Урок Биологии в 10 классе. "Биосинтез белка"
методическая разработка по биологии (10 класс) на тему
Биология – наука о природе. Природа не имеет органов речи, но создает языки и сердца, по средствам которых говорит и чувствует.
Природа дала в руки оружие – интеллектуальную и моральную силу, но этим оружием можно воспользоваться по-разному.
Кому же, как ни современному учителю биологии на своих уроках учить детей открывать в себе и в каждом человеке что-то ценное подобное «злаку», либо «сорное». Учить их своевременно поливать первое и истреблять второе, учить беречь и любить природу и все живое в ней.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 94.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Вступление:
Биология – наука о природе. Природа не имеет органов речи, но создает языки и сердца, по средствам которых говорит и чувствует.
Природа дала в руки оружие – интеллектуальную и моральную силу, но этим оружием можно воспользоваться по-разному.
Кому же, как ни современному учителю биологии на своих уроках учить детей открывать в себе и в каждом человеке что-то ценное подобное «злаку», либо «сорное». Учить их своевременно поливать первое и истреблять второе, учить беречь и любить природу и все живое в ней.
Урок биологии. 10й класс: «Биосинтез белка»
Учитель биологии высшей категории: Кулешова О. В.
Цели:
- Сформировать знания об основном процессе метаболизма – биосинтезе белка, как сложном многоступенчатом процессе, в котором реализуются функции многих веществ и органоидов клетки.
- Закрепить знания о генетическом коде, объяснить сущность матричных реакций.
- Раскрыть механизм трансляции и механизм работы рибосом.
- Раскрыть биологическое значение биосинтеза белка.
Оборудование:
Таблица «Биосинтез белка», динамическое пособие (конструктор).
Тип урока : Урок изучение нового материала.
Ход урока:
«Жизнь – прекраснейшая из выдумок природы»
Гетте.
Генетический код… Двойная спираль ДНК… От этих названий уже значительно веет мистикой, чудом. Но откуда появилось это чудо? Неужели природа, которая всегда и везде использует одни и те же правила порождения «частиц», изменила себе и… Сотворила чудо?!
Нет никаких чудес! Все живое (сущее) живет по единому периодическому закону, одинаковому для всей вселенной. Следовательно, этот закон должен обязательно проявиться и в генетическом коде, в котором на практике реализуется принцип двойной спирали. Всем известна важность познания генетического кода. Именно с успехами познания кода связаны большие изменения, вносимые в нашу жизнь генной инженерией и смежными с ней науками.
Активизация деятельности учащихся
(Фронтальная беседа):
Учитель: Какую роль в клетке выполняет РНК?
Ученик: РНК является переписчиком генетического кода с ДНК, которое расположено в ядре на И-РНК, на которой осуществляются реакции трасляции.
Учитель: Каковы функции белка в организме человека?
Ученик: 1.Гармональная 2.Транспортная 3. Двигательная 4.Структурная 5.Рецепторная 6.Регуляторная
Учитель: Что такое нуклеиновые кислоты?
Ученик: Нуклеиновые кислоты-это природные высокомолекулярные соединения , обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.
Учитель: Какие виды нуклеиновых кислот вы знаете?
Ученик: ДНК и РНК
Учитель: Каково строение ДНК?
Ученик: ДНК – это двуспиральная антипараллельная цепочка, построенная по принципу комплиментарности.
Учитель: Что такое комплиментарность?
Ученик: принцип дополнения. Одно азотистое основание обладает симметрией, позволяющей ей включиться в двойную спираль(А-Т , Т-А, Г-Ц, Ц-Г)
Сегодня у нас необычный урок!
Мы с вами будем не только получать знания, а, как настоящие ученые, будем их добывать.
Давайте перенесемся в середину XXв. Мы ученые биологи, находимся в лаборатории, перед которой стоят вопросы ( проблемные вопросы):
- Открытие и изучение генетического кода человека.
- Изучение механизма биосинтеза белка.
Вопросы сложные, одной лаборатории не под силу. Эти вопросы будут изучать, открывать… несколько лабораторий.
1я лаборатория.
Название: «Лаборатория генетического кода»
Руководитель: Советский ученый Николай Константинович Кольцов, впоследствии изучивший триплетность кода.
Перед лабораторией ставится задача: Выяснение строения генетического кода и его основных свойств.
Вопросы:
- Что такое генетическая информация?
- Почему на Земле нет двух абсолютно одинаковых существ?
- Чем определяются свойства белков?
- Из чего состоит наследственная информация о первичной структуре белка?
