Рабочая тетрадь к уроку "Биосинтез белка"

БИОСИНТЕЗ БЕЛКОВ В ЖИВОЙ КЛЕТКЕ.

Рабочая тетрадь к уроку

10 класс

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

Каждый ген заключает информацию о структуре одного белка.

ПЕРВЫЙ ЭТАП БИОСИНТЕЗА – ТРАНСКРИПЦИЯ.

На этом этапе происходит «списывание» генетической информации путем создания и-РНК.

Выход и-РНК через поры ядерной оболочки в цитоплазму

Система записи генетической информации в ДНК (и-РНК) в виде определенной последовательности нуклеотидов называется генетическим кодом.

РНК (ДНК)

ПРАВИЛА ПОЛЬЗОВАНИЯ ТАБЛИЦЕЙ ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Предположим, нам известно, что в ДНК есть участок со следующим составом нуклеотидов А-А-Г-Ц-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Г, разделим его на триплеты. Первый триплет ДНК: А-А-Г, смотрим в таблице первое основание (А), это первый горизонтатьный столбец. Далее ищем второе основание (А). на пересечении этих двух столбцов видим прямоугольник в котором расположены четыре аминокислоты, для того что бы выбрать нужную нам, необходимо в крайнем правом столбце выбрать третье основание (Г), это вторая строчка -аминокислота ФЕН (фенилаланин).Ц-Т-Т кодирует аминокислоту ГЛУ(глутаминовая кислота), Т-Г-Ц- ТРЕ (треонин), Ц-А-Г – ВАЛ (валин). Обратитет внимание на триплеты, где стоят прочерки, их три (УАТ, УАЦ, УЦТ)- это стоп-кодоны, или их называют “знаки препинания”. Они означаю конец синтеза данного белка.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ!

1. Транскрипцией называется:

а) синтез РНК с использованием ДНК в каче­стве матрицы

б) синтез полипептида с использованием и-РНК в качестве матрицы

в) удвоение ДНК

2.По имеющейся таблице (генетического кода), решите задачу.

По принципу комплементарности к данной цепи гена

-А-Т-Г-Г-Ц-Ц-А-А-А-Т-Т-А-Г-Г-Ц-Ц-Ц-Г-

Достройте недостающую цепь. Определите состав цепи при транскрипции.

ВТОРОЙ ЭТАП БИОСИНТЕЗА – ТРАНСЛЯЦИЯ.

Трансляция – процесс построения полипептидной цепи по программе иРНК. Трансляция у всех организмов (прокариот и эукариот) происходит в цитоплазме на рибосомах при участии ферментов, тРНК и аминокислот, с затратой энергии (АТФ).

т-РНК.

Реакция присоединения аминокислоты к тРНК

В цитоплазме клетки есть различные т-РНК для транспорта 20 аминркислот.

Сборка полипептидной цепи прекращается как только в рибосому попадает один из трех стоп-кодонов. Освобождается последняя тРНК и собранная полипептидная цепь, а рибосома снимается с иРНК. Полипептидная цепь затем претерпевает структурные изменения и превращает в белок. Биосинтез белка закончен. Процесс сборки одной молекулы белка длится в среднем от 20 до 500 с и зависит от длины полипептидной цеп и. Например, белок из 300 аминокислот синтезируется приблизительно за 15—20 с. Белки структурно и функционально очень разнообразны. Они определяют развитие того или иного признака организма, что является основой специфичности и неоднородности живого.

Дай названия картинкам.

Варианты ответов: двойная спираль ДНК, раскручивание ДНК, материнская ДНК, хромосома, клетка, дочерние ДНК, удвоение(репликация)ДНК, трансляция.

КАК НАЗЫВАЕТСЯ ПРОЦЕСС, НАЗОВИ ЭТАПЫ ПРОЦЕССА

Молекулы РНК выполняют ключевые функции в ходе биосинтеза белка. При «включении» гена происходит локальное расплетение спирали ДНК. Затем с гена, кодирующего белковую молекулу, синтезируется его РНК-копия. После ряда «превращений» она становится матричной РНК, т. е. матрицей для синтеза белка. мРНК переносится из ядра клетки в цитоплазму, где связывается с рибосомами, на которых и «производится» белок. Он синтезируется из активированных аминокислот, присоединенных к специальным транспортным РНК.

Варианты ответов: Нуклеотиды, А Г Ц сахар Ф, А Г Ц Т, рибоза, Урацил, цепочки, хранение и передача наследственной информации, в ядре митохондриях хлоропластах, нуклеотидов, дезоксирибоза, двойной спирали, тимин, участие в синтезе белков, цепочки, урацил,

Соединения, состоящие из двух нуклеотидовых молекул, называются динуклеотидами, из трёх — тринуклеотидами, из небольшого числа — олигонуклеотидами, а из многих — полинуклеотидами, или нуклеиновыми кислотами.

1. Какое азотистое основание характерно только для ДНК, только для РНК?

