Методика решения биологических задач по теме «Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Реализация генетической информации»

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:

• отличия ДНК и РНК;

• 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:

• Химическая основа гена

• Хранение и передача наследственной информации

• Синтез ДНК

• Синтез РНК

• Функции РНК и-РНК:

• передача информации о структуре белка с ДНК на рибосому т-РНК

• транспорт аминокислот к рибосомам р-РНК

• входят в состав рибосом

• Некоторые свойства кода ДНК:

• Триплетность значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон)

• Однозначность (специфичность) определённый кодон соответствует только одной аминокислоте

• Некоторые свойства кода ДНК:

• 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

• Этапы биосинтеза белка:

• 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.

• Нуклеотиды и-РНК и ДНК:

• Процесс синтеза и-РНК → по матрице ДНК, по принципу комплементарности.

• Нуклеотиды ДНК : А Т Г Ц

• Нуклеотиды и-РНК: У А Ц Г

• Этапы биосинтеза белка ДНК:

• 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).