- Что такое генетический код?
- Поясните, что является генетической картой кода?
- Какие свойства нужны для генетического кода?
- Как пользоваться картой генетического кода?
Информационная карточка 1
Код ДНК и его свойства.
Последовательность нуклеотидов каким-то образом кодирует последовательность аминокислот. Все многообразие белков образовано из 20 аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК – 4 вида. Если предположить, что один нуклеотид кодирует одну аминокислоту, то 4 нуклеотидами можно закодировать 4 аминокислоты, если 2 нуклеотида кодируют одну аминокислоту, то количество кодируемых кислот возрастет до 42 – 16. Значит, код ДНК должен быть триплетным. Было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, в этом случае можно будет закодировать 43 – 64 аминокислоты. А, так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты должны кодироваться несколькими триплетами.
В настоящее время известны следующие свойства генетического кода:
- Триплетность: каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов.
- Однозначность: кодовый триплет, кодон, соответствует только одной аминокислоте.
- Вырожденность (избыточность): одну аминокислоту могут кодировать несколько (до шести) кодонов.
- Универсальность: генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли.
- Неперекрываемость: последовательность нуклеотидов имеет рамку считывания по три нуклеотида, один и тот же нуклеотид не может быть в составе двух триплетов. (Жил был кот тих был сер мил мне тот кот.)
- Из 64 кодовых триплетов 61 кодон – кодирующие, кодируют аминокислоты, а 3 – бессмысленные, не кодируют аминокислоты, терминирующие синтез полипептида при работе рибосомы (УАА, УГА, УАГ). Кроме того есть кодон – инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида.
Таблица генетического кода
Первое основание | Второе основание | Третье основание | |||
У(А) | Ц(Г) | А(Т) | Г(Ц) | ||
У(А) | Фен Фен Лей Лей | Сер Сер Сер Сер | Тир Тир - - | Цис Цис - Три | У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) |
Ц(Г) | Лей Лей Лей Лей | Про Про Про Про | Гис Гис Глн Глн | Арг Арг Арг Арг | У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) |
А(Т) | Иле Иле Иле Мет | Тре Тре Тре Тре | Асн Асн Лиз Лиз | Сер Сер Арг Арг | У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) |
Г(Ц) | Вал Вал Вал Вал | Ала Ала Ала Ала | Асп Асп Глу Глу | Гли Гли Гли Гли | У(А) Ц(Г) А(Т) Г(Ц) |
Первый нуклеотид в триплете – один из четырех левого вертикального ряда, второй – один их верхнего горизонтального ряда, третий – из правого вертикального.
Итоговая карточка
Особенности | Генетический код | Транскрипция | Трансляция |
Место нахождения в клетке | |||
Особенности Состава | |||
Особенности строения | |||
Необходимые вещества | |||
Функции | |||
Значение |
Каждая группа заполняет данную карточку к концу урока.
2я лаборатория
Название: «Лаборатория транскрипции»
Руководитель: Освальд Эйвери – исследовал реакции синтеза.
Перед лабораторией ставится задача: Изучение реакций матричного синтеза с ДНК и образованием иРНК.
Вопросы:
- Какие факторы необходимы для биосинтеза?
- Что такое транскрипция?
- Какие принципы лежат в основе переписывания?
- Где происходит процесс транскрипции в клетке?
- Какова роль ферментов в данном процессе?
- Что представляет собой иРНК?
- Что такое промотор и какова его роль?
Информационная карточка 2
Транскрипция
В начале 50-х годов XX века Ф. Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии ДНК=>РНК=>белок.
Информация о белке находится на ДНК, на матрице ДНК синтезируется иРНК, которая является матрицей для синтеза белковой молекулы. Матричный синтез позволяет очень точно и быстро синтезировать макромолекулы полимеров, состоящие из огромного количества мономеров. С реакциями матричного синтеза мы встречались при репликации молекулы ДНК, синтез иРНК (транскрипция) и синтез молекулы белка на иРНК (трансляция) – также реакции матричного синтеза.
Транскрипция. В соответствии с принятыми соглашениями начало гена на схемах изображают слева. У некодирующей цепи молекулы ДНК левый конец 5’, правый 3’; у кодогенной, матричной цепи, с которой идет транскрипция, - противоположное направление. Фермент, отвечающий за синтез иРНК, РНК – полимераза, присоединяется к промотору, который находится на 3’ – конце матричной цепи ДНК и движется всегда от 3’ к 5’ концу. Промотор – определенная последовательность нуклеотидов, к которой может присоединиться фермент РНК – полимераза. Необходим для того, чтобы синтез иРНК был начат строго в начале гена. Из свободных рибонуклеозидтрифосфатоф (АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ), комплементарных нуклеотидам ДНК, РНК – полимераза образует иРНК.
