Урок биологии в 12 классе
Учитель биологии Белых Надежда Викторовна
Тема урока: «Механизм регуляции биосинтеза белка».
Цель:
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