Конспект урока по теме: «Процессы матричного синтеза»

Дата:_______

Группа_______

Тема: «Процессы матричного синтеза».

Цель: сформировать у обучающихся знания о процессах матричного синтеза (РНК, ДНК, биосинтез белка), которые характеризуются важнейшими признаками живой материи.

Образовательные: сформировать у обучающихся знания и обеспечить понимание особенностей матричных процессов в клетке: ДНК-репликация; ДНК и гены, генетический код и его свойства, транскрипция- матричный синтез РНК, трансляция и ее этапы. Роль рибосом в биосинтезе белка.

развивающие: продолжить развитие у обучающихся умений объяснять научные факты и устанавливать взаимосвязи между биологическими понятиями.

воспитательные: сформировать убеждение в познаваемости явлений живой природы.

Формируемые компетенции:

ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам.

ОК 02. Использовать современные средства поиска, анализа и интерпретации информации и информационные технологии для выполнения задач профессиональной деятельности.

Основные понятия: ген, генетический код, кодон (триплет), реакции матричного синтеза, транскрипция, РНК-полимераза; промотор, этапы транскрипции: инициация, элонгация, терминация; сплайсинг, антикодон; трансляция; центры рибосомы: аминоацильный, пептидиальный; этапы трансляции:инициация, элонгация, терминация; инициаторная тРНК; полирибосома(полисома).

Тип урока: комбинированный.

Педагогические технологии: коммуникативно-диалоговая; информационные технологии.

Методы урока: диалог, частично-поисковый, наглядный.

Оборудование: компьютер, презентация

Ход урока

1. Организационный момент.

Проверка готовности обучающихся к уроку. Эмоциональный настрой.

1. Актуализация знаний.

СЛАЙД 2

-Рассмотрите рисунок.

- Какие органические вещества принимают участие в синтезе и-РНК?

-Каким образом соединяются нуклеотиды молекул ДНК и РНК между собой?

-Какие типы нуклеотидов НК вы знаете?

-Что такое «принцип комплементарности»?

-Белки- это биополимеры, мономерами которых являются….?

1. Мотивация.

-Почему мы все с вами выглядим по-разному?

-Как реализуется информация о человеке, записанная в 46 хромосомах зиготы?

1. Целеполагание.

-Как вы думаете, о чём пойдёт речь сегодня на уроке?

- Попробуйте сформулировать тему и цель нашего урока.

СЛАЙД 3

Тема: «Процессы матричного синтеза».

Цель: изучить процессы матричного синтеза (РНК, ДНК, биосинтез белка), которые характеризуются важнейшими признаками живой материи.

1. Изучение нового материала.

Способность клеток поддерживать высокую степень упорядоченности своей химической и структурной организации связана с генетической информацией. Именно она определяет особенности строения и жизнедеятельности клеток, тканей, органов и всего организма в целом.

1. ДНК и гены.

Вся информация о жизнедеятельности клетки находится в ДНК. Долгое время учёные считали, что передача наследственной информации в клетке осуществляется белками. На тот период это были единственные известные науки органические вещества, обладающие большим структурным разнообразием, поэтому предполагали генетическим материалом. Исследования бактерий и вирусов показывали несостоятельность этой гипотезы.

И только предложенная Дж.Уотсоном и Ф.Криком модель молекулы ДНК привлекла внимание ученых. Были высказаны предположения, что спирали ДНК способны раскручиваться и каждая из них может служить матрицей для новых молекул ДНК.

Специфичность каждой клетки, организма определяется имеющимся в ней набором белков.

-О чем это может свидетельствовать? (об отличии клеток, живых организмов их свойствах, признаках…)

Информация о первичной структуре белка записана в виде нуклеотидной последовательности ДНК и находится в ядре (ген).

Ген (от греч. genos-род, происхождение)- структурно-функциональная единица генетического материала, в которой закодирована первичная структура белка или молекулы транспортной и рибосомной РНК, синтез которых контролируется им.

Центральным вопросом в 50-х гг. ХХв. Стал вопрос о том, как клетка осуществляет перевод последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность аминокислотных остатков в молекуле белка.

1. Генетический код.

Белки составляют половину всей массы органических веществ клетки и выполняют многочисленные функции.

Какие функции выполняют белки? (обеспечивают рост, развитие, дифференциацию клеток, поддержание их структуры и функций).

Синтез белка представляет собой сложный многоэтапный процесс и зависит от деятельности ДНК и различных видов РНК.

-В виде чего хранится наследственная информация в ДНК? (генов)

СЛАЙД4

Реализация наследственной информации происходит по схеме.

Ген-----белок-----признак

Как записана генетическая информация в ДНК? (в виде линейной последовательности 4 типов нуклеотидов-А,Т,Г,Ц, т.е. 4-х буквенным алфавитом).

Число вариантов последовательностей нуклеотидов в ДНК очень велико и составляет 4^n,, где n-число нуклеотидов в молекуле ДНК.

Система перевода последовательности нуклеотидов в нуклеиновой кислоте в аминокислотную последовательность белка называют генетическим кодом.

Он был расшифрован в 60-х гг. ХХв.

Последовательность из трёх нуклеотидов называют кодоном или триплетом.

СЛАЙД 5

(табл. Генетический код (кодоны и-РНК))

Найдите на стр. 63 табл. и прочитайте правила пользования.

СЛАЙД6

(Свойства генетического кода)

1. Работа с книгой с 204. Запись в тетрадь свойства генетического хода.

