Конспект урока по биологии на тему Образование и-РНК по матрице ДНК. Генетический код

ГБОУ СО СПО «Перелюбский аграрный техникум»

Дисциплина: Биология

Специальность: «Агрономия»

Курс: 1

Группа: 10

Дата проведения: 28.11.2013

Тема: Образование и-РНК по матрице ДНК. Генетический код. (Слайд 1)

Цели занятия

Дидактическая:

-дать представление об образовании и-РНК по матрице ДНК, научить пользоваться таблицей генетического кода.

Воспитательная:

- профессиональная направленность;

- воспитание сознательности;

-формирование общечеловеческих ценностей;

Развивающая:

- развитие познавательной активности;

-развитие внимания, памяти, воображения, воли;

-развитие логического мышления;

Вид занятия: урок

Тип урока: комбинированный

Методы занятия: - информационно- развивающие (объяснение, разъяснение, рассказ, беседа

- наглядные

- практические (упражнения)

Оборудование и методическое обеспечение урока: (с использованием электронных ресурсов, интернет ресурсов, обучающих компьютерных программ и т.д.)

Студент должен:

Знать: как образуется и-РНК по матрице ДНК

Уметь: пользоваться таблицей генетического кода

Литература: Биология: учебник для образовательных учреждений нач. и сред. проф. образования / В. М. Константинов, А. Г. Резанов, Е. О. Фадеев: под ред. В. М. Константинова - М.: издательский центр «Академия», 2012г.

Ход занятия

1. Орг. момент:

2. Проверка домашнего задания: (Слайд 2)

1. Что называется наследственной информацией?

1. Что является материальным носителем наследственной информацией?

3. Что называется геном?

4. Что называется генетической информацией?

5. Как вы понимаете фразу: «Молекулы ДНК - матрицы для синтеза белков?»

6.Какой принцип лежит в основе удвоения молекулы ДНК?

3. Сообщение темы, цели задач занятия.

4. Объяснение нового материала:

Транскрипция. К рибосомам, местам синтеза белков, из ядра поступает несущий информацию посредник, способный пройти через поры ядерной оболочки. Таким посредником является информационная РНК (иРНК). (Слайд 3) Это одноцепочечная молекула, комплементарная одной нити молекулы ДНК. Специальный фермент - РНК-полимераза, двигаясь по ДНК, подбирает по принципу комплементарности нуклеотиды и соединяет их в единую цепочку. Если в нити ДНК стоит тимин, то полимераза включает в цепь иРНК аденин, если стоит гуанин - включает цитозин, если в ДНК стоит аденин - включает урацил (в состав РНК не входит тимин). (Слайд 4) Процесс образования иРНК называется транскрипцией (от лат. «транскрипцио» - переписывание).

По длине каждая из молекул иРНК в сотни раз короче ДНК. Информационная РНК - копия не всей молекулы ДНК, а только части ее, одного гена или группы рядом лежащих генов, несущих информацию о структуре белков, необходимых для выполнения одной функции.

(Слайд 5) В начале каждой группы генов находится своего рода посадочная площадка для РНК-полимеразы - промотор. Это специфическая последовательность нуклеотидов ДНК, которую фермент «узнает» благодаря химическому сродству. Только присоединившись к промотору, РНК-полимераза способна начать синтез иРНК. В конце группы генов фермент встречает сигнал (определенную последовательность нуклеотидов), означающий конец переписывания. Готовая иРНК отходит от ДНК, покидает ядро и направляется к месту синтеза белков - рибосоме, расположенной в цитоплазме клетки.

(Слайд 6) В клетке генетическая информация передается благодаря транскрипции от ДНК к белку:

ДНК → иРНК → белок

Генетический код и его свойства. Генетическая информация, содержащаяся в ДНК и в иРНК, заключена в последовательности расположения нуклеотидов в молекулах. Каким же образом иРНК кодирует (шифрует) первичную структуру белков, т. е. порядок расположения аминокислот в них? Суть кода заключается в том, что последовательность расположения нуклеотидов в иРНК определяет последовательность расположения аминокислот в белках. Этот код называют генетическим, его расшифровка - одно из великих достижений науки. (Слайд7)Носителем генетической информации является ДНК, но так как непосредственное участие в синтезе белка принимает иРНК - копия одной из нитей ДНК, то генетический код записан на «языке» РНК.

Код триплетен. В состав РНК входят 4 нуклеотида: А, Г, Ц, У. Если обозначить одну аминокислоту одним нуклеотидом, то можно зашифровать лишь 4 аминокислоты, тогда как их 20 и все они используются в синтезе белков. Двухбуквенный код позволил бы зашифровать 16 аминокислот (из 4 нуклеотидов можно составить 16 различных комбинаций, в каждой из которых имеется 2 нуклеотида).

