більшого різноманіття форм

В менш надійно зберігає інформацію та виконує менше функцій

Г може набувати меншого різноманіття форм і бере участь у прискоренні хімічних реакцій

Д бере участь у прискоренні хімічних реакцій і надійніше зберігає інформацію

3. На початкових етапах розвитку зародка транскрипція не відбувається, оскільки

А немає потрібних ферментів

Б немає ДНК у клітині

В немає вільних нуклеотидів

Г ДНК зайнята в процесі реплікації

Д для роботи РНК-полімерази бракує енергії

4. Копіювання інформації з РНК на нову РНК здійснюється

А зворотною транскриптазою

Б ДНК-залежною ДНК-полімеразою

В репліказою

Г РНК-залежною ДНК-полімеразою

Д ДНК-залежною РНК-полімеразою

5. Якщо ДНК-полімераза та РНК-полімераза зустрічаються на молекулі ДНК, то

А реплікація й транскрипція припиняються

Б реплікація припиняється й продовжується транскрипція

В реплікація продовжується, а транскрипція припиняється

Г реплікація і транскрипція не перешкоджають одна одній і тривають

Д реплікація перетворюється на транскрипцію

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати § 22.

VII. ОЦІНЮВАННЯ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