Презентация - Урок биологии 11 класс тема «Биосинтез белка»

Урок биологии 11 класс Тема «БИОСИНТЕЗ БЕЛКА»

Цель урока: формирование понимания процесса биосинтеза белка и механизма регуляции активности генов (запомнить последовательность этапов синтеза белка; усвоить значимость принципов транскрипции и трансляции; понять роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белка).
Содержание : І. Теоретическая часть 1. Введение 2. Генетическая информация, заключённая в ДНК. 3. Генетический код и его свойства. 4. Транскрипция – первый этап биосинтеза. 5. Трансляция – завершающий этап биосинтеза. 6. Регуляция транскрипции и трансляции. 7. Обобщение ІІ. Контрольный тест

Введение
Какова роль ядра в клетке? С какими органоидами связана передача наследственных признаков? Какие вещества называются нуклеиновыми кислотами? Виды РНК и их роль в биосинтезе белка?
тРНК – транспортная РНК: переносит аминокислоты к месту синтеза белка (к рибосомам)
иРНК – информационная РНК: считывает информацию с участка ДНК о первичной структуре белка и несет эту информацию к месту синтеза белка (к рибосомам)
рРНК – рибосомная РНК: выполняет строительную функцию – входит в состав рибосом

Функции белков
ферменты
транспорт
движение
Белки
гормоны
антитела
строительство

1В 2А 3Б 4Г 5Г
Выполните задания блока 1:
1. Что является мономерами белков: А) нуклеотиды; Б) моносахариды; В) аминокислоты; Г) карбоновые кислоты. 2. Какие особые связи образуются между аминокислотами в первичной структуре белка: А) пептидные; Б) водородные; В) дисульфидные; Г) сложноэфирные. 3. Где хранится информация о структуре белка: А) в АТФ; Б) в ДНК; В) в РНК; Г) в цитоплазме. 4. Какие органические вещества могут ускорять процесс синтеза белка: А) гормоны; Б) антитела; В) гены; Г) ферменты. 5. Какую основную функцию выполняют белки в клетке: А) энергетическую; Б) защитную; В) двигательную; Г) строительную.

Генетическая информация, заключённая в ДНК
Реакции матричного синтеза
1 цепь ДНК (матрица)
– А – А – Г – Ц – Т – Ц – Г – А –
. . .
. . .
. . .
. . .
. .
. .
. .
. .
– Т – Т – Ц – Г – А – Г – Ц – Т –
2 цепь ДНК
Репликация это - реакция матричного синтеза, при которой на одной цепи ДНК по принципу комплементарности строится вторая цепь (т. е. удвоение ДНК).

Единственные молекулы, которые синтезируются под контролем генетического материала клетки,- это белки (если не считать РНК). Белки могут выполнять разные функции; это определяется аминокислотной последовательностью, которая зависит от информации о составе белка, закодированной в последовательности нуклеотидов ДНК (генетический код).
Ген – участок ДНК, кодирующий информацию об одном белке

1-3 2-2 3-3 4-3 5-4
Выполните задания блока 2:
1. Материальным носителем наследственной информации в эукариотической клетке является: 1)иРНК 3) ДНК 2) тРНК 4) хромосома 2. В гене закодирована информация о: 1) строении белков, жиров и углеводов 2) первичной структуре белка 3) последовательности нуклеотидов в ДНК 4) последовательности аминокислот в 2-х и более молекулах белков 3. Репликация ДНК сопровождается разрывом химических связей: 1) пептидных, между аминокислотами 2) ковалентных, между углеводом и фосфатом 3) водородных, между азотистыми основаниями 4) ионных, внутри структуры молекулы 4. Сколько новых одинарных нитей синтезируется при удвоении одной молекулы ДНК: 1) четыре 2) одна 3) две 4) три 5. При репликации молекулы ДНК образуется: 1) нить, распавшаяся на отдельные фрагменты дочерних молекул 2) молекула, состоящая из двух новых цепей ДНК 3) молекула, половина которой состоит из нити иРНК 4) дочерняя молекула, состоящая из одной старой и одной новой цепи ДНК

Основной вопрос:
Как создаются белки в клетках и каковы обязательные условия процесса биосинтеза?

Генетический код

Свойства генетического кода
Вырожденность (избыточность) (многим аминокислотам соответствует несколько кодонов)
Специфичность(однозначность) (один триплет кодирует одну аминокислоту)
Универсальность (код един для всех живых организмов)
Триплетность (число нуклеотидов, кодирующих аминокислоту, равно 3)
Колинеарность (последовательность нуклеотидов точно соответствует последовательности аминокислот в белке)
Неперекрываемость (определённый нуклеотид может входить только в состав одного кодона, а генетический код «читается с определённого знака)
Бессмысленные триплеты(стоп-кодоны) (не кодируют аминокислоты, указывают на начало и конец синтеза белка)

