Урок по темеСинтез белка

Тема урока: «Синтез белка в клетке.

Цель урока: Создание условий для усвоения темы урока и формирования познавательного интереса к предмету. Задачи урока:

1.Образовательные:

• Расширить знания учащихся о специализации различных веществ и структур клетки в процессе биосинтеза белка. Познакомить с молекулярными основами передачи и реализации наследственной информации и роли нуклеиновых кислот и белков в этих процессах.

2. Воспитательные:

• Формировать познавательный интерес к предмету через использование технологии развития интеллектуально-информационной компетентности .

Воспитывать у учащихся корректного отношения к мнению одноклассников

3. Развивающие:

• Развивать поисково-информационные умения.

• Развивать учебно-организационные умения: организовывать себя на выполнение поставленной задачи, осуществлять самоконтроль и самоанализ учебной деятельности;

• Продолжить развитие учебно-интеллектуальных умений: систематизировать, выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи;

• Продолжить развитие учебно-познавательных умений: сравнивать процессы трансляции и транскрипции, высказывать свою точку, зрения решения биологических задач, имеющих математическую или логическую основу (перекодировка из одной знаковой системы в другую, расчётные задачи); высказывать тезисы, пользоваться предметным языком.

• Продолжить формирование умений по выполнению тестов заданий ЕГЭ.

Учитель .белки недолговечны, время их существования ограничено . Молекулы белка постоянно денатурируют и приходят в негодность в процессе жизнедеятельности. Проблема. Как пополняются запасы белков в клетке. Учитель. Сравним процесс синтеза белка с более известным процессом- строительство дома.

« Строительство белка»

1 Выбор площадки - цитоплазма

2 План- молекула ДНК

3 Строительные материалы - транспортные РНК с аминокислотами.

4 Строители - рибосомы.

5 Материальное обеспечение - молекулы АТФ

Синтез белка - это процесс, в результате которого обеспечивается выполнение функции ДНК: реализации наследственной информации в конкретный признак живого организма. Белки являются определяющими молекулами в становлении любого признака организма. Поэтому наследственная, или генетическая информация и есть, по сути, информация о том, где, сколько, когда и какой белок синтезируется.

Учитель. Биосинтез белка -пластический обмен ( анаболизм) осуществляется по схеме:

ДНК(транскрипция)---------------- РНК-(трансляция)--------------------белок.

Этапы синтеза белка.

Существует 20 незаменимых аминокислот и всего 4 вида нуклеотидов в составе ДНК (А,Т,Г,Ц)

Каждой аминокислоте в полипептидной цепочке соответствует комбинация из трех нуклеотидов в молекуле ДНК - триплет .Зависимость между триплетами нуклеотидов и аминокислотами - генетический код

Свойства генетического кода.

1. Триплетность: каждая аминокислота кодируется триплетом (кодоном) нуклеотидов.

2. Однозначность: кодовый триплет соответствует только одной аминокислоте.

3. Вырожденность (избыточность): одну аминокислоту могут кодировать несколько кодонов.

4. Универсальность: генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли.

5. Неперекрываемость: последовательность нуклеотидов имеет рамку считывания по 3 нуклеотида, один и тот же нуклеотид не может быть в составе двух триплетов (жил был кот тих был сер мил мне тот кот).

6. Из 63 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.

Этапы синтеза белка.

Первый этап - транскрипция (буквально - "переписывание") - происходит в ядре клетки. С ДНК, которая служит «матрицей» в синтезе белка, соединяется фермент РНК - полимераза. Продвигаясь по двойной спирали ДНК, фермент РНК - полимераза раскручивает нити ДНК. Мономерные молекулы, - нуклеотиды- в соответствии с принципом комплементарности, располагаются и фиксируются на матрице в строго определенном порядке. Затем происходит соединение мономерных звеньев в полимерную цепь, в виде и-РНК. Через поры в ядерной оболочке и-РНК выходит в цитоплазму клетки.

Переписывание информации с ДНК на молекулу и -РНК - транскрипция.

А -Ц -А -А -А -А -А-Т -А

/ / / / / / / / /

Т - Г -Т - Т - Т -Т -Т- А-Т и-РНК Т-Г- Т- Т -Т -Т-Т- А- Т

Второй этап - трансляция.

Трансляция, или перевод генетической информации в структуру белка. Образовавшаяся иРНК выходит через поры в ядерной оболочке и вступает в контакт с многочисленными рибосомами.

Рибосома прерывисто скользит по иРНК, как по матрице, и в строгом соответствии с последовательностью расположения ее нуклеотидов выстраивает определенные аминокислоты в длинную полимерную цепь белка.

Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью транспортных РНК (тРНК), которые находятся в цитоплазме.

Для каждой аминокислоты требуется своя тРНК, комплементраная определенному участку иРНК. Такой участок иРНК представлен триплетом - сочетанием трех нуклеотидов, называемым кодоном. В свою очередь, и каждая аминокислота, входящая в белок, тоже закодирована определенным сочетанием трех нуклеотидов тРНК (антикодоном), по которым они и находят друг друга.

Вдоль молекулы иРНК движется сразу несколько рибосом (такая структура называется полисомой), при этом одновременно синтезируется несколько молекул белка

Второй этап синтеза белка - трансляция (лат. "передача") - происходит на рибосомах. Рибосома работает как станок с программным управлением: в качестве программы выступает и -РНК. Роль «заготовок» выполняют аминокислоты, с помощью ферментов - кодаз присоединённые к т-РНК. Энергия к такому «станку» подаётся в виде молекул ……. (АТФ), содержащие макроэнергетические связи. В рибосоме происходит последовательное соединение каждого кодона с антикодоном на т - РНК.

Так как одновременно на одной рибосоме помещается три кодона, то три т-РНК, оказавшись рядом, выстраивают аминокислоты, которые они «тащат» за собой, в том порядке, в котором идут кодирующие их тройки нуклеотидов на и-РНК. Аминокислоты располагаются у активного центра большой субъединицы рибосомы, и с помощью ферментов- синтетаз между ними устанавливается пептидная связь.

Продвигаясь по и - РНК, рибосома «считывает» последовательность нуклеотидов, превращая их в последовательность аминокислот. Когда на пути рибосомы оказываются «бессмысленные» кодоны, то синтез заканчивается. Затем белок сворачивается в спираль, затем в третичную структуру и начинает выполнять свою специфическую функцию. Так через белки реализуется наследственная информация о свойствах и признаках организма»

Белок: цис ------ фен --------- тир

Вопросы .Как называется процесс перевода наследственной информации последовательности нуклеотидов в и-РНК в последовательность аминокислот в белковой цепи? Органоиды обеспечивающие, трансляцию называются?

Вывод: Синтез белка может происходить в цитоплазме и на мембранах шероховатой ЭПС В цитоплазме - белки для собственных нужд клетки. На ЭПС - белки на «экспорт»

Таким образом, для начала синтеза белка необходимо , чтобы в одном месте цитоплазмы одновременно собрались рибосомы, и-РНК, т-РНК, факторы активации трансляции и носители энергии. « Встреча» этих компонентов обеспечивается цитоскелетом. Синтез среднего по размерам полипептида осуществляется за 20 - 60 секунд.

Закрепление материала.

Механизм синтеза полипептидной цепи на рибосоме.

Молекулы

Роль в биосинтезе

Процессы в рибосомах

Информационная РНК

Транспортная РНК

Белки - ферменты

АТФ