План - конспект урока по теме: "Биосинтез белка"

План-конспект урока по биологии в 10 классе на тему "Биосинтез белка".

Тема урока : «Биосинтез белка»
Цель урока: продолжить формирование знаний о механизмах биосинтеза белка, показав роль иРНК и тРНК, а также раскрыть механизмы матричного синтеза полипептидной цепи на рибосомах. 
Образовательные задачи: 
1. Актуализировать знания о белках и нуклеиновых кислотах как биополимерах. 
2. Закрепить молекулярные основы передачи и реализации наследственной информации о роли нуклеиновых кислот и белков в этих процессах. 
3. Сформировать представления о принципах кодирования наследственной информации о белке. 
Развивающие задача: 
Развивать навыки познавательной и самостоятельной активности, умение анализировать, сравнивать, выделять главное. 
Воспитательные задачи: 
1. Воспитывать активность, настойчивость, желание отстаивать собственную точку зрения, умения сотрудничать в коллективе и чувство гордости за совместный результат познавательной деятельности. 
Тип урока: урок изучения новых знаний. 
Средства обучения: таблицы генетического кода по «Биосинтезу белка»; раздаточный проверочный материал, молекулярные ситуационные задачи для закрепления, проверки и взаимопроверки знаний. 

1. МОТИВАЦИЯ К УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. 
Цель: создание рабочей обстановки для формирования новых знаний, умений и навыков. 
Деятельность учителя: 
- проверка посещаемости, готовности к уроку; 
- закрепить молекулярные основы передачи и реализации наследственной информации о роли нуклеиновых кислот и белков в этих процессах; 
- сформулировать с учащимися цель и задачи урока;
- сформировать навыки решения молекулярных задач.
Деятельность ученика: 
- подготовить рабочее место; 
- приветствуют учителя; 
- с учителем формулируют цель и задачи урока; 
- подготовиться к актуализации пройденного материала. 

Вступительное слово учителя. 
Когда Уотсон и Крик в 1953 г. предложили модель структуры ДНК в виде двойной спирали, они высказали также предположение, что генетическая информация, передаваемая из поколения в поколение и определяющая метаболизм клетки, заключена в последовательности оснований молекулы ДНК. После того как было установлено, что ДНК кодирует синтез белковых молекул, стало ясно, что последовательность оснований в нуклеотидах ДНК должна определять аминокислотную последовательность белков. Что такое генетический код? 

Предполагаемый ответ учащихся: 
Эта зависимость между нуклеотидами ДНК и аминокислотами белковой молекулы называется генетическим кодом. 
Какими свойствами обладает генетический код? 
Код – триплетен, универсален, неперекрывающийся, вырожденный, однозначный, непрерывен. 

2. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ. 
Деятельность учителя: 
- учитель проводит контроль уровня усвоения знаний по данной теме: групповой опрос в форме составления кластера. 
Учитель задаёт вопросы. 
Дайте определение: 
- что такое белки? 
- что такое нуклеиновые кислоты? 
Деятельность учеников: 
- отвечают на заданные вопросы, выполняют задания 
- следят за правильностью ответов друг друга. 
- составляют свои кластеры 
Предполагаемые ответы. 
определения по белку 
1) Структурная основа биосинтеза. 
2) Полимерное соединение, состоящая из аминокислот. 
3 Биополимер мономером которого является аминокислота. 
4) Высокомолекулярное соединение, построенное из остатков 20 аминокислот. 
определения по нуклеиновой кислоте 
1) (Нуклеозидфосфаты) - фосфорные эфиры нуклеозидов; состоят из азотистого основания (пуринового или пиримидинового), углевода (рибозы или дезоксирибозы) и одного или нескольких остатков фосфорной кислоты. 
2) Составная часть нуклеиновых кислот это нуклеотид, кофермент и других биологически активных соединений. 
3) (Полинуклеотиды) - высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновой кислоты -дезоксирибоза или рибоза, различают 
дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую и (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру. 
4) Нуклеиновые кислоты присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации, участвуют в механизмах, при помощи которых она реализуется в процессе синтеза клеточных белков. В организме находятся в свободном 
состоянии и в комплексе с белками (нуклеопротеиды). 
Деятельность учителя: 
-подчеркнуть значимость данной темы; 
- заинтересовать ученика актуальностью темы. 
 Скажите в вашем понимании, что такое жизнь? 
Жизнь – по определению Ф. Энгельса, … есть способ существования белковых тел, существенным мономером которого является постоянный обмен веществ, и этот способ существования состоит в постоянном самообновлении химических составляющих частей этих тел, причём с прекращением этого обмена веществ, прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» 
1. Какой процесс описан? 
2. Что такое обмен веществ? 
3.Что такое анаболизм? 
Вместе с учителем через вывод учащиеся определяю и тему урока. 
Деятельность ученика: 
- активизируется мыслительная деятельность, настрой на дальнейшую работу. 
Предполагаемый ответ. 
1.Обмен веществ 
Обмен веществ — важнейшее свойство живых организмов. Совокупность реакций обмена веществ, протекающих в организме, называется метаболизмом. Метаболизм состоит из реакций ассимиляции (пластического обмена, анаболизма) и реакций диссимиляции (энергетического обмена, катаболизма). 
Анаболизм есть биосинтез продуктов обмена (белков, жиров, углеводов) 
Анаболизм включает в себя процессы синтеза аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, нуклеотидов, полисахаридов, макромолекул белков, нуклеиновых кислот, АТФ. 
Тема урока: «Биосинтез белков» 