Выполните задания блока 3:
1. Если нуклеотидный состав ДНК — АТТ-ГЦГ-ТАТ, то нуклеотидный состав иРНК: 1) ТАА-ЦГЦ-УТА 3) УАА-ЦГЦ-АУА 2) ТАА-ГЦГ-УТУ 4) УАА-ЦГЦ-АТА 2. Если аминокислота кодируется кодоном УГГ, то в ДНК ему соответствует триплет: 1)ТЦЦ 2)АГГ 3)УЦЦ 4)АЦЦ 3. Один триплет ДНК несет информацию о: 1) последовательности аминокислот в молекуле белка 2) месте определенной аминокислоты в белковой цепи 3) признаке конкретного организма 4) аминокислоте, включаемой в белковую цепь 4. Код ДНК вырожден потому, что: 1) один код он кодирует одну аминокислоту 2) один кодон кодирует несколько аминокислот 3) между кодонами есть знаки препинания 4) одна аминокислота кодируется несколькими кодонами 5. Эволюционное значение генетического кода заключается в том, что он: 1) триплетен 2) индивидуален 3) универсален 4) вырожден
1-3 2-4 3-4 4-4 5-3

Транскрипция – первый этап биосинтеза
1. ДНК – носитель генетической информации, расположена в ядре. 2.Синтез белка происходит в цитоплазме на рибосомах. 3.Из ядра в цитоплазму информация о структуре белка поступает в виде иРНК. 4. Для синтеза иРНК участок двухцепочечной ДНК раскручивается под действием ферментов, на одной из цепочек (матрице) по принципу комплементарности синтезируется молекула иРНК.
Транскрипция – это реакция матричного синтеза, заключающаяся в считывании информационной РНК генетической информации с ДНК (т.е. это процесс образования иРНК на участке одной цепи ДНК по принципу комплементарности).
цепь ДНК (матрица)
– Т – А – Ц – Г – А – Г – Ц – Т –
. . .
. . .
. . .
. .
. .
. . .
. .
. .
– А – У – Г – Ц – У – Ц – Г – А –
цепь иРНК

Выполните задания блока 4:
1-2 2-2 3-3 4-1 5-А У Г Ц Ц Г
1. Синтез иРНК начинается с: 1) разъединения ДНК на две нити 2) взаимодействия фермента РНК — полимеразы и гена 3) удвоения гена 4) распада гена на нуклеотиды 2. Транскрипция — это процесс: 1) репликации ДНК 2) синтеза иРНК 3) синтеза белка 4) присоединения тРНК к аминокислоте 3. Матрицей для синтеза молекулы иРНК при транскрипции служит: 1) вся молекула ДНК 2) полностью одна из цепей молекулы ДНК 3) участок одной из цепей ДНК 4) в одних случаях одна из цепей молекулы ДНК, в других– вся молекула ДНК. 4. Транскрипция происходит: 1) в ядре 2) на рибосомах 3) в цитоплазме 4) на каналах гладкой ЭПС 5. Определи последовательность нуклеотидов иРНК, если известна последовательность нуклеотидов ДНК ДНК иРНК А – Т ? Т – А ? Г - Ц ? Ц – Г ? Ц – Г ? Г – Ц ?

Трансляция – завершающий этап биосинтеза
Схема синтеза полипептидной цепи на рибосоме
Трансляция - это реакция матричного синтеза, которая заключается в переводе генетического кода с иРНК на белок (т.е. это процесс образования белка на иРНК).
Схема тРНК: А, Б, В, Г – участки комплементарного соединения, Д – участок соединения с аминокислотой, Е - антикодон
На одну иРНК может “сесть” несколько рибосом, тогда одновременно будет синтезироваться несколько молекул белка одной и той же первичной структуры. Такой комплекс называется – полисома.

Выполните задания блока 5:
1. Количество тРНК, участвующих в трансляции, равно количеству: 1) кодонов иРНК, шифрующих аминокислоты 2) молекул иРНК 3) генов, входящих в молекулу ДНК 4) белков, синтезируемых на рибосомах 2. Синтез белка завершается в момент: 1) присоединения аминокислоты к тРНК 2) истощения запасов ферментов 3) узнавания кодона антикодоном 4) появления на рибосоме «знака препинания» — стоп-кодона 3. Синтез белка не идет на рибосомах у: 1) возбудителя туберкулеза 2) пчелы 3) мухомора 4) бактериофага 4. При трансляции матрицей для сборки полипептидной цепи белка служат: 1) обе цепочки ДНК 2) одна из цепей молекулы ДНК 3) молекула иРНК 4) в одних случаях одна из цепей ДНК, в других– молекула иРНК 5. При биосинтезе белка в клетке энергия АТФ: 1) расходуется 2) запасается 3) не расходуется и не выделяется 4) на одних этапах синтеза расходуется, на других– выделяется
1-1 2-4 3-4 4-3 5-1