2. Состав нуклеотида РНК?

1. Состав нуклеотида ДНК?

2. Назовите известные нуклеиновые кислоты?

1. В чем биологическое значение удвоения ДНК? Каково строение молекулы ДНК? Что такое принцип комплементарности азотистых оснований?

2.Прикрепить к доске вертикально произвольную последовательность карточек «азотистые основания» (А,Т,Г,Ц), 7 штук

3.Вызвать ученика и предложить ему составить вторую нить ДНК, комплементарную данной.

Сделать вывод: это макет двойной спирали ДНК, составленный по принципу комплементарности.

Все ученики записывают задание в тетради, обозначая азотистые основания буквами, и соединяя их черточками. Например: А-Т. Черточка обозначает водородные связи между азотистыми основаниями.

На схеме, смонтированной на доске, комплементарность азотистых оснований показана следующим образом:

4. Предложить ученику разделить две нити ДНК друг от друга. Одна нить остается на левой половине доски, другая – перемещается вправо. Направление расположения карточек не должно меняться.

Задать вопрос: «В каком процессе две нити ДНК отделяются друг от друга?» (Удвоение)

5. Вызвать еще одного ученика. Один из них собирает вторую нить ДНК из карточек на левой части доски. Другой – на правой, используя принцип комплементарности. На левой половине доски карточки будут подставляться справа. На правой половине доски карточки азотистых оснований будут присоединяться слева от исходной нити.

Сравнить две двуспиральные молекулы. Они должны быть одинаковы.

Вывод: в процессе удвоения из одной молекулы ДНК образуются две идентичные. Чтобы этот процесс прошел, обязательно необходима исходная материнская нить.

Схема 2. Транскрипция

1.Задать вопросы учащимся: Что такое транскрипция? Для чего синтезируется информационная РНК? Сколько нитей ДНК одновременно участвует в транскрипции? Что такое ген? Много ли генов в одной молекуле ДНК?

2.Учитель собирает на доске горизонтально произвольную последовательность карточек «азотистые основания» (А,Т,Г,Ц), 7 штук. Подписывает эту последовательность – ДНК. Отступя вниз, под надписью ДНК пишет – и-РНК.

3.Задается вопрос: «Какие азотистые основания входят в состав РНК?»

Вызывает учащегося и предлагает собрать из карточек и-РНК, комплементарно нити ДНК. Затем учитель изображает на доске мелом границу между ядром и цитоплазмой и предлагает ученику переместить собранную и-РНК в цитоплазму.

На схеме, смонтированной на доске, основания, входящие в состав и-РНК подобраны согласно принципу комплементарности. При этом учитель обращает внимание учащихся на то, что в молекуле РНК отсутствует азотистое основание тимин. Вместо него имеется другое азотистое основание: урацил.

4.Задается вопрос: «Останется ли в ядре участок ДНК в виде однонитчатой молекулы?» (Нет. Однонитчатый участок ДНК образуется временно. Он соединится с соответствующим участком двойной спирали.)

5.Если предварительно было проведено объяснение темы «генетический код и его свойства», то можно спросить учащихся: «Сколько аминокислот закодировано в синтезированной молекуле и-РНК?» Для ответа ее надо разбить на триплеты и посчитать, сколько их. Триплеты и-РНК можно расшифровать, пользуясь таблицей генетического кода.

Расхождение ДНК по дочерним клеткам обеспечивает поведение хромосом в процессе деления клеток.

Генетическая информация, закодированная в ДНК, реализуется в клеточном ядре. Это очень сложный процесс. Он начинается с того, что на молекуле ДНК образуются информационные РНК (и-РНК), которые принимают участие в синтезе белка в цитоплазме. И здесь важную роль играет принцип комплементарности азотистых оснований.

Молекулы РНК имеют сходные черты строения с молекулами ДНК. Это тоже нитевидные молекулы. Они имеют сахаро-фосфатный остов, где вместо сахара дезоксирибозы присутствует сахар рибоза. Перпендикулярно этому остову расположены азотистые основания, такие же, как в молекуле ДНК с одной заменой. В РНК азотистое основание тимин заменено на урацил. Таким образом, азотистые основания РНК: А, У, Г, Ц. В отличие от ДНК, молекулы РНК однонитчатые, они не образуют двойной спирали.

В длинной двуспиральной молекуле ДНК закодирована генетическая информация. По всей длине ДНК разбита на множество функциональных участков – генов. Каждый небольшой участок – ген, содержит информацию о синтезе одного белка. Реализация, или считывание генетической информации начинается с того, что в границах гена на одной нити молекулы ДНК по принципу комплементарности азотистых оснований синтезируется молекула и-РНК. Этот процесс называется транскрипцией. Его осуществляет специальный фермент.

Связь между нитями ДНК и РНК непрочная, поэтому по завершению синтеза, РНК отсоединяется от ДНК и выходит из ядра в цитоплазму.