3. УСВОЕНИЯ НОВЫХ ЗНАНИЙ, УМЕНИЙ, НАВЫКОВ. 
Деятельность учителя: 
-предлагает логические вопросы. 
Дайте определение, что такое биосинтез белка? 
Биосинтеза белка (работа с учебником) 
Записывают в тетрадь термины. 
Подведение итога, через вопрос. 
Чем является биосинтез белка в анаболизме? (сообщение) 

Предполагаемый ответ учащихся: 
Биосинтез белка – это многоступенчатый процесс образование белков молекулы (полимеров) из аминокислот (мономеров), который подразделяется на несколько этапов. 
Каждая группа защищает свою презентацию. 
Озвучивания презентаций и по ходу озвучивания составляют глоссарий по терминам. 
Сообщение ученика. 
Слова учителя: 
Ф. Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии она выражается в схеме: 
ДНК → иРНК → белок. 
В 1981 г. французские биохимики Жакоб и Моно, исходя из теоретических знаний, постулировали существование особой формы РНК, выполняющей в синтезе белка роль посредника; впоследствии этот посредник получил название иРНК (мРНК) 
Дописать пропущенные термины и дать краткую характеристику этой схемы. 
Ответить на вопросы (работа в группах) 

Что является первичным, а что вторичным? 
Поставьте соответствующие стрелочки. Сделать вывод. 
Белок ---------------------Ген 
Предполагаемый ответ учащихся: 
ген 
репликация ДНК — и РНК — белок 
транскрипция - трансляция 
Участок ДНК, несущий информацию о первичной структуре конкретного белка, называется геном. Гены не только хранят информацию о последовательности аминокислот в полипептидной цепочке, но и кодируют некоторые виды РНК: рРНК, входящие в состав рибосом, и тРНК, отвечающие за транспорт аминокислот. В процессе биосинтеза белка выделяют два основных этапа: транскрипция — синтез РНК на матрице ДНК (гена) — и трансляция — синтез полипептидной цепи. 
Принцип реализации наследственной 
информации от ДНК через РНК к белку. Является основой центральной догмы молекулярной биологии. 

Полипептидная цепь состоит из 20 аминокислотных остатков Часть ДНКового текста, которая содержит информацию об аминокислотной последовательности первичного белка.
Вывод: 
Ген порождает белок (транскрипция и трансляция) 
Ген – участок ДНК, кодирующий информацию об одном белке. 
Значит: Ген первичен, белок вторичен. 

Заранее подготовят и 
делают сообщения на уроке. 
Почему расшифровка кода ДНК считается величайшим открытием в молекулярной биологии. Какое практическое значение имеет открытие? 

4. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ. 
Решение задач по нуклеиновым кислотам. 
Необходимые пояснения 
Задача № 1. 
На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности: 
А–А–Г–Т–Ц–Т–А–Ц–Г–Т–А–Т 
Определите % содержание всех нуклеотидов в этом фрагменте ДНК и длину гена. 
Задача № 2 
В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК. 
Задача № 3 
В молекуле ДНК обнаружено 880 гуанидиловых нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов 
в этой ДНК. 
Определите: 
а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? 
б) какова длина этого фрагмента? 
Задача № 4 
Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 000, из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. 
Найдите количество всех нуклеотидов в этой ДНК. Определите длину этого фрагмента. 
Задачи по биосинтезу белка. 
Задача №5 
Большая из двух цепей белка инсулина имеет (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот: фенилаланин-валин-аспарагин-глутаминовая кислота-гистидин-лейцин. Напишите последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке. 
Задача № 6 
Для того чтобы синтезировать инсулин, состоящий из 51 аминокислоты, тратится 7,3 с. Определите, с какой скоростью идёт синтез белка у высших организмов. 