Энергия для синтеза иРНК содержится в макроэргических связях рибонуклеозидтрифосфатов. Период полураспада мРНК исчисляется часами и даже сутками, т.е. они достаточно стабильны.
Транскрипция и трансляция у эукариот разобщены в пространстве и времени, транскрипция происходит в ядре и в одно время, трансляция происходит в цитоплазме и совсем в другое время. Для транскрипции необходимы: 1 – кодирующая цепь ДНК, матрица; 2 – ферменты, один из них РНК – полимераза; 3 – рибонуклеозидтрифосфаты.
Итоговая карточка
Особенности | Генетический код | Транскрипция | Трансляция |
Место нахождения в клетке | |||
Особенности Состава | |||
Особенности строения | |||
Необходимые вещества | |||
Функции | |||
Значение |
Вторая группа заполняет свою колонку, а также соседнюю, по ответам первой группы.
3я лаборатория
Название: «Лаборатория трансляции»
Руководитель: Английский ученый Френсис Крик (В будущем открыл двойную спираль, в 1962 г. Нобелевский лауреат.)
Перед лабораторией ставится задача: Выяснение механизма биосинтеза (синтеза белка).
Вопросы:
- Что такое трансляция?
- Что необходимо для данного процесса?
- Где происходит данный процесс?
- Что такое ФЦР? (Функциональный Центр Рибосомы)
- Что такое антикодон?
- Какова роль тРНК? Её строение, виды, значение для данного процесса.
- Стадии процесса трансляции?
- Какова скорость движения рибосомы? Что такое полисома?
Информационная карточка 3
Трансляция
Трансляция – процесс образования полипептидной цепи на матрице иРНК, или преобразование информации, закодированной в виде последовательности нуклеотидов иРНК, в последовательности аминокислот в полипептиде. Синтез белковых молекул происходит в цитоплазме или на шероховатой эндоплазматической сети. В цитоплазме синтезируются белки для собственных нужд клетки, белки, синтезируемые на ЭПС, транспортируются по ее каналам в комплекс Гольджи и выводятся из клетки.
Органоиды, отвечающие за синтез белков в клетке – рибосомы. У эукариот рибосомы находятся в некоторых органоидах – митохондриях и пластидах (70-S рибосомы) и в цитоплазме: в свободном виде и на мембранах эндоплазматической сети (80-S рибосомы). Малая субчастица рибосомы отвечает за генетические, декодирующие функции; большая – за биохимические, ферментативные.
В малой субъеденице рибосомы различают функциональный центр (ФЦР) с двумя участками – пепетидильным (P – участок) и аминоацильным (A – участок).
Синтез белка начинается с того момента, когда к 5’ – концу иРНК присоединяется малая субъеденица рибосомы. Затем происходит присоединение большой субчастицы рибосомы, и в A – участок поступает вторая тРНК, чей антикодон комплементарно спаривается с кодом иРНК, находящимся в A – участке.
Как только образовалась пептидная связь, метиониновая тРНК отсоединяется от метионина, а рибосома (за счет ГТФ) передвигается на следующий кодовый триплет иРНК. Трансляция идет до тех пор, пока на ФЦР не попадет стоп-кодон (УАА, УАГ или УГА), с которым связывается особый белковый фактор освобождения, белковая цепь отделяется от тРНК и покидает рибосому. Происходит диссоциация, разъединение субчастиц рибосомы.
Скорость передвижения рибосомы по иРНК – 5-6 триплетов в секунду, на синтез белковой молекулы, состоящей из сотен аминокислотных остатков, клетке требуется несколько минут.
Итоговая карточка
Особенности | Генетический код | Транскрипция | Трансляция |
Место нахождения в клетке | |||
Особенности Состава | |||
Особенности строения | |||
Необходимые вещества | |||
Функции | |||
Значение |
Третья группа заполняет свою колонку, а также соседние по ответам первой и второй группы.
Итак, подведём итоги:
1.Проверка правильности заполнения таблиц( правильная таблица появляется на экране из презентации урока) .
2.Закрепление материала проверяется тестом(тест самопроверкой-ребята уходят с урока с оценкой) .
