Биосинтез белка - Соболевская средняя школа

Министерство народного образования
МКОУ «Соболёвская средняя общеобразовательная школа»
Методическая разработка
открытого урока по биологии в 9 классе
«Биосинтез белка»
Автор разработки
учитель биологии и химии
Клочкова В.А.
Соболёвка
2012г.
2
Программа: Пасечника В. В.
Учебник: А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник. Биология. Введение в
общую биологию и экологию.
Тип урока: урок изучения нового материала c проверкой домашнего задания.
Тема урока: Биосинтез белка.
Цели урока: сформировать знания об основном процессе метаболизма – биосинтезе белка
как сложнейшем многоступенчатом процессе.
Задачи урока:
1.
Образовательная.
o
Углубить знания учащихся о метаболизме клеток, изучения реализации
наследственной информации в процессе биосинтеза белка;
o
продолжить формирование знаний о хранении информации о белках в
ДНК;
o
дать понятие «генетический код», познакомить с его основными
свойствами
с позиции единства происхождения всех живых организмов Земли;
o
рассмотреть основные этапы биосинтеза белка в клетке, раскрыть
механизмы матричного синтеза полипептидной цепи на рибосомах;
o ввести понятия гена, триплета, кодона, кода ДНК, транскрипции и трансляции,
объяснить сущность процесс биосинтеза белков.
2.
Развивающая.
o
развивать способности правильно формулировать свои мысли в процессе
обобщения изученного;
o
развивать внимание, память, логического мышление, пространственное
воображение,
o
Продолжить формирование навыков обобщения знаний в виде таблиц, схем;
навыков работы с текстом (устным, экранным) и изображениями как
основой для самостоятельного решения задач.
3. Воспитательная.
o
воспитание культуры труда на уроке;
o
продолжить формирование научного мировоззрения;
o
воспитывать умения работать в коллективе;
o
продолжить формировать познавательный интерес к образовательной
области «Биология»
Оборудование: таблица «Биосинтез белка», модель молекулы ДНК, ноутбук, проектор,
карточки «код ДНК»
Форма организации учебной деятельности: индивидуальная, парная, групповая
Методы и методические приемы: рассказ с элементами беседы, демонстрация,
тестирование.
Литература: учебники Ю.И. Полянского, Д.К. Беляева, А.О. Рувинского; «Основы
цитологии» О.Г. Машановой, «Биология» В.Н. Ярыгиной, «Гены и геномы» Сингер и
Берг, школьная тетрадь.
3
Структурно-логическая схема урока.
Элемент урока
Содержание
Время
Пособие
1. Оргмомент
Словесный
1 мин.
Проверка
готовности
компьютера
к работе
ИКТ,
карточки с
тестами.
2.Опрос
задания
домашнего 1. тест на выбор правильного ответа 10 мин
«состав белка и нуклеиновых кислот»;
2. Взаимопроверка теста
2. Устный опрос по теме «Фотосинтез»
3.Новая тема
4.Закрепление
1) Сообщение темы урока, целей занятия.
2) Актуализация знаний.
3) Новый материал.
1. Фильм «биосинтез белка»
2. Определение состава молекулы белка
(карточки)
3. Тест
5. Итог урока
Приме
ч.
20 минут
5минут
5 минут
Презентаци
я
Фильм
3 минуты
§ 2.13, карточки «сборка белка»
5.Д/з
Деятельность учителя
1 минута
Содержание.
Действия ученика
I. Орг.момент (словесный)
II. Опрос домашнего задания:
1. Тест на выбор правильного ответа «состав белка
и нуклеиновых кислот» с последующей
взаимопроверкой.
3.
2. Устный опрос «фотосинтез»
1.
1 ученик выполняет тест за компьютером с
последующей самопроверкой;
2.
3 ученика выполняют тестовое задание на
бланках.
3.
2 ученика отвечают «световая фаза
фотосинтеза», «темновая фаза фотосинтеза»
III. Новая тема:
1) сообщение темы урока, целей занятия.
Запись темы урока
постановка целей.
