Урок по биологии по теме Биосинтез белка ( 10 класс)

Тип урока: урок изучения нового материала.

• Цель урока: Изучение процесса синтеза белков в рибосоме

Задачи урока:

1. Сформировать знания об основном процессе метаболизма - биосинтезе белка как сложнейшем многоступенчатом процессе.

2. Изучить молекулярные основы передачи и реализации наследственной информации и роль нуклеиновых кислот и белков в этих процессах.

3. Развивать мышление на основе решения биологических задач и познавательный интерес к изучению природы.

Оборудование: компьютер, интерактивная доска, мультимедийной презентация.

Общепедагогические методы и методические приемы, используемые на уроке:

Технологическая карта урока

№

Этап урока

Описание данного этапа

1

Проверка домашнего задания:

устный опрос учащихся с использованием интерактивных заданий и схемы фотосинтеза. Вызывается два человека.

Первое задание - интерактивное пособие - строение хлорофилла. Второе - рассказ о процессе фотосинтеза по схеме.

2.

Актуализация знаний, Постановка темы и цели урока

Модель биосинтеза белка сходен с постройкой дома. Ученики сопоставляют два процесса.

3

Изучение нового материала

Запись определения в тетрадь. Биосинтез (от греч. bios - "жизнь" и synthesis- "соединение") - образование органических веществ, происходящее в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур

4

Виды РНК

В биосинтезе молекул белка участвуют разные аминокислоты, многочисленные ферменты, рибосомы и разные РНК . 1ученик работает с интерактивным пособием. Интерактивное пособие позволяет схематично показать виды РНК и их функции.

5

Интерактивная схема - изображение процесса биосинтеза белка. 1 этап - транскрипция

Интерактивный анимированный фильм о процессе транскрипции. Озвучивает учитель.

7

Самостоятельная работа по закреплению 1 этапа урока

Интерактивное задание. 1 ученик у доски, остальные на местах (карточки-задания).

9

2 этап урока - трансляция

Интерактивный анимированный фильм о процессе трансляции

10

Самостоятельная работа по закреплению 2 этапа урока

Интерактивное задание. 1 ученик у доски, остальные на местах (карточки-задания).

11

Самостоятельная работа по изучению

т -РНК

Интерактивное пособие по строению

Т- РНК. Интерактивное задание. Все вместе выполняют тренировочное интерактивное задание, которое позволяет сразу проверить правильность ответов

12

Общая схема биосинтеза

Общая схема процесса биосинтеза. Очень хорошо помогает в дальнейшем для понимания решения задач

14

Закренления. Создание модели биосинтез белка

Работа с интерактивной доской

15

Рефлексия

Домашнее задание

Карточки с задачами

Конспект урока

1.Вы не задумывались над вопросом:

«Почему ваши одноклассники имеют разный вес?». «Почему старые люди становятся меньше ростом?». Ваше мнение ребята. Правильно, это зависит от обмена веществ. Что такое обмен веществ?

Обмен веществ - это поступление веществ, преобразование этих веществ и удаление продуктов распада. Из каких 2 этапов состоит обмен веществ? (Пластический и энергетический)

На прошлом уроке мы разбирали пример пластического обмена - это фотосинтез. Фотосинтез происходит в зеленых пластинках-хлоропластах. Расскажите строение хлоропласта, используя интерактивную схему (слайд №2).

(Ученик выбирает сам вариант ответа: тестовый, используя подсказку, демонстрационный).

А каков механизм фотосинтеза? Расскажите о темновой и световой фазах фотосинтеза ,используя интерактивную схему (слайд №3).

2. Мы рассмотрели пример пластического обмена в растительной клетке. Приведите пример биосинтеза в клетке человека.

В среднем у человека каждые 80 дней меняется половина всех тканевых белков; ферменты печени (в ней идут особенно интенсивные реакции) обновляются через 2-4 часа, а некоторые - через несколько десятков минут. Молекулы белка постоянно денатурируются и приходят в негодность в процессе жизнедеятельности. Проблема: как пополняются белки в клетке?

Ребята, как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке?

Тема урока Биосинтез белка (запись в конспектах).

Конспект заготавливается учителем , раздается в начале урока.

Запись определения в конспект.

Биосинтез (от греч. bios - "жизнь" и synthesis- "соединение") - образование органических веществ, происходящее в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур (слайд №4).

