Submitted by Елена Тимофеевна Перова on Tue, 15/01/2013 - 15:10
Конспект урока с применением ИКТ
Автор: Перова Елена Тимофеевна, учитель первой категории, педагогический стаж 25 лет.
Образовательное учреждение: муниципальное общеобразовательное учреждение Больше-Ломовисская средняя общеобразовательная школа, Тамбовская область, Пичаевский район
Задание к уроку:повторить материал о нуклеиновых кислотах и белках (§§11-12 по учебнику «Общая биология» А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник)
Ход урока
I. Организационный момент (постановка цели урока и ознакомление с содержанием)
(Приложение. Слайд 2.)
II. Активизация опорных знаний
Учитель совместно с учащимися определяет объект изучения.
(Приложение. Слайды 3-4.)
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?
Что такое белки? Какие функции выполняют белки?
(Актуализация знаний – учащиеся отвечают на вопросы, учитель корректирует ответы)
Выполните задания блока 1:(Приложение. Слайд 5.)Сделайте взаимопроверку работ с соседом по парте, сверяясь с ответами на слайде. (Учащиеся самостоятельно выполняют тестовые задания по данному фрагменту урока, затем проверяют работу соседа по парте, при желании могут оценить работу по пятибалльной системе, количество заданий в тесте позволяет это легко сделать)
В каждой клетке синтезируются несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются. Следовательно, существует процесс восстановления белков, биосинтез.
III. Тема урока: “Биосинтез белка”
Итак, тема нашего сегодняшнего урока это «Биосинтез белка». Сегодня мы с вами узнаем, из каких основных этапов состоит процесс биосинтеза белка, какую роль в нем играют нуклеиновые кислоты, а также какие органоиды и вещества клетки принимают в этом процессе самое непосредственное участие. На уроке мы будем использовать технологические карты, в которых будем отражать все этапы нашего урока. Каждый этап представляет собой учебный элемент, включающий определенные задания, по итогам выполнения которого вы будете получать баллы. Будем использовать элементы самопроверки и взаимной проверки. В конце урока все баллы будут суммироваться и вы получите ту или иную оценку.
Разнообразие белков обусловлено различной последовательностью аминокислот в первичной структуре белковой молекулы. А зашифрована информация об этой первичной структуре в последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.Молекула ДНК способна к самоудвоению. Репликация это - реакция матричного синтеза, при которой на одной цепи ДНК по принципу комплементарности строится вторая цепь (т. е. удвоение ДНК).(Приложение. Слайд 6.)
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). Генетическая информация с ДНК на белок передаётся через иРНК.(Приложение. Слайд 7.)
ДНК → иРНК → белок
транскрипция трансляция
Ген – участок ДНК, кодирующий информацию об одном белке.
Выполните задания блока 2:(Приложение. Слайд 8.)Сделайте взаимопроверку работ с соседом по парте, сверяясь с ответами на слайде.
Формулируем вместе с учащимися основной вопрос, на который должны ответить в конце урока. Как создаются белки в клетках и каковы обязательные условия процесса биосинтеза?(Приложение. Слайд 9.)
Информация о белках кодируется в ДНК. К настоящему времени составлена карта генетического кода. Генетический код имеет замечательные свойства, созданные в течение эволюции у всех живых организмов – вырожденность, специфичность, универсальность.(Приложение. Слайд 10.)Свойства генетического кода учащиеся самостоятельно изучают по учебнику («Общая биология» А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник с. 96-97), составляют в тетради схему, потом сверяются со схемой на слайде.
Выполните задания блока 3:(Приложение. Слайд 11.)Сделайте взаимопроверку работ с соседом по парте, сверяясь с ответами на слайде.
Информация о первичной структуре белков хранится в последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. ДНК находится в ядре, а создание новых молекул белка требует присутствия рибосомы, которая находится в цитоплазме. Получается, что процесс создания молекулы белка разделен пространством клетки.