2) актуализация знаний;
3) новый материал:
а) транскрипция
б) трансляция
Проблемный вопрос
Слушают учителя.
Записывают определение транскрипции
Записывают определение трансляции
IV. Закрепление темы
1. Демонстрация фильма «биосинтез белка»
2. Определение состава молекулы белка с
использованием
генетического
кода
(карточки)
V. Итог урока
VI. Домашнее задание: §2.13, карточки «сборка
белка»
в
тетрадь,
Слушают и смотрят фильм
Составляют молекулу белка
Выполняют тест
Записывают задание в дневник.
совместная
4
I.
Ход урока.
Оргмомент (словесный)
II.
Проверка знаний:
1. Тест на выбор одного правильного ответа «состав белка и нуклеиновых
кислот»
(1 уч-ся выполняет тест за компьютером, 3 уч-ся выполняют по карточкам), приложение
№1;
2. Устный опрос:
а) световая фаза фотосинтез
б) темновая фаза фотосинтеза
3. Взаимопроверка теста с помощью компьютера
III.
Изучение нового материала
(Демонстрация презентации)
1. Актуализация знаний.
а) Строение клетки.
Вспомним строение клетки. Главные части клетки – ядро, цитоплазма, оболочка.
Органоиды клетки – митохондрии, клеточный центр, эндоплазматическая сеть, комплекс
Гольджи, рибосомы, лизосомы.
Что мы знаем о клетке:
Что такое клетка? Клетка – структурная и функциональная единица всего живого.
Химический состав: неорганические и органические вещества. Строение и функции
клеточных органоидов.
Что мы можем узнать?
Процессы, протекающие в клетке. Один из самых важных процессов это обмен веществ –
метаболизм
б) Метаболизм – обмен веществ: ассимляция и диссимляция – взаимосвязь
процессов.
Обмен веществ – метаболизм состоит из 2 важнейших процессов: пластического обменаассимиляции и энергетического обмена - диссимиляции, которые взаимосвязаны друг с
другом. При ассимиляции идут процессы биосинтеза веществ и для этого нужна энергия,
которую и даёт энергетический обмен. Диссимиляция это расщепление веществ с
выделением энергии, для этого необходимы ферменты, которые даёт пластический обмен.
В результате пластического обмена синтезируются вещества с такими функциями:
структурная,
гормональная, ферментативная, транспортная, двигательная. Это белки. Вспомним
строение молекулы белка. Молекула белка биополимер, имеет очень сложное строение:
первичную, вторичную, третичную, четвертичную структуру. Первичная структура
состоит из аминокислот.
Как образуется молекула белка мы узнаем сегодня на уроке.
2. Сообщение темы урока, определение целей занятия.
Тема сегодняшнего урока «Биосинтез белка», цель урока изучить механизм синтеза белка
в клетке.
Вопрос классу: Где в клетке происходит биосинтез белка?
а) проблемный вопрос:
как наследственная информация передаётся из ядра, если синтез белка идёт на рибосомах,
находящихся в цитоплазме.
б) беседа с классом по проблемному вопросу:
5
какие у вас будут предложения по этому вопросу? Сейчас мы это выясним как это
происходит.
3. Строение ДНК
а) понятие гена
Мы знаем, что наследственная информация о структуре белка записана на ДНК, поэтому
давайте немного вспомним строение молекулы ДНК. Молекула ДНК полимер имеет 2
спирали, каждая из которых состоит из множества мономеров – 4-х нуклеотидов - Т, А, Ц,
Г. Каждый нуклеотид соединён в определённой последовательности. Участок молекулы
ДНК, несущий наследственную информацию об одной белковой молекуле называется
геном. Таких генов множество на ДНК.
б) генетический код
Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, которая соответствует
последовательности аминокислот в первичной структуре белка называется генетическим
кодом.