1-Е 2-А 3-В 4-Б 5-Ж 6-Г 7-Д
Выполните задание блока 6:
1. Соотнесите вещества и структуры, участвующие в синтезе белка с их функциями.
ВЕЩЕСТВА И СТРУКТУРЫ.ФУНКЦИИ
1) Участок ДНК 2) иРНК 3) РНК — полимераза 4) Рибосома 5) Полисома 6)АТФ 7) Аминокислота.А) Переносит информацию на рибосомы Б) Место синтеза белка В) Фермент, обеспечивающий синтез иРНК Г) Источник энергии для реакций Д) Мономер белка Е) Ген, кодирующий информацию о белке Ж) Место сборки одинаковых белков

Регуляция транскрипции и трансляции
Генетическая еденица механизма регуляции синтеза белков – оперон, в состав которого входят несколько структурных генов (несущих информацию о структуре иРНК). Инфрмацию о структуре белка несёт иРНК. В начале оперона расположен промотор – «посадочная площадка» для РНК-полимеразы. Между промотором и структурными генами расположен оператор – место начала работы РНК-полимеразы и начала синтеза иРНК. Белок-репрессор блокирует оператор.
ДНК
РНК- полиме- раза
промотор
оператор
структурный ген фермента Ф
репрессор
оперон
рибосомы
иРНК
вещество Х
вещество Х
вещество Х
Ф
Ф
Ф
Х1
Х2
Х1
Х2
Х1
Х2

Выполните задание блока 7:
1. В соматических клетках многоклеточного организма: 1) различный набор генов и белков 2) одинаковый набор генов и белков 3) одинаковый набор генов, но разный набор белков 4) одинаковый набор белков, но разный набор генов 2. Работой структурных генов управляет: 1) ген-оператор 2) ген-регулятор 3) белок-репрессор 4) ген-промотор 3. Участок молекулы ДНК, с которым соединяется особый белок- репрессор, регулирующий транскрипцию отдельных генов,--… 4. Участок ДНК, расположенный между геном-регулятором и оператором, с которым соединяется фермент РНК-полимераза, обеспечивающий транскрипцию генов,--… 5. Вещества, играющие важнейшую роль в координации работы тысяч генов в многоклеточном организме: 1) ферменты 2) гормоны 3) ДНК 4) РНК
1-3 2-1 3-оператор 4-промотор 5-2

ПОДВЕДЁМ ИТОГИ:
1. Важнейшим процессом, происходящим во всех клетках (за исключением клеток, потерявших ДНК в процессе своего развития), является синтез белка.
2. Информация о последовательности аминокислот, составляющих первичную структуру белка, заключена в последовательности триплетных сочетаний нуклеотидов ДНК.
3. Ген – участок ДНК, в котором заключена информация о структуре одного белка.
4. Транскрипция – процесс синтеза иРНК, кодирующей последовательность аминокислот белка.
5. иРНК выходит из ядра (у эукариот) в цитоплазму, где в рибосомах происходит формирование аминокислотной цепочки белка. Этот процесс называется трансляцией.
6. В каждой клетке – множество генов, однако клетка использует лишь строго определённую часть генетической информации, что обеспечивается наличием в генах особых механизмов, включающих или выключающих синтез того или иного белка в клетке.

Контрольный тест:
1. Выберите три правильно названных свойства генетического кода. A) Код характерен только для эукариотических клеток и бактерий Б) Код универсален для эукариотических клеток, бактерий и вирусов B) Один триплет кодирует последовательность аминокислот в молеку­ле белка Г) Код вырожден, так аминокислоты могут кодироваться несколькими кодонами Д) Код избыточен. Может кодировать более 20 аминокислот Е) Код характерен только для эукариотических клеток 2. Постройте последовательность реакций биосинтеза белка. A) Снятие информации с ДНК Б) Узнавание антикодоном тРНК своего кодона на иРНК B) Отщепление аминокислоты от тРНК Г) Поступление иРНК на рибосомы Д) Присоединение аминокислоты к белковой цепи с помощью фермента 3. Постройте последовательность реакций трансляции. A) Присоединение аминокислоты к тРНК Б) Начало синтеза полипептидной цепи на рибосоме B) Присоединение иРНК к рибосоме Г) Окончание синтеза белка Д) Удлинение полипептидной цепи 4. Найдите ошибки в приведенном тексте. 1. Генетическая информация заключена в последовательности нуклео-тидов в молекулах нуклеиновых кислот. 2. Она передается от иРНК к ДНК. 3. Генетический код записан на «языке «РНК». 4. Код состоит из четырех нуклеотидов. 5. Почти каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном. 6. Каждый кодон шифрует только одну аминокис­лоту. 7. У каждого живого организма свой генетический код.
1-БГД 2-АГБВД 3-ВАБДГ 4- 2,4,7

Использованные ресурсы
И.Б.Агафонова, В.И. Сивоглазов Общая биология 11 класс. – М.: Дрофа, 2020. М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 286с. school-collection.edu.ru/catalog/rubr/f6b59884-caeb-fed7-c06b-6a04fb9c219e/9.. schools.perm.ru/modules/wfdownloads/singlefile.php?cid=8&lid=62