Для этого я попрошу вас в листе «Рефлексия» заполнить колонку «в начале урока».

3. Процесс биосинтеза белка напоминает строительство дома.

Работа в группах. На листочках напишите, что необходимо для строительства дома.

Ответы (строительство дома: проект дома, рабочие, стройматериалы, место для строительства, транспорт.

Сравните, условия необходимые для строительства дома, предложенные вами, с органоидами и органическими веществами клетки и найдите аналогичные. Смоделируйте процесс биосинтеза, аналогично процессу

ферменты, аминокислоты, рибосомы, и-РНК, Т-РНК, ДНК

строительства дома. Один ученик работает с интерактивным пособием (слайд№4).

4.В процессе биосинтеза белка принимают участие: аминокислоты, ферменты, ДНК, РНК.

Какие бывают виды РНК?

В биосинтезе молекул белка участвуют разные аминокислоты, многочисленные ферменты, рибосомы и разные РНК. Ученик работает с интерактивным пособием. Интерактивное пособие позволяет схематично показать виды РНК и их функции. Ответы учеников (и-РНК, т-РНК, рибосомные, перечислят функции РНК) (слайд №6).

1этап биосинтеза белка-транскрипция-процесс создания и-РНК путем переписывания с ДНК на и-РНК. Интерактивная схема - изображение процесса биосинтеза белка. Интерактивный анимированный фильм о процессе транскрипции. Озвучивает учитель (слайд №6).

Работа с конспектом урока, записываем определение транскрипции ( используем учебник).

Самостоятельная работа по закреплению 1 этапа урока. Интерактивное задание. 1 ученик у доски, остальные на местах ( слайд №7).

Задание №1. Составьте и - РНК по фрагменту ДНК (работа с конспектами).

2 этап урока - трансляция: синтез полипептидных цепей белков на матрице и-РНК. Интерактивный анимированный фильм о процессе трансляции. Озвучивает учитель (слайд №8).

Самостоятельная работа по закреплению 2 этапа урока (слайд №8).

Интерактивное задание. 1 ученик у доски, остальные на местах (задание №1). Работа с конспектами.

Самостоятельная работа по изучению т - РНК задание №2 (работа с учебниками).

Интерактивное пособие по строению т- РНК. Интерактивное задание. Все вместе выполняют тренировочное интерактивное задание, которое позволяет сразу проверить правильность ответов. Общая схема процесса биосинтеза. Очень хорошо помогает в дальнейшем для понимания решения задач Закрепления ( слайд №9).

5. Задание смоделировать биосинтез белка.

В группах работают с ноутбуками. 1 ученик у доски с интерактивным пособием (слайд №9).

Заполнили листки рефлексии

6. Решение задач. Используя презентацию, знакомимся с алгоритмом решения задач. Ученики работают в группах. Затем проверяем, используя презентацию.

Дом задание - задачи.

Приложение

Задачи по теме «Биосинтез белков».

1. Известен фрагмент полипептидной цепочки

- ала - ала - цис - глу- ала - тир -мет - арг - лиз - фен -

Определите последовательность нуклеотидов участка гена, несущего информацию для указанной полипептидной цепи.

2. Дана последовательность нуклеотидов участка гена:

-А-А-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Ц-А-Ц-А-А-Т-Г-Ц-А-А-Т-Г-

Определите первичную структуру белковой молекулы, закодированной данной последовательностью нуклеотидов.

3. На фрагменте ДНК, имеющем состав

-А-Г-Т-Ц-Ц-Ц-Т-А-Г-А-А-Т-

Синтезирован фрагмент и-РНК. Укажите его состав.

4. Какой принцип лежит в основе удвоения молекул ДНК. По этому принципу достройте недостающую цепь к следующей последовательности нуклеотидов в ДНК

- ААТ -ТГЦ - АТЦ -ЦТГ - ГГА - ААТ - АТЦ -

Укажите последовательность нуклеотидов в и-РНК и закодированную в ней пептидную цепь.

5. Из общего количества нуклеотидов в ДНК гуанинов содержится 30 %. Каково содержание аденинов?

6. Определите первичную структуре белка, закодированного в левой цепи гена, если участок его правой цепи имеет следующую последовательность нуклеотидов:

- А -А - Т -А - Т - Г - Ц -А - Ц - Г - Ц - А - …

7. Пользуясь таблицей кода ДНК, определите какие аминокислоты кодируют триплеты

АТГ - ААТ - ГАЦ - ТТТ -

Какими триплетами закодированы аминокислоты:

Вал - Гли - Сер -

8. В цепи ДНК находится 16 % цитозинов. Определите процентное содержание тиминов, аденинов.