Транскрипция - первый этап биосинтеза белка. Этот этап проходит в ядре клетки. По одной из нитей ДНК происходит строительство иРНК (или матричной, мРНК) по принципу комплементарности. Копируется только часть ДНК, содержащая информацию о нужном белке. Для транскрипции необходим особый фермент – РНК-полимераза. Двигаясь по цепи ДНК вдоль необходимого гена, РНК-полимераза подбирает по принципу комплементарности нуклеотиды и соединяет их в цепочку в виде молекулы иРНК. В конце гена или группы генов фермент встречает сигнал (также в виде определенной последовательности нуклеотидов), означающий конец переписывания. Готовая иРНК отходит от ДНК и направляется к месту синтеза белка.(Приложение. Слайд 12.)
Выполните задания блока 4:(Приложение. Слайд 13.)Сделайте взаимопроверку работ с соседом по парте, сверяясь с ответами на слайде.
В цитоплазме происходит завершающий процесс синтеза белка – трансляция. Это перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот молекулы белка. Важную роль здесь играют тРНК. Каждая тРНК присоединяет определённую аминокислоту и транспортирует её к месту сборки полипептида в рибосоме. В молекуле тРНК есть два активных участка: триплет-антикодон на одном конце и акцепторный конец на другом. Антикодон считывает информацию с иРНК, акцепторный конец является посадочной площадкой для аминокислоты. Синтез полипептидной цепи белковой молекулы начинается с активации аминокислот, которую осуществляют специальные ферменты. Каждой аминокислоте соответствует как минимум один фермент. Фермент обеспечивает присоединение аминокислоты к акцепторному участку тРНК с затратой энергии АТФ.
Функционирование рибосомной системы начинается со взаимодействия иРНК с субъединицей рибосомы, к которой присоединяется инициаторная тРНК, всегда метиониновая (АУГ). Рибосомы имеют функциональный центр, в котором помещаются два триплета (ФЦР). Весь рибосомный комплекс начинает перемещаться вдоль иРНК. К ФЦР поступает вторая тРНК, чей антикодон комплементарен кодону иРНК, находящемуся в данном участке ФЦР. Между метионином и аминокислотой образуется пептидная связь, после чего метиониновая тРНК отсоединяется, а растущую цепь белка присоединяет вторая тРНК. После образования пептидной связи иРНК перемешается на один триплет ФЦР. Одновременно с этим рибосома целиком передвигается в направлении следующего кодона иРНК, а метиониновая тРНК выталкивается в цитоплазму. В освободившийся участок приходит новая тРНК, связанная аминокислотой, которая шифруется очередным кодоном иРНК. Снова происходит образование пептидной связи, и белковая молекула удлиняется еще на одно звено. Трансляция идет до тех пор, пока в ФЦР не попадет стопкодон, являющийся «знаком препинания» между генами. На этом рост полипептидной цепи завершается.
Для увеличения эффективности функционирования иРНК часто соединяется не с одной, а с несколькими рибосомами. Такой комплекс называется полисомой, на котором протекает одновременный синтез нескольких полипептидных цепей.
Таким образом, процесс синтеза белка представляет собой серию ферментативных реакций, идущих с затратой энергии АТФ.(Приложение. Слайд 14.)
Выполните задания блока 5:(Приложение. Слайд 15.)Сделайте взаимопроверку работ с соседом по парте, сверяясь с ответами на слайде.
Подведём промежуточные итоги. Какие вещества и структуры участвуют в биосинтезе белка? ДНК, иРНК, тРНК, ферменты, аминокислоты, АТФ, рибосомы. (Приложение. Слайд 16.)
Выполните задания блока 6:(Приложение. Слайд 17.)Сделайте взаимопроверку работ с соседом по парте, сверяясь с ответами на слайде.