Тест
1.Транскрипция – это
а) удвоение ДНК
б) синтез иРНК на ДНК
в) синтез полипептидной цепочки на иРНК
г) синтез иРНК, затем синтез на ней полипептидной цепочки
2. Транскрипция происходит:
а) в ядре д) в комплексе Гольджи
б) в митохондриях е) на рибосомах
в) в пластидах ж) на ЭПС
г) в лизосомах з) во включениях
3. Всё многообразие аминокислот, входящих в состав белков может быть закодировано:
а) 20 кодовыми триплетами
б) 64 кодовыми триплетами
в) 61 кодовым триплетом
г) 26 кодовыми триплетами
4. Матрицей при транскрипции является:
а) кодогенная цепь ДНК
б) ген, состоящий из двух цепей ДНК, которые могут быть матрицей
в) иРНК
г) смысловая цепь ДНК, комплементарная кодогенной.
5. Для транскрипции необходимо:
а) АТФ д) ТТФ
б) УТФ е) кодирующая цепь ДНК
в) ГТФ ж) рибосома
г) ЦТФ з) ДНК полимераза
6. Трансляция происходит:
а) в ядре в) в пластидах
б) в митохондриях г) в цитоплазме
7. Матрицей при трансляции является:
а) цепь ДНК
б) ген, состоящий из двух цепей ДНК, способных быть матрицей
в) иРНК
г) смысловая цепь ДНК, комплементарная, кодогенная
8. У одной аминокислоты может быть тРНК:
а) всего 1 в) всего 3
б) всего 2 г) у некоторых аминокислот 1, у некоторых больше
Итог урока:
Воистину, чудес не бывает. Генетика развенчала одно из последних – чудо жизни. Или все-таки не развенчала? Ведь то, что все многообразие форм живого подчиняется одной системе удивительно. Разве нельзя считать это чудом? Изученным людьми, используемым людьми, но все-таки чудом?
(Появляются фото на слайде детей «индиго» и «имаго»)
Домашнее задание
1.Что такое дети «индиго» ?
2.Подумайте дома о том, что такое дети «имаго»?
3.В чем отличия детей «имаго» от «индиго»?
Вступление:
Биология – наука о природе. Природа не имеет органов речи, но создает языки и сердца, по средствам которых говорит и чувствует.
Природа дала в руки оружие – интеллектуальную и моральную силу, но этим оружием можно воспользоваться по-разному.
Кому же, как ни современному учителю биологии на своих уроках учить детей открывать в себе и в каждом человеке что-то ценное подобное «злаку», либо «сорное». Учить их своевременно поливать первое и истреблять второе, учить беречь и любить природу и все живое в ней, любить родной Брянский край.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Белки — природные высокомолекулярные вещества Химические свойства белков
Материал урока формирует знания о составе и строении белков как высшей ступени развития вещества....
Урок биологии в 10 классе. Биосинтез белка.
Конспект урока биологии в 10 классе с применением инновационных ТРИИК - технологий...
Урок биологии в 10 классе "биосинтез белка"
Урок биологии в 10 классеТема урока: Биосинтез белкаЦель урока: Создание условий для усвоения темы урока и формирования познавательного интереса к предмету через использование технологии р...
![](/sites/default/files/pictures/2015/11/14/picture-709082-1447522149.jpg)
10 класс Биология ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА. БЕЛКИ. КОНФОРМАЦИИ БЕЛКОВОЙ МОЛЕКУЛЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ. ФУНКЦИИ БЕЛКОВ. ФЕРМЕНТЫ
Тема 3.Органические вещества. Белки. Конформации белковой молекулы. Классификация белков. Функции белков.Ферменты...
![](/sites/default/files/pictures/2016/11/18/picture-853078-1479473996.jpg)
Презентация к уроку биологии 9 класса "Биосинтез белка"
Презентация к уроку биологии 9 класса "Биосинтез белка"...
![](/sites/default/files/pictures/2013/01/03/picture-63096-1357209414.png)
Лабораторная работа Растворение белков в воде. Обнаружение белков в молоке и в мясном бульоне. Денатурация раствора белка куриного яйца спиртом, растворами солей тяжелых металлов и при нагревании.
Цель: овладение навыками проведения химических опытов, подтверждающих свойства белков и их нахождение в продуктах питания; познакомиться с реакциями, доказывающими наличие в белках ароматического коль...
![](/sites/default/files/pictures/2024/01/06/picture-985009-1704542776.jpg)
Конспект урока биологии в 9 классе Биосинтез белка в живой клетке.Трансляция.
Урок разработан с использованием технологии проблемного обучения для учащихся 9 класса основной общеобразовательной школы(базовый уровень)...