в) триплетность кода
генетический код триплетен, т.е. состоит из 3-х нуклеотидов, каждый триплет
соответствует определённой аминокислоте белка. Например триплет ААГ соответствует
аминокислоте фенилаланин. (демонстрация таблицы генетического кода слайд
презентации, приложение №2)
4. Задача:
определить последовательность аминокислот в молекуле белка, если известно, что
нуклеотиды в ДНК расположены в виде триплетов: ААЦ-ЦГГ-ТТЦ-АГГ (совместная
работа учителя и уч-ся с таблицей генетического кода, см. приложение №2).
5. Транскрипция
Биосинтез состоит из 2-х процессов, транскрипции и
трансляции. Транскрипция происходит в ядре на ДНК с
участием свободных нуклеотидов. Часть молекулы ДНК
раскручивается и к одной из нитей ДНК – матрице по
принципу комплементарности подсоединяются свободные
нуклеотиды, образуя и-РНК. После сборки, и-РНК походит
через поры оболочки ядра идёт к месту синтеза белка,
рибосомам.
а) определение
транскрипция - это процесс переписи наследственной информации о структуре белка с
молекулы ДНК на и-РНК.
Мы выяснили, что для транскрипции нужны матрица ДНК, фермент РНК- полимераза и
нуклеотиды.
б) Где происходит?
В ядре клетки
Что образуется? и-РНК ( демонстрация таблицы, слайдов презентации)
6. Трансляция
Трансляция происходит в цитоплазме клетки на рибосомах, в результате образуется
белковая молекула.
а) т-РНК.
В трансляции участвует т-РНК. Каждая т-РНК имеет свой
триплет, который по принципу комплементарности с
помощью
ферментов
к
антикодону
присоединяет
аминокислоту. Затем доставляет к месту синтеза белка, на иРНК, на которую нанизываются рибосомы, с помощью их
опознаётся
аминокислота.
После
этого
рибосома
6
передвигается вперёд, так она проходит через всю и-РНК и сборка белка заканчивается.
б) образование полисомы
Вдоль молекулы и-РНК движется сразу несколько рибосом, такая структура называется
полисомой, при этом синтезируется сразу несколько молекул белка.
в) определение
Перевод последовательности нуклеотидов молекулы и-РНК в последовательность
аминокислот синтезируемого белка.
г) что нужно для трансляции: и-РНК, рибосома, аминокислоты (20), ферменты, АТФ, тРНК
7. Ответ на проблемный вопрос.
IV.
Закрепление:
1.демонстрация фильма «Биосинтез белка»;
2.работа в парах с карточками «состав молекулы белка с использованием генетического
кода»
(приложение №2,3)
V.
Итог урока
1.Что узнали на уроке? ( уч-ся отвечают на вопрос)
2.Выполняют тест «Проверь себя». 5 вопросов:
1. Какие органоиды осуществляют синтез белка:
А. митохондрии;
Б. рибосомы; В. лизосомы.
2. Как называется процесс синтеза белка на рибосоме:
А. комплементарность; Б. транскрипция; В. трансляция.
3. Как называется процесс считывания информации о
последовательности нуклеотидов с ДНК на и-РНК:
А. комплементарность; Б. транскрипция; В. трансляция.
4. Сколько аминокислот входят в состав белков:
А. 20; Б. 25; В. 40.
5. Сколько триплетов соответствует определенной
аминокислоте:
А. 1; Б. 2; В. 3.
VI.
Домашнее задание: § 2.13 , карточки «сборка белка»/приложение №3
7
Приложени №1
Синтез белка
9 класс
1. Нуклеиновые кислоты располагаются:
А- ядре
Б- цитоплазме
В- ядрышке
Г- ядре и
цитоплазме
2. В состав нуклеотида ДНК входит:
А- азотистое основание, дезоксирибоза, остатки фосфорной кислоты
Б- - азотистое основание, рибоза, остатки фосфорной кислоты
В- азотистое основание, дезоксирибоза
Г- азотистое основание, рибоза,
дезоксирибоза
3. Как называются гигантские полимерные молекулы, состоящие из аминокислот?
4. Нуклеотиды – это…
А- азотистые основания
Б- название белков
Вмономеры белков
Г- мономеры нуклеиновых кислот
5. Какой из видов РНК содержит наследственную информацию о структуре белка?