Свойства генетического кода

1. Код триплетен: одна аминокислота кодируется тремя ну-клеотидами – триплет (кодон), 4³=64.

2. Код вырожден: каждая аминокислота кодируется более чем одним кодоном (2–6). Исключение: три, мет – 1.

3. Код однозначен: каждый кодон шифрует только одну аминокислоту.

4. Между генами есть «знаки препинания» – стоп-кодоны: УАА, УГА, УАГ.

5. Внутри гена нет «знаков препинания».

6. Код универсален, т.е. един для всех живущих на Земле. (запись в тетради со слайда)

*Синтез белка идет в цитоплазме, а информация о белке зашифрована в ДНК, которая находится в ядре. Каким образом информация о белке достигает цитоплазмы?

Посредниками в процессе синтеза белка являются все виды РНК.

*Вспомните функции и-РНК, т-РНК, р-РНК.

Именно ДНК служит матрицей для синтеза всех НК.

Эти процессы носят название - реакции матричного синтеза

синтез ДНК синтез РНК синтез белка

(репликация) (транскрипция) (трансляция)

3. Синтез РНК

*Какие этапы характерины для всех реакций матричного синтеза?

СЛАЙД7

1. Инициация – начало реакции. Фермент РНК-полимераза связывается с промотором (участок ДНК, старт-кодон). Молекула ДНК расплетается, одна из цепей служит матрицей для синтеза РНК.

2. Элонгация – основная стадия, рост цепи РНК. Фермент РНК-полимераза связывает нуклеотиды в цепь до тех пор пока не встретит на пути стоп-кодон (терминатор).

3 Терминация – окончание синтеза цепи РНК. Молекула ДНК спирализуется.

После транскрипции молекула РНК эукариот созревает – сплайсинг.

СЛАЙД8

Сплайсинг – процесс вырезания интронов и сшивания экзонов.

1. Первичное закрепление.

Определите структуру фрагмента молекулы иРНК, если фрагмент одной из цепей молекулы ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: АГГЦТТАЦАГТА.

1. Биосинтез белка.

-Вспомните, какая структура белка определяет его строение и свойства? Как закодирована эта структура в молекуле ДНК?

Весь генетический аппарат клетки-ДНК и разные виды РНК- фактически настроен на синтез белков.

Биосинтез белка состоит из трёх взаимосвязанных процессов: транскрипции (синтез и-РНК), кодирования и активирования аминокислот и трансляции (собственно синтеза белка на рибосомах).

Условия биосинтеза белка.

1. и- РНК переносчик информации от ДНК к месту синтеза белковой молекулы;

2. рибосомы-органоиды, где происходит собственно синтез белка;

3. набор аминокислот в цитоплазме клетки, из которых собирается белковая молекула;

4. т-РНК, кодирующие аминокислоты и переносящие их к месту синтеза белка на рибосомы;

5. макроэргические вещества(АТФ), обеспечивающие энергией процесс биосинтеза белка.

СЛАЙД 9

Биосинтез белка

Транскрипция (синтез и-РНК)----кодирование и активирование аминокислот-----трансляция(синтез белка на рибосомах).

Строение т-РНК и кодирование и активирование аминокислот.

СЛАЙД 10

Имеет сложную пространственную конфигурацию- клеверный лист. выделяются петли и спиральные участки. Важной является центральная петля, в которой находится антикодон-нуклеотидный триплет, соответствующий кодону определённой аминокислоты. Трём стоп-кодонам молекулы и-РНК не соответствует ни одна т-РНК. Каждая аминокислота присоединяется строго к своей т-РНК с соответствующим антикодоном. Процесс присоединения катализируется специфическими ферментами-аминоацил-т-РНК-синтетазами. Для каждой аминокислоты имеется своя синтетаза, которая распознает свою аминокислоту и соответствующую т-РНК.

Соединение аминокислоты с т-РНК осуществляется за счёт энергии АТФ, причём в результате реакции макроэргическая связь образуется между т-РНК и аминокислотой. Так происходит активирование и кодирование аминокислот.

Этапы биосинтеза белка.

СЛАЙД11 общая схема

1. Трансляция.

(от лат. translatio-передача). и-РНК является посредником в передаче информации о первичной структуре белка, т-РНК переносит закодированные аминокислоты к месту синтеза белковой молекулы и обеспечивает последовательность их соединений в полипептидную цепь.

В рибосоме 3 основных центра с которыми связываются молекулы РНК: 1цент для и-РНК и 2 для т-РНК. Одна т-РНК с аминокислотой удерживается в аминоацильном центре рибосомы, а другая в пептидиальном центре, где происходит рост полипептидной цепи.

СЛАЙД12

Инициация-первый этап

Рибосома---и-РНК---инициаторная т-РНК-аминокислота

Элонгация-второй этап

Процесс роста полипептидной цепи.

СЛАЙД13 (схема роста полипептидной цепи)

Терминация –третий этап

Окончание биосинтеза белка.

СЛАЙД14

Одна и-РНК может соединяться с несколькими рибосомами, образуя полирибосому или полисому, где одновременно идёт синтез нескольких молекул одного белка.

1. Закрепление изученного материала.

-В каких органоидах клетки происходит биосинтез белка?

-Какое строение имеет молекула т-РНК?

-Охарактеризуйте этапы биосинтеза белка в клетке.

-Используя таблицу генетического кода, определите аминокислотный состав фрагмента полипептидной цепи, если участок гена на молекуле ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ГАТЦАГГЦЦТГТ

1. Рефлексия.

2. Домашнее задание.

Подготовиться к практической работе.

1. Итог урока.