9. Какую аминокислоту транспортирует т-РНК с кодом

т-РНК - ЦУУ т-РНК - ГГА

10. Из общего количества нуклеотидов в ДНК тиминов содержится 880, что составляет 21%. Каково содержание гуанинов в данной цепи.

11. На фрагменте ДНК, имеющем состав

-Ц-Ц-А-Ц-Г-Т-Г-Т-Ц-Т-Т-Ц-

синтезирован фрагмент и-РНК. Укажите его состав.

12. Пользуясь таблицей кода и-РНК, определите, какие аминокислоты кодируют триплеты

УАЦ - ЦАУ - ГГУ - УУУ -

Какими триплетами закодированы аминокислоты

Глн - иле -

13. В цепи ДНК всего 3200 нуклеотидов. Из них цитозинов 26 %. Определите содержание аденинов, тиминов.

14. В цепи ДНК аденина находится 16 %. Определите процентное содержание тиминов, гуанинов, цитозинов.

15. Каким может быть аминокислотный состав фрагментов белковых молекул, синтезированных в рибосомах в присутствии следующих фрагментов и-РНК

-Г-Г-У-Ц-А-Г-У-Ц-Г-Ц-У-Ц-Ц-У-Г-А-У-У-

Группа1

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Г-Т-Т-А-Т-Г-Г-А-А-Г-А-А.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

Задание 2

В искусственных условиях (вне клетки) удаётся синтезировать белок, используя для этого готовые, взятые из клеток организмов компоненты ( и-РНК, рибосомы, аминокислоты, АТФ, ферменты). Какой - овечий или кроличий - белок будет синтезироваться, если для искусственного синтеза взяты рибосомы кролика, а и- РНК - из клеток овцы? Почему

Группа 2

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Ц-Ц-А-Ц-Г-Т-Т-Ц-Т-Т-Ц-Ц.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, ис­пользуя таблицу генетического кода.

Задание 2

Одна макромолекула белка гемоглобина, состоящая из 574 аминокислот, синтезируется в рибосоме в течение 90 секунд. Объясните: а) сколько аминокислот «сшивается» в молекулу этого белка за 1 секунду; б) в чем заключается функция гемоглобина?

Группа 3

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

А-А-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Ц-А-Ц.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, ис­пользуя таблицу генетического кода.

Задание 2

В организме человека ежесекундно разрушается и образуется в среднем по 2 млн. эритроцитов, каждый из которых содержит 280 млн. макромолекул гемоглобина. Определите: а) сколько всего макромолекул гемоглобина находится каждую секунду в процессе «сборки» белка; б) в каком органе происходит образование эритроцитов?

Группа 4

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Т-Т-А-Ц-Ц-Г-Т-Т-Г-Ц-Ц-А.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, ис­пользуя таблицу генетического кода.

Задание 2

У людей, больных серповидноклеточной анемией, первичная структура гемоглобина отличается от нормального гемоглобина лишь в одной точке: седьмое место занимает не глутаминовая кислота, а валин. В остальном первичная структура белка гемоглобина нормального и изменённого одинакова. Определите, из каких нуклеотидов состоят седьмые кодоны в молекулах и-РНК , участвующих в синтезе гемоглобина (нормального и изменённого).

Группа1

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Г-Т-Т-А-Т-Г-Г-А-А-Г-А-А.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, используя таблицу генетического кода.

Задание 2

В искусственных условиях (вне клетки) удаётся синтезировать белок, используя для этого готовые, взятые из клеток организмов компоненты ( и-РНК, рибосомы, аминокислоты, АТФ, ферменты). Какой - овечий или кроличий - белок будет синтезироваться, если для искусственного синтеза взяты рибосомы кролика, а и- РНК - из клеток овцы? Почему

Группа 2

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Ц-Ц-А-Ц-Г-Т-Т-Ц-Т-Т-Ц-Ц.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, ис­пользуя таблицу генетического кода.

Задание 2

Одна макромолекула белка гемоглобина, состоящая из 574 аминокислот, синтезируется в рибосоме в течение 90 секунд. Объясните: а) сколько аминокислот «сшивается» в молекулу этого белка за 1 секунду; б) в чем заключается функция гемоглобина?

