Генетический код. Свойства генетического кода. Биосинтез белков. Регуляция транскрипции. • Сформировать знания об основных этапах процесса биосинтеза белка. • Выяснить суть понятий транскрипция и трансляция. • Закрепить знания о механизме синтеза полипе

Дата проведения __________
Генетический код. Свойства генетического кода. Биосинтез белков. Регуляция транскрипции.
Сформировать знания об основных этапах процесса биосинтеза белка.
Выяснить суть понятий транскрипция и трансляция.
Закрепить знания о механизме синтеза полипептидной цепи способствовать пробуждению интереса к изучаемой дисциплине;
Ход урока:
Организационный момент
Опрос Д/З:
Вопросы:
1. Нуклеиновые кислоты. Строение нуклеотида ДНК и РНК.
2. Структура ДНК
3. Структура РНК
4. Репликация ДНК
Карточки:
Карточка №1
«Нуклеиновые кислоты»
1.Какую функцию выполняет ДНК?
2. Дана одна цепочка ДНК:
Т-Г-А-А-Т-Ц-А-Ц. Постройте вторую цепочку
Карточка №2
«Нуклеиновые кислоты»
1.Каково строение молекулы РНК?
2. На фрагменте правой цепи ДНК нуклеотиды расположены:
Т-Г-Ц-А-Т-А-Г-Ц-Т-Г-А-А-Т-Ц-Г.
Постройте вторую цепочку.
Карточка №3
«Нуклеиновые кислоты»
1.Каково строение молекулы ДНК?
2. В молекуле ДНК находится 4400 нуклеотидов с цитозином, что составляет 15% от их общего числа. Определите количество остальных нуклеотидов.
Карточка №4
«Нуклеиновые кислоты»
1.Какое строение имеет нуклеотид?
2. Дана одна цепочка молекулы ДНК:
А-Г-Ц-А-Т-Т-А-Ц-Г-Т-Ц. Постройте комплементарную вторую цепочку.
Карточка №5
«Нуклеиновые кислоты»
1.В чем заключается принцип комплементарности?
2. Найдите ошибки в молекуле РНК: Г-Ц-Т-Т-А-Г-Ц-А-А-Ц-Т.
Карточка №6
«Нуклеиновые кислоты»
1.В чем сходство в строении молекул ДНК и РНК?
2. В молекуле ДНК гуанинов насчитывается 10% от общего числа азотистых оснований. Определите количество аденина в этой молекуле?
Карточка №7
«Нуклеиновые кислоты»
1.В чем различия в строении молекул ДНК и РНК?
2. На фрагменте правой цепи ДНК нуклеотиды расположены:
Г-Г-Ц-А-Т-Т-А-Г-Ц-Ц-А. Нарисуйте схему структуры двуцепочечной молекулы ДНК.
Изучение новой темы:
Учитель объявляет тему урока и вместе с учащимися определяет образовательные задачи урока (беседа).
Далее проводится актуализация опорных знаний о содержании и функциях белков в клетке по вопросам:
Как пополняются запасы белков в клетке?
Где осуществляется процесс биосинтеза белка?
В какой период жизни клетки идет наиболее интенсивный синтез белка?
Подводя итоги беседы, учитель обобщает материал:
Любая живая клетка способна синтезировать белки и наиболее интенсивно – в период роста и развития. Дочерняя клетка синтезирует такие же белки, какие синтезировала материнская клетка. Отсюда можно сделать вывод, что способность к синтезу белка передается по наследству от клетки к клетке и сохраняется в течение всей жизни. Основная роль в определении структуры белка принадлежит ДНК, разные участки которой определяют синтез различных белков.
Следовательно, одна молекула ДНК участвует в синтезе нескольких десятков белков. Каждый участок ДНК, определяющий синтез одной молекулы белка, называется геном (ученики записывают определение в тетрадь).
Таким образом, каждый ген заключает информацию о структуре одного белка.
Вопрос: Вспомните, где содержатся молекулы ДНК в клетках растений и животных?
Ответ: В хромосомах ядра (строение хромосом изучается с помощью компьютерной модели «Строение хромосомы» в демонстрационном режиме).
Биосинтез белка осуществляется на рибосомах, находящихся в цитоплазме клетки.
Вопрос: Каким образом наследственная информация о первичной структуре белка передается к месту синтеза белка?
Ответ: С помощью и-РНК.
Учитель сообщает дополнительную информацию: название некоторых видов РНК в литературе имеют ряд синонимов: и-РНК еще называют матричной РНК (м-РНК); транспортную РНК (т-РНК) - адапторной.