Деятельность учеников: 
- отрабатывают технику решения задач по нуклеиновым кислотам и по белкам. 
Решение: 
1) достраиваем вторую нить (по принципу комплементарности) 
2) ∑(А +Т+Ц+Г) = 24, 
из них ∑(А) = 8 = ∑(Т) 

24 – 100% 
8 – х% 
х = 33,4% 
∑(Г) = 4 = ∑(Ц) 
24 – 100% 
4 – х% 
х = 16,6% 
3) молекула ДНК двуцепочечная, поэтому длина гена равна длине одной цепи: 
Ответ: 12 × 0,34 = 4,08 нм. 
Решение: 
1) т.к. Ц = 18%, то и Г = 18%; 
2) на долю А+Т приходится 100% – (18% +18%) = 64%, т.е. по 32% 
Ответ: Г и Ц – по 18%, А и Т – по 32%. 
Решение: 
1) ∑(Г) = ∑(Ц)= 880 (это 22%); 
На долю других нуклеотидов А – Т приходится 100% – (22%+22%)= 56%, т.е. по 28%; 
Для вычисления количества этих нуклеотидов составляем пропорцию: 
22% – 880 
28% – х, 
отсюда х = 1120 
2) для определения длины ДНК нужно узнать, сколько всего нуклеотидов содержится в 1 цепи: 
(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000 
2000 × 0,34 = 680 (нм) 
Ответ: Других нуклеотидов составляет 1120 
Длина фрагмента составляет 680 (нм). 
Решение: 
1) 69 000 : 345 = 200 (нуклеотидов в ДНК), 
8625 : 345 = 25 (адениловых нуклеотидов в этой ДНК), 
∑(Г+Ц) = 200 – (25+25)= 150, т.е. их по 75; 
2) 200 нуклеотидов в двух цепях, значит в одной – 100. 
100 × 0,34 = 34 (нм). 
Ответ: 
Количество всех нуклеотидов в этой ДНК. -150, т.е. их по 75; 
Длину этого фрагмента. 34 (нм). 

Решение (для удобства используем табличную форму записи решения): т.к. одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов, точную структуру и-РНК и участка ДНК определить невозможно, структура может варьировать. 
Используя принцип комплементарности и таблицу генетического кода получаем один из вариантов: 
Цепь белка Фен Вал Асн Глу Гис Лей 
и-РНК УУУ ГУУ ААУ ГАА ЦАЦ УУА 
ДНК 1-я цепь ААА ЦАА ТТА ЦТТ ГТГ ААТ 
2-я цепь ТТТ ГТТ ААТ ГАА ЦАЦ ТТА 
Решение: 
51: 7,3 = 7. Синтезируется семь аминокислот за 
1 с. 
Ответ: связывается семь аминокислот за 1 с. 

5. ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗНАНИЙ, УМЕНИЙ, НАВЫКОВ. 
Проводят самоконтроль по качеству усвоения умений и навыков ( проверочная работа по карточке).

 Карточка №1.  
1. Чем определяется многообразие белков? 
2. Где заключена запрограммированная наследственная информация о структуре белка? 
3. Что называется геном? 
1______________________________________________________________ 
2_______________________________________________________________ 
3________________________________________________________________ 
Карточка №2.

1.В каком году Утсон и Крик предложили модель молекулы ДНК?
2.Какие выделяют этапы биосинтеза белка?

3.Что такое транскрипция?

1_________________________________________________________________

2__________________________________________________________________

3__________________________________________________________________

Карточка №3

1. Сколько кодонов у аминокислоты?

2. Сколько нуклеотидов содержат обе цепочки гена ДНК, в котором запрограммирован белок, состоящий из 400 аминокислотных остатков.

3. Почему биосинтез белка происходит не в ядре, а в цитоплазме?

6. РЕФЛЕКСИЯ.
Учитель задает вопросы, анализирует уровень и качество выполнения заданий учениками, исправляет допущенные ошибки, делает общее заключение по теме. 
Группам задаётся логический вопрос. 
Рибосома словно бусы 
Забралась на ДНК 
С ДНК она читает код молекулы белка 
Строят цепь белка они 
Согласно информации 
Вместе весь процесс завеем 
Коротко, трансляция. 
Составить пятистишие ( белок) 
Пояснение: 
-1 слово существительное. 
-2 слова прилагательное 
-3 слова глагол (действие) 
-фраза из 4-5-и слов. Которая подчёркивает сущность темы 
-слово – это, предложение которая ещё раз подчёркивает сущность темы. 
Учащиеся отвечают на вопросы, делают выводы, высказывают свое мнение о положительных и отрицательных моментах, трудностях, возникших по ходу занятия, пожелания 
Предполагаемый ответ 
Рибосома не когда не встречается на ДНК и тем более не забирается на неё. Она (рибосома) встречается с иРНК и с тРНК. Считывает информацию только иРНК с ДНК считывает код молекулы белка и этот процесс называется: если считывает информацию - то транскрипция, а если синтез белка- то трансляция. 
Предполагаемый ответ 
«Белок 
Структурный, полимерный 
Синтезируется, транскрибируется, транслируется. 
Ген участок ДНК кодирующий информацию о белке. 
Жизнь – это существования белковых тел»