Клеточная ДНК несет в себе генетическую программу, необходимую для синтеза сотен различных белков, однако в каждый данный момент клетка синтезирует только те белки, которые нужны ей в это время. Синтез определенных белков контролируется ферментами.Генетические инструкции, определяющие аминокислотные последовательности белков, заключены в структурных генах. Активность этих генов регулируется геном-регулятором. Этот ген препятствует переходу структурных генов в активное состояние. Ген-регулятор содержит информацию для синтеза белка-репрессора,который будет блокировать структурные гены, связываясь с прилегающим к ним участком — геном-опрератором. Промотор – этоместо присоединения фермента РНК-полимеразы. От него зависит, какая из цепей ДНК станет матрицей.В определенном участке ДНК под действием ферментов белки-гистоны отделяются, водородные связи рвутся, и двойная спираль ДНК раскручивается. Одна из цепочек становится матрицейдля построения иРНК. Затем на основе матрицы под действием фермента РНК-полимеразы из свободных нуклеотидов по принципу комплементарности начинается сборка иРНК.После сборки новообразованная иРНК через поры в ядре уходит в цитоплазму, где прикрепляется к рибосомам. А две цепочки ДНК вновь соединяются, восстанавливая двойную спираль, и опять связываются с белками-гистонами. иРНК присоединяется к поверхности малой субъединицы в присутствии ионов магния. Причем два ее триплета нуклеотидов оказываются обращенными к большой субъединице рибосомы. Если в клетку попадает вещество Х, разрушаемое ферментом Ф, который закодирован в структурном гене оперона, но не синтезируется, так как заблокирован репрессором, инициируется процесс синтеза фермента Ф. В этом случае одна из молекул вещества Х связывается с молекулой репрессора. Оператор освобождается, и РНК-полимераза начинает синтез иРНК, на которой рибосомы синтезируют фермент Ф. Этот фермент начинает работать, разрушая молекулы вещества Х. Когда все молекулы вещества Х будут разрушены, освобождённый репрессор снова связывается с оператором, синтез иРНК прекращается. Синтезированные иРНК имеют свой срок жизни, по окончании которого разрушаются специальными ферментами, и синтез фермента Ф прекращается. (Приложение. Слайд 18.)Учащиеся по учебнику самостоятельно знакомятся с информацией о механизме регуляции синтеза белка у эукариот («Общая биология» А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник с. 104-105).
Выполните задания блока 6:(Приложение. Слайд 19.)Сделайте взаимопроверку работ с соседом по парте, сверяясь с ответами на слайде.
III. Заключительная часть.
(Приложение. Слайд 20.) Итак, подведём итоги сегодняшнего урока. Что мы планировали изучить? (переход с помощью управляющей стрелки на слайд 2). Формулируем выводы по всем пунктам плана, затем переходим с помощью управляющей стрелки на слайд 20, сверяем результат.
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.
Выполните контрольный тест:(Приложение. Слайд 21.)и сдайте его на проверку учителю.
Итог урока:подведение результатов работы на уроке; выставление оценок.
VI. Домашнее задание
Учебник “Общая биология” А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник §§ 26-27, ответить на вопросы в конце обоих параграфов, самостоятельно изучить дополнительный материал к параграфам.
Используемыеые ресурсы:
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Общая биология 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2007, - 367с.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Введение в общую биологию и экологию. 9 класс. – М.: Дрофа, 2006, - 304с.
Козлова Т. А. Тематическое и поурочное планирование по биологии к учебнику А.А. Каменского, Е. А. Криксунова, В. В. Пасечника «Общая биология: 10-11 классы» – М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 286с.
Лернер Г. И. Биология. Тематические тренировочные задания. – М.: Эксмо, 2009. – 168с.
Открывая второй слайд,ставим цель урока и знакомим с содержанием. Уместно здесь определить задачи урока.