Для того, чтобы синтезировать белки с заданными свойствами, к месту их построения поступает информация о порядке включения аминокислот в пептидную цепь. Эта информация заключена в нуклеотидной последовательности и-РНК, синтезируемых на соответствующих участках ДНК. Процесс списывания (считывания), или синтез и-РНК, называется транскрипцией (лат. «trans criptio» - переписывание) (запись понятия в тетрадь).
Процесс транскрипции вместе с реакцией самоудвоения ДНК относятся к реакциям матричного синтеза, то есть реакциям, которые идут с использованием матрицы.
Далее на уроке повторяется процесс репликации ДНК с помощью компьютерных моделей «Репликация ДНК», «Синтез комплементарной цепи» (учащиеся комментируют модели).
При синтезе и-РНК в качестве матрицы используется одна из нитей ДНК.
Таким образом, в результате реакций матричного синтеза образуются структуры, построенные по строго определенному плану.
Реакции матричного синтеза характерны лишь для живой природы, в результате их осуществления становится возможным передача информации от одного поколения живых существ к другому, а также синтез белков в соответствии с информацией, заложенной в генетическом материале.
Затем учитель предлагает ученикам более подробно рассмотреть процесс транскрипции (демонстрация модели «Транскрипция» с пояснениями учителя).
Транскрипция осуществляется при помощи РНК-полимеразы. В процессе транскрипции происходит расплетение двойной спирали ДНК; на одной из спиралей (так называемая матричная цепь) осуществляется синтез РНК.
В отличие от репликации ДНК при транскрипции копируются только некоторые гены. Длина РНК определяется длиной белковой цепи, для которой она предназначена. Существуют различные типы РНК, по-разному участвующие в процессе синтеза белков. Информационная РНК в дальнейшем служит матрицей для синтеза белка, поэтому ее называют также матричной РНК. Рибосомальная РНК, соединяясь с белками, образует рибосомы. Транспортная РНК доставляет аминокислоты к рибосомам, где и осуществляется белковый синтез.
Этапы Б.Б:
1. Особый белок «расстегивает» участок двойной цепи ДНК.
2. Свободные основания РНК вступают в связь с открытыми основаниями ДНК на одной цепи, за счет чего образуется цепь и-РНК.
3. Новообразованная и-РНК отсоединяется и направляется к рибосомам.
4. т-РНК подбирает АК и перемещает ее в рибосому.
5. Рибосома скольхит по и-РНК, и АК связываются в цепь.
6. Формируясь, белковая цепь складывается так, чтобы надлежащим образом выполнить нужную функцию. Затем рибосома освобождает цепь.
Тройки рядом стоящих нуклеотидов и-РНК, кодирующих определенные аминокислоты, называют кодонами.
Последовательность кодонов и-РНК шифрует последовательность аминокислот в пептидной цепи. Сочетания из трех нуклеотидов, кодирующие определенные аминокислоты, называются генетическим кодом (запись определений в тетрадь).
Учитель сообщает, что в настоящее время код ДНК расшифрован полностью.
Учащиеся под руководством учителя определяют, какими свойствами обладает генетический код (запись свойств генетического кода в тетрадь).
Код триплетен.
Каждой аминокислоте соответствует участок цепи ДНК, и соответственно, и-РНК из трех рядом стоящих нуклеотидов. Например, участок Г – Ц – У соответствует аминокислоте аланину, Ц – Г – У – аргинину, Г – У – У - валину и так далее.
Код избыточен.
Это означает, что каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном (за исключением метионина и триптофана). ДНК состоит из 4 разных видов нуклеотидов, а наименьшей структурной единицей гена является триплет нуклеотидов. Поэтому число возможных комбинаций из 4 элементов по три равно 43= 64. Разных же аминокислот только 20. Таким образом, различных триплетов нуклеотидов с избытком хватает для кодирования всех аминокислот.
Как полагают, это свойство генетического кода повышает надежность хранения и передачи наследственной информации.
Код однозначен. Каждый кодон шифрует только одну аминокислоту.
Между генами имеются «знаки препинания».
Из 64 триплетов три: У – А – А, У – А – Г, У – Г – А, - не кодируют аминокислоты. Эти триплеты (их называют стоп-кодонами) – сигналы окончания синтеза полипептидной цепи. Необходимость в наличии стоп-кодонов объясняется тем, что в ряде случаев на и-РНК осуществляется синтез нескольких полипептидных цепей, и для отделения друг от друга используются эти триплеты.
Внутри гена нет «знаков препинания».
Учитель просит учащихся рассмотреть пример, приведенный в учебнике на с. 64, § 14.
Код универсален.
Генетический код един для всех живущих на Земле существ.
Закрепление:
1. Составить 5 вопросов по новой теме
2. Блиц опрос «Ученик – ученик»
Д/З: §10 до конца, конспект в тетради