Тема: Біосинтез білка

Мета: розширити знання учнів про синтез білка, познайомити з основними етапами синтезу, з’ясувати сутність кожного етапу; формувати навички розв’язування задач з молекулярної біології, розвивати мислення, активність, виховувати самостійність, наполегливість.

Основні терміни і поняття: генетичний код, транскрипція, трансляція

Тип уроку: засвоєння нових знань

Хід уроку

І. Організація учнівського колективу

ІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів

(на дошці – зображення клітини)

Починаючи вивчати клітину ми порівнювали її з державою, ідеальною країною. Дійсно, клітина має кордон (мембрана), який її захищає та забезпечує надходження необхідних речовин; енергетичні станції (мітохондрії), транспортну систему (ЕПС), заводи (пластиди, рибосоми та ЕПС), які синтезують необхідні речовини, охоронну систему (лізосоми), столицю (ядро), яка керує всіма процесами та зберігає необхідну інформацію.

Енгельс зазначав «Життя – це спосіб існування білкових тіл». Білки виконують важливі функції в організмі: будівельну, захисну, рухову, сигнальну, регулятивну, запасаючу і т.д. Клітина росте – їй необхідний білок. Добре попрацювавши, виснажилася – і знову їй потрібен білок. І, нарешті вона повинна продовжувати свій рід, розмножуватися – і тут білок потрібний як ніколи. В клітині постійно відбуваються процеси синтезу білків. Одна із теорій старіння та смерті стверджує, що клітина гине тоді, коли вона не здатна синтезувати білки. Як же відбуваються процеси синтезу білків ми і розглянемо сьогодні на уроці.

(на дошці тема і мета уроку)

ІІІ. Повідомлення теми і мети уроку

Тема уроку – біосинтез білків. На уроці ми повинні розглянути етапи біосинтезу, з’ясувати сутність кожного етапу, визначити біологічне значення. Але для плідної роботи ми повинні згадати вже вивчений матеріал, на який будемо опиратися при розгляді цієї теми. Отже, дайте відповіді на запитання

(на дошці – запитання до теми)

ІV. Актуалізація опорних знань учнів

що представляють собою білки? які вам відомі амінокислоти? яка може бути просторова структура білків? де міститься спадкова інформація? що таке ген? які види нуклеїнових кислот вам відомі? яка будова ДНК? які залишки азотистих основ містяться у молекулах ДНК та РНК? які існують види РНК? що таке комплементарність?

V. Вивчення нового матеріалу

(на дошці – схема)

а) загальне уявленняСинтез білка – формування складної молекули білка з амінокислот – мономерів. Цей процес

відбувається за схемою ДНК -----РНК ----- білок. Інформація, яка міститься в ДНК, передається молекулі білка, що синтезується, через РНК. Ділянку ДНК, що містить інформацію про первинну структуру будь-якого білка, називають геном.

Питання: Яким же чином інформація про послідовність амінокислот в молекулі білка записана в молекулі ДНК?

(на дошці – генетичний код)

а) генетичний кодДо складу білків входить 20 амінокислот. Кожна амінокислота кодується трьома

нуклеотидами. Комбінація з трьох нуклеотидів дає змогу кодувати 64 типи амінокислот (43=64) а цього цілком досить, щоб закодувати 20 амінокислот. Генетичний код – встановлення відповідності між певною послідовністю нуклеотидів ДНК (і-РНК) і амінокислотами у молекулі білка.

Основні властивості генетичного коду

1. Кожна амінокислота кодується послідовністю трьох нуклеотидів і називається триплетом або кодоном.

2. Один триплет кодує тільки одну амінокислоту (код однозначний).3. Одна амінокислота може кодуватись одним, двома і більше триплетами (код вироджений).

Наприклад: метіонін кодується одним триплетом, лізин – двома, лейцин – шістьма.4. Код не переривається: кодони зчитуються один за одним – з однієї певної точки в одному

напрямку.5. Між генами існують «розділові знаки» - спейсери – ділянки, які не несуть генетичної

інформації і лише відокремлюють одні гени від інших.6. Код є універсальним, бо єдиний для всіх організмів, які існують на Землі.