А- рРНК
Б- иРНК
В- тРНК и рРНК
Г- тРНК
6. Сколько видов аминокислот формирует структуру белка?
7. При помощи каких связей формируется структура белка?
А- фосфорно-липидных
Б- металлических
В- углеродных
Гводородных
8. Мономерами белков являются:
А-остатки фосфорной кислоты Б- нуклеотиды В- аминокислоты Гполинуклеиновые цепочки
9. Каково название белков катализаторов, которые ускоряют химическую реакцию?
10. Азотистые основания ДНК называются:
А- гуанин, цитозин, тимин
Б- аденин, гуанин,
цитозин, тимин
В- урацил,аденин,цитозин, гуанин
Гаденин, цитозин
8
Приложение №2
Первое
основание
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
Второе основание
У(А)
Фен
Фен
Лей
лей
Лей
Лей
Лей
Лей
Иле
Иле
Иле
Мет
Вал
Вал
Вал
Вал
Ц(Г)
сер
сер
сер
сер
Про
Про
Про
Про
Тре
Тре
Тре
Тре
Ала
Ала
Ала
Ала
А (Т)
Тир
Тир
Гис
Гис
Глн
Глн
Асн
Асн
Лиз
Лиз
Асп
Асп
Глу
Глу
Третье
основание
Г (Ц)
Цис
Цис
три
Арг
Арг
Арг
Арг
Сер
Сер
Арг
Арг
Гли
Гли
Гли
Гли
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
У (А)
Ц (Г)
А (Т)
Г (Ц)
Пользоваться таблицей просто. Первый нуклеотид в триплете берется из левого
вертикального ряда, второй – из верхнего горизонтального и третий – из правого
вертикального. Там, где пересекутся линии, идущие от всех трех нуклеотидов, и
находится искомая аминокислота. За скобками находятся основания для и-РНК, в скобках
основания для ДНК.
Аминокислоты
Аминокислота
Сокращ.название
Аминокислота
Сокращ.название
Аланин
Ала
Лейцин
Лей
Аргинин
Арг
Лизин
Лиз
Аспарагин
Аспарагиновая
кислота
Валин
Гистидин
Глицин
Глутамин
Глутаминовая
кислота
Изолейцин
Асн
Асп
Метионин
Пролин
Мет
Про
Вал
Гис
Гли
Глн
Глу
Серин
Тирозин
Треонин
Триптофан
Фенилаланин
Сер
Тир
Тре
Три
Фен
Иле
Цистеин
Цис
9
Приложение №3
1. Дана последовательность нуклеотидов участка гена:
-А-А-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Ц-А-Ц-А-А-Т-Г-Ц-А-А-Т-ГОпределите первичную структуру белковой молекулы, закодированной данной
последовательностью нуклеотидов.
2. На фрагменте ДНК, имеющем состав
-А-Г-Т-Ц-Ц-Ц-Т-А-Г-А-А-ТОпределите первичную структуру белковой молекулы, закодированной данной
последовательностью нуклеотидов.
3. Определите первичную структуре белка, закодированного в левой цепи гена, если
участок его правой цепи имеет следующую последовательность нуклеотидов:
- А –А – Т –А – Т – Г – Ц –А – Ц – Г – Ц – А - …
4. Пользуясь таблицей кода ДНК, определите какие аминокислоты кодируют
триплеты
АТГ –
ААТ ГАЦ ТТТ –
5. фрагмент ДНК, имеющий состав
-Ц-Ц-А-Ц-Г-Т-Г-Т-Ц-Т-Т-ЦОпределите первичную структуру белковой молекулы, закодированной данной
последовательностью нуклеотидов.
6. Каким может быть аминокислотный состав фрагментов белковых молекул,
синтезированных в рибосомах в присутствии следующих фрагментов и-РНК
–Г-Г-У-Ц-А-Г-У-Ц-Г-Ц-У-Ц-Ц-У-Г-А-У-У-