Группа 3

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

А-А-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Ц-А-Ц.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, ис­пользуя таблицу генетического кода.

Задание 2

В организме человека ежесекундно разрушается и образуется в среднем по 2 млн. эритроцитов, каждый из которых содержит 280 млн. макромолекул гемоглобина. Определите: а) сколько всего макромолекул гемоглобина находится каждую секунду в процессе «сборки» белка; б) в каком органе происходит образование эритроцитов?

Группа 4

Задача 1.

Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов:

Т-Т-А-Ц-Ц-Г-Т-Т-Г-Ц-Ц-А.

Определите последовательность нуклеотидов на и-РНК, антикодоны соответствующих т-РНК и последовательность аминокислот в фрагменте молекулы белка, ис­пользуя таблицу генетического кода.

Задание 2

У людей, больных серповидноклеточной анемией, первичная структура гемоглобина отличается от нормального гемоглобина лишь в одной точке: седьмое место занимает не глутаминовая кислота, а валин. В остальном первичная структура белка гемоглобина нормального и изменённого одинакова. Определите, из каких нуклеотидов состоят седьмые кодоны в молекулах и-РНК , участвующих в синтезе гемоглобина (нормального и изменённого).

Приложение

Задачи по теме «Биосинтез белков».

1. Известен фрагмент полипептидной цепочки

- ала - ала - цис - глу- ала - тир -мет - арг - лиз - фен -

Определите последовательность нуклеотидов участка гена, несущего информацию для указанной полипептидной цепи.

2. Дана последовательность нуклеотидов участка гена:

-А-А-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Ц-А-Ц-А-А-Т-Г-Ц-А-А-Т-Г-

Определите первичную структуру белковой молекулы, закодированной данной последовательностью нуклеотидов.

3. На фрагменте ДНК, имеющем состав

-А-Г-Т-Ц-Ц-Ц-Т-А-Г-А-А-Т-

Синтезирован фрагмент и-РНК. Укажите его состав.

4. Какой принцип лежит в основе удвоения молекул ДНК. По этому принципу достройте недостающую цепь к следующей последовательности нуклеотидов в ДНК

- ААТ -ТГЦ - АТЦ -ЦТГ - ГГА - ААТ - АТЦ -

Укажите последовательность нуклеотидов в и-РНК и закодированную в ней пептидную цепь.

5. Из общего количества нуклеотидов в ДНК гуанинов содержится 30 %. Каково содержание аденинов?

6. Определите первичную структуре белка, закодированного в левой цепи гена, если участок его правой цепи имеет следующую последовательность нуклеотидов:

- А -А - Т -А - Т - Г - Ц -А - Ц - Г - Ц - А - …

7. Пользуясь таблицей кода ДНК, определите какие аминокислоты кодируют триплеты

АТГ - ААТ - ГАЦ - ТТТ -

Какими триплетами закодированы аминокислоты:

Вал - Гли - Сер -

8. В цепи ДНК находится 16 % цитозинов. Определите процентное содержание тиминов, аденинов.

9. Какую аминокислоту транспортирует т-РНК с кодом

т-РНК - ЦУУ т-РНК - ГГА

10. Из общего количества нуклеотидов в ДНК тиминов содержится 880, что составляет 21%. Каково содержание гуанинов в данной цепи.

11. На фрагменте ДНК, имеющем состав

-Ц-Ц-А-Ц-Г-Т-Г-Т-Ц-Т-Т-Ц-

синтезирован фрагмент и-РНК. Укажите его состав.

12. Пользуясь таблицей кода и-РНК, определите, какие аминокислоты кодируют триплеты

УАЦ - ЦАУ - ГГУ - УУУ -

Какими триплетами закодированы аминокислоты

Глн - иле -

13. В цепи ДНК всего 3200 нуклеотидов. Из них цитозинов 26 %. Определите содержание аденинов, тиминов.

14. В цепи ДНК аденина находится 16 %. Определите процентное содержание тиминов, гуанинов, цитозинов.

15. Каким может быть аминокислотный состав фрагментов белковых молекул, синтезированных в рибосомах в присутствии следующих фрагментов и-РНК

-Г-Г-У-Ц-А-Г-У-Ц-Г-Ц-У-Ц-Ц-У-Г-А-У-У-