в) Етапи біосинтезу білків

Механізм процесу був з’ясований у 50-х роках ХХ сторіччя. Він відбувається в кілька етапів

(перегляд анімаційної моделі процесу «Біосинтез білків ». На дошці – транскрипція)

1.Транскрипція (переписування) – перший етап біосинтезу білків. Спочатку фермент РНК – полімераза розкручує подвійний ланцюг ДНК і на одному з них за принципом комплементарності синтезує молекулу і-РНК, яка таким чином повторює послідовність нуклуотидів певної ділянки ДНК. Потім і-РНК через ядерні пори входить у цитоплазму.

Отже – транскрипція – процес переписування інформації з молекули ДНК на молекулу і-РНК.

2.Трансляція (передача) – другий етап біосинтезу білків. Відбувається на рибосомах(перегляд анімаційної моделі процесу «Біосинтез білків». Трансляція)

у цитоплазмі кожна з 20 амінокислот за допомогою ковалентного зв’язку приєднується до певної т-РНК за участю ферментів та вивільнення енергії АТФ

транспортна РНК, що переносить амінокислоту, за принципом комплементарності взаємодіє з особливим триплетом і-РНК, який дає сигнал про початок синтезу поліпептидного ланцюга

виникає ініціативний комплекс: триплет і-РНК, рибосома, т-РНК рибосома насувається на ниткоподібну молекулу і-РНК таким чином, що і-РНК опиняється

між двома її субодиницями

в рибосомі є ділянка – функціональний центр – його розміри відповідають довжині двох триплетів

в одній частині функціонального центру антикодон т-РНК «впізнає» кодон і-РНК, а в іншій амінокислота звільняється від т-РНК

молекула і-РНК з нанизаними на неї рибосомами називають полісомою коли рибосома досягне стоп-кодону, синтез білкової молекули закінчується. молекула білка потрапляє в ендоплазматичну сітку і транспортується в будь-яку частину

клітини білок набуває природної структури (вторинної, третинної, четвертинної) і утворює певну

просторову конфігурацію

VІ. РефлексіяЗаповнення таблиці

Структури й речовини, що беруть участь у біосинтезі білківНазва РольДНКі-РНКт-РНК

ФерментиАмінокислот

иАТФ

РибосомиЕПС

VІІ. Закріплення Бесіда

яка структура зберігає інформацію про молекулу білка де відбувається процес збирання молекули білку що переносить амінокислоти до місця синтезу що входить до функціонального центру за допомогою яких речовин відбувається процес синтезу білків яка роль і-РНК що таке кодон та антикодон скільки амінокислот беруть участь у процесі біосинтезу де відбувається процес транскрипції яка реакція є реакцією матричного синтезу

VІІІ. Підсумок уроку (формулювання висновків)

Висновки  Сукупність реакцій синтезу, за допомогою яких із речовин, що надійшли до клітини,

синтезуються необхідні для неї сполуки, називають пластичним обміном. Реакції пластичного обміну перебігають із затратами енергії. Однією з найважливіших форм пластичного обміну є біосинтез білків. Інформація про структуру білкової молекули зберігається в ядрі у вигляді певної

послідовності нуклеотидів ділянки молекули ДНК (генетичний код). Біосинтез білкової молекули складається з ряду послідовних етапів: транскрипція

(переписування) та трансляція (передача). Ці процеси відбуваються в рибосомах за участю т-РНК та відповідних ферментів. ІХ. Домашнє завдання

основне: вивчити пар. 24додаткове: розв’язок задач з теми «Біосинтез білків»творче: створити рухливу модель процесу «Біосинтез білків»

Перша основа Друга основа Третя основаУ Ц А Г

У

ФЕНФЕНЛЕЙЛЕЙ

СЕРСЕРСЕРСЕР

ТИРТИР

--

ЦИСЦИС

-ТРИ

УЦАГ

Ц

ЛЕЙЛЕЙЛЕЙЛЕЙ

ПРОПРОПРОПРО

ГІСГІСГЛНГЛН

АРГАРГАРГАРГ

УЦАГ

А

ІЛЕІЛЕІЛЕМЕТ

ТРЕТРЕТРЕТРЕ

АСНАСНЛІЗЛІЗ

СЕРСЕРАРГАРГ

УЦАГ

Г

ВАЛВАЛВАЛВАЛ

АЛААЛААЛААЛА

АСПАСПГЛУГЛУ

ГЛІГЛІГЛІГЛІ

УЦАГ