Урок биологии в 12 классе

Учитель биологии Белых Надежда Викторовна

 

Тема урока:  «Механизм регуляции биосинтеза белка».

 

 Цель:

• обобщить  знания учащихся о механизмах биосинтеза белка;
• сформировать знания учащихся о генной регуляции транскрипции и трансляции;
• развивать мышление, предлагая решение биологических задач;
• показать значение молекулярной биологии.
•  

Оборудование: таблица, слайды.

 

Ход урока

I. АКТИВИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ ПО ТЕМЕ «БЕЛКИ».

Решение биологических задач.

Задача №1

      Участок гена имеет такую последовательность нуклеотидов:

                        ТТТ – ТАЦ – АЦА – ТГТ – ЦАГ

     Определить последовательность нуклеотидов и–РНК и последовательность аминокислот в белковой молекуле, которая синтезируется под контролем этого гена.

 

Задача №2

       Какую последовательность нуклеотидов имеет молекула и-РНК, которая синтезируется на участке гена с такой последовательностью нуклеотидов?

                    а) ЦТГ – ЦЦГ – ЦТТ – АГГ – ЦТТ

                    б) ЦАЦ – ТАТ – ЦЦТ – ТЦТ – АГГ

 

Задача  №3

      Какую длину имеет ген, кодирующий инсулин, если известно, что молекула инсулина имеет 51 аминокислоту, а расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0,34  нм?

 

Задача  №4

      Сколько нуклеотидов содержат гены (обе цепи ДНК), в которых запрограммированы  белки из: а) 500 аминокислот; б) 250 аминокислот?

      Какое время понадобится для синтеза этих белков клетки, если скорость передвижения рибосомы по и- РНК составляет 6 триплетов в секунду?

 

      Задачи раздаются с учетом индивидуальных возможностей учащихся.

 

II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.

 1. Вступительная беседа.

    Все клетки организмов произошли от одной оплодотворенной яйцеклетки в результате множества делений. Каждая вновь образовавшаяся клетка имеет одинаковый набор молекул ДНК.

     - Почему же клетки, содержащие в своем ядре одинаковую генетическую информацию, производят различные белки?

      Дело в том, что в разных клетках транскрибируются разные участки ДНК т е образуются разные и-РНК по которым синтезируются разные белки. В разное время в зависимости от нужд клетки  в ней синтезируются разные белки.

      Имеется сложный механизм, регулирующий «включение» и «выключение» генов на разных этапах жизни клетки.        

    2. Объявление темы урока.

       Механизм  регуляции биосинтеза белка.

  3. Гипотеза Жакоба – Моно   

  4. Регуляция  транскрипции и трансляции.

 Как осуществляется регуляция синтеза белков?

  Рассмотрим на примере бактериальной клетки.

     Соединения, которые в клетке подвергаются действию ферментов, называются субстратами.

     Пока в клетке нет субстрата, клетка не образует ферменты, необходимые для расцепления данного субстрата.

     Если в питательную среду, в которой живет бактерия добавить сахар (субстрат), то через несколько секунд синтезируются все ферменты, последовательно превращающие его в продукт, необходимый для жизнедеятельности бактерий.

    Ферменты, участвующие в одной цепи превращения субстрата в конечный продукт, закодированы в расположенных друг за другом генах одного оперона. Между этими генами, называемыми структурными (т. к.  они определяют структуру ферментов) и промотором – посадочной площадкой    для полимеразы есть особый участок ДНК – оператор. С оператора начинается операция – синтез и-РНК.

     С оператором взаимодействуют специальный белок – репрессор. Пока репрессор «сидит» на операторе, полимераза не может сдвинуться с места и начать синтез  и-РНК.

      Когда в клетку попадает субстрат, одна из молекул субстрата связывается с репрессором. Репрессор  теряет способность взаимодействовать с оператором и отходит от него, освобождая дорогу полимеразе.

     Полимераза синтезирует и-РНК, по которой на рибосомах идет синтез ферментов, расщепляющих субстрат, как только весь субстрат будет расщеплен репрессор возвратиться на оператор и транскрипция и трансляция прекращается.

     Оперон может содержать один или несколько структурных генов.

 5. Регуляция у высших организмов.

 У высших организмов помимо регуляции процессов клетки, существуют системы регуляции организма как целого.

                                                   Железы внутренней секреции.

                                                                   Гормоны

                                                            Клетки – мишени

                                                   Гормоны + Белки - рецепторы

                                                                 Синтез и-РНК

                                                                 Синтез белка

    Гормоны разносятся кровью по всему организму. Попадая в клетки – мишени связываются с белками – рецепторами. Под влиянием этих систем происходит синтез и- РНК и белка.

     Каждый гормон через систему посредников активирует свою группу генов.

 6. Сообщение учащегося «Геномика – что это за наука?»

 

III. ЗАКРЕПЛЕНИЕ.

       Работа с тестами

IV. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.

      Изучить §16.

 

 

 

 

 

В методическую копилку