(Слайд 8) В природе же существует трехбуквенный, или триплетный, код. Это означает, что каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью 3 нуклеотидов, т. е. триплетом, который получил название кодон. Из 4 нуклеотидов можно создать 64 различные комбинации, по 3 нуклеотида в каждой (4³=64). Этого с избытком хватает для кодирования 20 аминокислот, и, казалось бы, 44 триплета являются лишними. Однако это не так. Почти каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном (от 2 до 6). Это видно из таблицы генетического кода.

Код однозначен. Каждый триплет шифрует только одну аминокислоту. У всех здоровых людей в гене, несущем информацию об одной из цепей гемоглобина, триплет ГАА или ГАГ, стоящий на шестом месте, кодирует глутаминовую кислоту. У больных серповидноклеточной анемией второй нуклеотид в этом триплете заменен на У. Как видно из таблицы генетического кода, триплеты ГУА или ГУГ, которые в этом случае образуются, кодируют аминокислоту валин. К чему приводит такая замена, вы знаете из предыдущего параграфа.

Между генами имеются знаки препинания. Каждый ген кодирует одну полипептидную цепочку. Поскольку в ряде случаев иРНК является копией нескольких генов, они должны быть отделены друг от друга. Поэтому в генетическом коде существуют три специальных триплета (УАА, УАГ, УГА), каждый из которых обозначает прекращение синтеза одной полипептидной цепи. Таким образом эти триплеты выполняют функцию знаков препинания. Они находятся в конце каждого гена.

Внутри гена нет знаков препинания. Поскольку генетический код подобен языку, разберем это его свойство на примере такой, составленной из триплетов, фразы:

( Слайд 9) жил был кот тих был сер мил мне тот кот

Смысл написанного понятен, несмотря на отсутствие знаков препинания. Если же мы уберем в первом слове одну букву (один нуклеотид в гене), но читать будем также тройками букв, то получится бессмыслица:

( Слайд 10) илб ылк отт ихб ылс ерм илм нет отк от

Бессмыслица возникает и при выпадении одного или двух нуклеотидов из гена. Белок, который считывается с такого «испорченного» гена, не будет иметь ничего общего с тем белком, который кодировался нормальным геном. Поэтому ген в цепи ДНК имеет строго фиксированное начало считывания.

Код универсален. Код един для всех живущих на Земле существ. У бактерий и грибов, злаков и мхов, муравья и лягушки, окуня и пеликана, черепахи, лошади и человека одни и те же триплеты кодируют одни и те же аминокислоты.

5. Закрепление, повторение полученных знаний:

Задача 1. Пользуясь таблицей генетического ДНК, определите какие аминокилоты кодируются триплетами: ЦАТ, ТТТ, ГАТ. (Слайд 11)

Дано:

ЦАТ, ТТТ, ГАТ

Найти соответствующие аминокислоты.

Решение

А) Согласно принципу комплементарности проводим транскрипцию - переписывание данной структуры цепи ДНК на и-РНК.

ДНК: Ц-А-Т-Т-Т-Т-Г-А-Т

иРНК: Г-У-А-А-А-А-Ц-У-А

Б)разбиваем цепь и-РНК на триплет кодоны и по таблице генетического кода находим, какие аминокислоты кодируются данными триплетами: валин, лизин, лейцин.

Задача 2. Используя таблицу генетического кода, построите участок ДНК, в котором закодирована информация о следующей последовательности аминокислот в белке: -аланин- аргинин-валин-глицин-лизин. (Слайд 12)

Дано:

-ала-арг-вал-гли-лиз-

Построить соответствующий участок ДНК

Решение

А) используя генетический код, построим цепь и-РНК:

-Г-Ц-У-Ц-Г-У-Г-У-У-Г-У-У-А-А-А

Б) согласно принципу комплементарности построим соответствующий участок ДНК:

и-РНК: Г-Ц-У-Ц-Г-У-Г-У-У-Г-У-У-А-А-А

ДНК: Ц-Г-А-Г-Ц-А-Ц-А-А-Ц-А-А-Т-Т-Т

Ответ: Ц-Г-А-Г-Ц-А-Ц-А-А-Ц-А-А-Т-Т-Т

5. Подведение итогов:

6. Задание на дом: конспект, решить задачу (Слайд 13)

Задача: Используя таблицу генетического кода, нарисуйте участок ДНК, в котором закодирована информация о следующей последовательности аминокислот в белке: - аргинин - триптофан - тирозин - гистидин - фенилаланин -.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

по биологии

на тему:

Образование и-РНК по матрице ДНК.

Генетический код.

Подготовила и провела

преподаватель биологии

Бисингалиева Р. С.

2013 год