Третий и четвёртый слайдынаправлены на актуализацию знаний, необходимых для восприятия новой темы – повторяем материал о нуклеиновых кислотах, их видах и функциях. Обращаем внимание на рисунки, демонстрирующие разное пространственное строение молекул РНК и связь такого строения с выполняемыми функциями. Вспоминаем значение белков в клетке и выполняем небольшой тест по этому блоку информации (слайд 5). У учащихся имеются бумажные варианты тестов и технологические карты, куда они записывают результат. После выполнения теста – взаимопроверка - меняются технологическими картами с соседом по парте и делают проверку работ, сверяясь с ответами на слайде, которые появляются после взаимопроверки.
Шестой слайд – генетическая информация, заключённая в ДНК. Развиваем представление о строении ДНК, самоудвоении ДНК, реакциях матричного синтеза, принципе комплементарности. Рисунок иллюстрирует образование двойной спирали ДНК. Учим пользоваться терминами (репликация).
Седьмой слайд – акцентируем внимание на том, что 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). По схеме на рисунке начинаем формировать представление о пути передачи информации с ДНК на белок. Работаем с терминами. Выполняем небольшой тест по этому блоку информации (слайд 8).
Девятый слайд – формулируем вместе с учащимися основной вопрос, на который должны ответить в конце урока. Как создаются белки в клетках и каковы обязательные условия процесса биосинтеза?
Десятый слайд – работа с картой генетического кода и изучение свойств генетического кода. Свойства генетического кода учащиеся самостоятельно изучают по учебнику («Общая биология» А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник с. 96-97), составляют в тетради схему, потом сверяются со схемой на слайде. Обратить внимание на мировоззренческое значение универсальности генетического кода. Выполняем небольшой тест по этому блоку информации (слайд 11).
Двенадцатый слайд – изучаем первый этап процесса биосинтеза белка – транскрипцию. Комментируем рисунок учебника «Схема процесса транскрипции» («Общая биология» А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник с. 98). Обращаем внимание на матричный синтез иРНК. Делаем промежуточные выводы (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). Работаем с терминологией. Чётко определяем, с какого момента определяется и чем заканчивается этап биосинтеза белка, называемый транскрипцией. Выполняем небольшой тест по этому блоку информации (слайд 13).
Четырнадцатый слайд – трансляция –завершающий этап биосинтеза белка. Повторяем строение тРНК и его активных центров, механизм присоединения аминокислоты к тРНК, идущий с затратой энергии АТФ. Изучаем общую схему синтеза полипептидной цепи на рибосоме, а затем поэтапно. Знакомимся со структурным образованием – полисомой, и её ролью в биосинтезе белка. Работаем с терминами. По рисунку 43 учебника («Общая биология» А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник с. 99)определяем взаимосвязь между процессами транскрипции и трансляции. Выполняем небольшой тест по этому блоку информации (слайд 15).
Шестнадцатый слайд – обобщаем материал о веществах и структурах, участвующих в биосинтезе белка и роли каждого участника процесса. Выполняем небольшой тест по этому блоку информации (слайд 17).
Восемнадцатый слайд – регуляция транскрипции и трансляции. Знакомим со сложным механизмом регуляции биосинтеза белка, генетической единицей которого является участок ДНК – оперон; со структурой оперона, включающего несколько структурных генов, промотора, оператора; о роли белка-репрессора в синтезе белка. Учащиеся по учебнику самостоятельно знакомятся с информацией о механизме регуляции синтеза белка у эукариот («Общая биология» А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник с. 104-105).Выполняем небольшой тест по этому блоку информации (слайд 19).
Двадцатый слайд – подведение итогов урока. С помощью слайда обобщаем изученный материал, зачитываем и комментируем выводы, подготовленные учителем, возвращаемся с помощью управляющей стрелки на слайд 9 (основной вопрос) и учащиеся самостоятельно отвечают на него. С помощью управляющей стрелки переходим на 21 слайд и выполняем контрольный тест (слайд 21). Подводим итоги урока, выставляем оценки.
