Лысенко Ольга Александровна
учитель биологии и химии
муниципального общеобразовательного учреждения
«Александровская школа Марьинского района» г. Донецка
lisenkooo@gmail.com
Решение биологических задач на тему «Биосинтез белка»
В современных условиях, когда перед учебно-воспитательным процессом ставится задача планирования результатов обучения личностных, предметных и метапредметных, требуются и качественно новые задачи.
Обучение биологии в 9-11 классах невозможно представить без решения задач. Решение задач в процессе изучения биологии всегда было одним из лучших, наиболее рациональных методов прочного усвоения и закрепления теоретического материала.
Особенно это касается тем:
Тема 2. «Основы цитологии. Обмен веществ и энергии в клетке» (Практическая работа «№ 2. «Решение элементарных задач по молекулярной биологии»; 9 класс);
Тема 3. «Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Реализация генетической информации» (Практическая работа № 2. «Решение элементарных задач по молекулярной биологии»; 10 класс).
Цитогенетические задачи можно условно разделить на три типа:
1) определение последовательности аминокислот в фрагменте молекулы белка на основании последовательности нуклеотидов ДНК с использованием таблицы генетического кода;
2) определение нуклеотидного состава ДНК, количества водородных связей между нуклеотидами. 3. Определение количества нуклеотидов (триплетов) в участке ДНК (и-РНК) по количеству аминокислот, входящих в состав молекулы белка;
3) для решения указанных типов задач необходимо знать отличия ДНК и РНК; принцип комплементарности; роль ДНК и разных типов РНК в процессе биосинтеза белка; принципы генетического кода; этапы биосинтеза белка;
Для решения указанных типов задач учащимся необходимо знать:
принцип комплементарности;
роль ДНК и разных типов РНК в процессе биосинтеза белка;
принципы генетического кода;
этапы биосинтеза белка.
Алгоритм решения задач:
внимательно изучить условие задачи;
краткая запись условия задачи;
анализ осуществления действий согласно поставленным вопросам;
решение задачи с опорой на знание теории;
краткая запись ответа (четкие ответы на поставленные вопросы).
Основные вопросы теории (понятия и термины)
Мономер ДНК или РНК это нуклеотид. Структура нуклеотида: азотистое основание → пятиуглеродный сахар – рибоза → остаток фосфорной кислоты.
Отличия ДНК и РНК:
ДНК: структура мономера - двойная правозакрученная спираль (две полинуклеотидные цепи, соединенные водородными связями); азотистое основание (аденин, гуанин, тимин, цитозин) → дезоксирибоза → остаток фосфорной кислоты;
РНК: структура мономера - одна полинуклеотидная цепь; азотистое основание (аденин, гуанин урацил, цитозин) → рибоза → остаток фосфорной кислоты.
Принцип комплементарности: особенностью строения ДНК является то, что против азотистого основания аденина (А) в одной цепи находится азотистое основание тимин (Т) в другой цепи (А-Т), а против азотистого основания гуанина (Г) всегда расположено азотистое основание цитозин (Г-Ц). Водородные связи: между А и Т - 2 водородные связи. Между Г и Ц - 3 водородные связи.
Пары азотистых оснований (А-Т) и (Г-Ц) называют комплементарными (дополняющими друг друга). Цепи ДНК, в которых основания расположены комплементарно друг другу, называют комплементарными цепями.
Функции ДНК:
передача информации о структуре белка с ДНК на рибосому т-РНК
транспорт аминокислот к рибосомам р-РНК
входят в состав рибосом
Триплетность значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон)
Однозначность (специфичность) определённый кодон соответствует только одной аминокислоте
Вырожденность (избыточность) одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов
Универсальность генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности от вирусов до человека
Транскрипция синтез и-РНК по принципу комплементарности на матрице ДНК; матрицей служит одна из двух цепей.
Трансляция сборка молекулы белка на рибосоме по матрице и-РНК или перевод последовательности нуклеотидов и-РНК в последовательность аминокислот белка.
Кроме и-РНК, участвуют т-РНК. Т-РНК за один раз переносит только одну аминокислоту.
Процесс синтеза и-РНК → по матрице ДНК, по принципу комплементарности.
Нуклеотиды ДНК : А Т Г Ц
Нуклеотиды и-РНК: У А Ц Г
Транскрипция (информация о последовательности аминокислот в белке переводится , переписывается с «языка» ДНК на «язык» РНК).
Трансляция (этап синтеза белка происходит на рибосомах: именно на них осуществляется расшифровка генетической информации, перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот).