План конспект урока "Биосинтез белка"

Биология 9 класс

План урока

Тема

Синтез белков в клетке

1. Цель урока

изучить суть пластического обмена веществ- процесс биосинтеза белка, его закономерности;

Задачи:

·          рассмотреть понятия «обмен веществ», «генетический код» и его свойства; формировать умения и навыки выделять главное, сравнивать, анализировать, формулировать выводы.

·         рассмотреть особенности строения белковых молекул опираясь на уже имеющиеся знания; повторить и дополнить знания о функциях организма;

·         продолжить формирование навыков самостоятельной работы с текстом учебника с рисунками;

·         воспитывать коммуникативные качества личности , умение работать в коллективе, воспитывать индивидуальную ответственность.

·              воспитывать интерес к предмету.

·              Развитие критического и креативного мышления путем применения               структур Сингапурской методики:  ДЖОТ ТОТС, ТЭЙК  ОФ – ТАЧ  ДАУН,   ФИНК-РАЙТ-РАУНД-РОБИН, МИКС ФРИЗ ГРУП, МОДЕЛЬ ФРЕЙЕРА, КОНТИНИУС  РАУНД  РОБИН:  

Элементы содержания:  ген, генетический код, триплет, кодон, транскрипция, трансляция, антикодон, полисома.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: таблицы «Биосинтез белка», «Строение белка», «Строение клетки», «Генетический код».

 Взаимодействие ученик - ученик на уроке:  Групповая работа, командная работа. Позитивная взаимозависимость, Индивидуальная ответственность, Равное участие, Одновременное взаимодействие PIES

Ход урока

Организационный момент.

Обучающиеся сидят в группах по четыре человека

Учитель:

1)Приветствие учащихся

Садимся на свои места в группе по 4 ученика.

 - положите, пожалуйста, МЭНЭДЖ МЭТ, чтобы цифры 2 и 3 смотрели на меня. Настройтесь на работу, приветствуйте партнеров по лицу - дайте  им пять, молодцы, а сейчас приветствуйте  партнеров по плечу и пожелайте удачи на сегодняшний урок  и хорошего настроения на весь день.

2.         Актуализация  знаний учащихся

                    Белки, или протеины, -это сложные органические вещества, представляющие  собой гигантские полимерные молекулы

I.                  Проверка знаний учащихся. (Слайды) - ТЭЙК  ОФ – ТАЧ  ДАУН,   «встать-сесть»-обучающая структура для получения информации о классе.

 Я сейчас  буду говорить вам  определения, некоторые понятия,  если  вы считаете высказывания правильными - встаньте, если нет - останьтесь сидеть на своих местах. 

1. Фотосинтез – это  обратный процесс биосинтеза (синтез  органических веществ на свету).

2. Процесс фотосинтеза осуществляется в органеллах клетки – в рибосомах (хлоропластах).

3. Свободный  кислород  при  фотосинтезе  выделяется  при  расщеплении  воды

4. На  темновой  стадии  фотосинтеза  образуется  свободный  кислород. ( На световой).

5. В течение световой стадии  синтезируется  АТФ.

6. В  темновой  стадии  в  хлоропласте  образуется   первичный углевод – глюкоза.

7. При попадании солнечного счета на хлорофилл происходит возбуждение электронов 

8. Фотосинтез происходит в клетках зеленых растений

9. Световая фаза фотосинтеза происходит в тилакоидах .

10. Темновая фаза происходит в ночное (любое) время суток

Подумайте над вопросом: что такое белки? (2-5 секунд)

Вывод: Таким образом, Белки, или протеины  - это сложные органические вещества, представляющие собой гигантские полимерные молекулы, мономерами которых являются аминокислоты.

Учитель: В природе существует более 150 различных аминокислот, но в построении белков живых организмов участвуют только 20 аминокислот.

Общая формула аминокислоты (на доске)

Между соседними аминокислотами возникает пептидная связь, на основе которой образуется соединение- полипептид 

Уникальность (специфичность) белка определяется именно последовательностью соединения определенных аминокислот.

1.     Первичная,  или линейная. Представляет собой полипептидную цепочку-длинная цепь последовательно присоединенных друг к другу аминокислот, связь пептидная.

2.     Вторичная структура

Полипептидная цепь туго скручивается в спираль, витки которой прочно соединены между собой водородными связями

3.     Третичная. Свернутая спираль молекула белка скручивается за счет гидрофобных взаимодействий в еще более плотную конфигурацию- третичную структуру. В результате такого многократного скручивания длинная и тонкая нить молекулы белка становится короче, , толще и собирается в компактный комок- глобулу. Только глобулярный белок выполняет все свои функции.

4.     Четвертичная- объединение нескольких молекул ( глобул) с третичной структурой в единый сложный комплекс.

Финк-Райт- Раунд- Робин (подумай-запиши-обсуди в команде)

 Рассмотрим свойства белков. (Денатурация белка.)

Вопрос? Что произойдет если температура тела у человека поднимется до 43 С, перечислите   причины при которых белок необратимо теряет структуры до первичной.

Этот процесс называется денатурацией. 

Подумайте и запишите     в тетради  причины, при которых белок необратимо теряет структуры до первичной (время 2  мин)

1.     Повышение температуры

2.     Обезвоживание

3.     Изменение кислотности среды

4.     Соли тяжелых металлов

- Написали. Обсудите по кругу свои варианты ответов. Начинает говорить участник № 1,  далее №2, №3, №4. На обсуждение  отводится 1 минута. 

Рефлекция: - Поделитесь своим мнением.

- отвечает участник № 1 (стол № 1)

- отвечает участник № 3 (стол № 2)

- отвечает участник № 4  (стол № 5) и т.д.

- Всем спасибо!

Если изменения не приводит к потери первичной структуры, то при восстановлении нормальных условий. Полностью воссоздается структура и функции белка. Этот процесс называется ренатурацией.

III. Изучение нового материала (с предварительным повторением).

1. Итак, живая клетка постоянно поглощает вещества из окружающей среды и выделяет их в окружающую среду. Так, клетки человека поглощают кислород, воду, глюкозу, аминокислоты, минеральные соли, витамины, а выводят углекислый газ, воду, мочевину, мочевую кислоту и др. Клетка представляет собой открытую систему, поскольку между ней и окружающей средой постоянно происходит обмен веществ и энергии.

Человек рождается массой 3кг, к шести месяцам масса удваивается (6,6кг), к году утраивается (9,4кг), а к 18 годам составляет 45-60 кг. Увеличение массы происходит за счет бурного размножения клеток , но для необходим биосинтез белков, так как почти 90% массы клетки составляют белки.

Обмен веществ (метаболизм)

МЕТАБОЛИЗМ – совокупность всех ферментативных реакций клетки, связанных между собой и с внешней средой, состоящая из пластического и энергетического обменов

Пластический обмен (анаболизм, или ассими- ляция) – реакции биологического синтеза высоко- молекулярных веществ из простых, протекающие с поглощением энергии

ферменты энергия

Энергетический обмен (катаболизм, или диссимиляция) – совокупность реакций расщепления высокомолекулярных веществ, протекающих с выделением энергии

2.       Каждая живая клетка создает (синтезирует) составляющие ее вещества. Этот процесс называют биосинтезом. Биосинтез (от греч. bios – "жизнь" и synthesis– "соединение") – образование органических веществ, происходящее в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур (слайд № 5), всегда идет с потреблением энергии. Биосинтез, например, простыхуглеводов у зеленых растений происходит за счет энергии света. Биосинтез белков идет с потреблением энергии химических связей в органических веществах               

Биосинтез белка относится к реакциям пластического обмена.

Биосинтез белка – важнейший процесс в живой природе. Это создание молекул белка на основе информации о последовательности аминокислот в его первичной структуре, заключенной в структуре ДНК

Процесс биосинтеза молекул белка осуществляется в рибосомах и идет с потреблением энергии (АТФ). В биосинтезе участвуют аминокислоты, многочисленные ферменты и различные РНК. Каждый вид живых существ имеет свой собственный, строго определенный набор белков. Белки являются основой уникальности каждого вида, хотя некоторые белки, выполняющие одну и ту же функцию в разных организмах, могут быть похожими и даже одинаковыми. С другой стороны, все особи одного вида хоть немного, но отличаются друг от друга. На Земле нет, например, двух абсолютно одинаковых людей или амеб. Индивидуальную неповторимость каждой особи определяют различия в структуре белков . Проблема: • Вся информация о первичной структуре белка содержится в ДНК, но сама ДНК в биосинтезе белка участия не принимает. Почему? Предполагаемый ответ: ДНК находится в ядре клетки, а биосинтез идет на рибосомах

Характер биосинтеза определяется наследственной информацией, закодированной в определенных участках ДНК – генах. Гены содержат информацию об очередности аминокислот в молекуле белка, то есть кодируют его первичную структуру.

Каждой аминокислоте в полипептидной цепочке соответствует комбинация из трех нуклеотидов в молекуле ДНК – триплет (например, Ц–А–Ц – валин и т. д.). Зависимость между триплетами нуклеотидов и аминокислотами – генетический код.

Суть генетического кода заключается в том, что последовательность расположения нуклеотидов в ДНК и в иРНК определяет последовательность расположения аминокислот в белках.

Носителем генетической информации является ДНК, но так как непосредственное участие в синтезе белка принимает иРНК, то генетический код записан на «языке» РНК.

Молекулы иРНК передают этот код для биосинтеза. Схематично процесс биосинтеза можно представить так:

Схема биосинтеза белка

 

Биосинтез белка состоит из двух последовательных этапов: транскрипции и трансляции.

Биосинтез белка

Этапы биосинтеза	Особенности протекания этапов
ТРАНСКРИПЦИЯ, или переписывание генетической информации с ДНК на иРНК	Этот процесс происходит в ядре. Благодаря действию ферментов участок ДНК раскручивается, и вдоль одной из цепей по принципу комплементарности выстраиваются нуклеотиды. Соединяясь между собой, они образуют полинуклеотидную цепочку иРНК, которая оказывается точной копией участка ДНК, «списанной» с нее, как с матрицы
ТРАНСЛЯЦИЯ, или перевод генетической информации в структуру белка	Образовавшаяся иРНК выходит из ядра в цитоплазму через поры в ядерной оболочке и вступает в контакт с многочисленными рибосомами. Рибосома прерывисто скользит по иРНК, как по матрице, и в строгом соответствии с последовательностью расположения ее нуклеотидов выстраивает определенные аминокислоты в длинную полимерную цепь белка. Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью транспортных РНК (тРНК), которые, находятся в цитоплазме. Для каждой аминокислоты требуется своя тРНК, комплементарная определенному участку иРНК. Такой участок иРНК представлен триплетом – сочетанием трех нуклеотидов, называемым кодоном. В свою очередь, и каждая аминокислота, входящая в белок, тоже закодирована определенным сочетанием трех нуклеотидов тРНК (антикодоном), по которым они и находят друг друга. Вдоль молекулы иРНК движется сразу несколько рибосом (такая структура называется полисомой), при этом одновременно синтезируется несколько молекул белка

Факты и информация *Синтез одной молекулы белка длится 3-4 минут. *За одну минуту образуется 50-60пептидных связей. *Половина белков нашего тела (всего 17 кг белка) обновляется за 80 дней. *За свою жизнь человек обновляет белок около 200 раз. Проблемная ситуация: Что позволяет постоянно пополнять уровень белков в организме без ухудшения их свойств? Предполагаемый ответ: Синтез большого числа молекул белка возможен, так как молекулы ДНК являются носителями наследственной информации, то есть в них записана информация о всех белках клетки и организма в целом.

   Физкультминут -   Структура    МИКС  ФРИЗ  ГРУП-обучающая структура, в которой  участники  СМЕШИВАЮТСЯ  под музыку, ЗАМИРАЮТ, когда музыка прекращается,  и  объединяются  в  ГРУППЫ,  количество участников в которых зависит  от  ответа  на вопрос.

  Вопросы: 1. Сколько ножек у мухи?    (6 ножек - по 6 человек объединяются в группы)

2.     сколько кругов  кровообращения  имеется у человека? (2)

3.     Из каких отделов  состоит  сердце?(4)

4.     Сколько этапов биоснтеза?(2-транскрипция итрансляция0

IV.            Закрепление изученного материала. Модель ФРЕЙЕРА (Frayer Model) –

(Учащиеся рассматривают понятия с разных сторон, записывая его обязательные и необязательные  характеристики, примеры и антипримеры, после  этого организуется  обсуждение)

Обязательные характеристики	Необязательные характеристики
Примеры	Противоположные                                          примеры

Ребята, возьмите листочки и  заполните  Модель Фрейера для понятия «Синтез белков в клетке».  Для этого вам дается 4 минуты. Вы готовы? Тогда время пошло.  Время вышло.  Вы успели заполнить модель? Вам нужно дополнительное время?

  КОНТИНИУС  РАУНД  РОБИН:  начиная  с  участника  №1 , каждый читает свои варианты ответов следующим образом: сначала  обговаривает   обязательные характеристики (1 круг), потом необязательные характеристики (2 круг), далее  примеры (3 круг) и наконец противоположные примеры (4 круг). Готовы?  Тогда  для выполнения этой работы вам дается 2 минуты. Время пошло.

 Вы успели обсудить свои ответы?  Вам нужно дополнительное  время?

         А сейчас мы  объединим ваши ответы   в одну  командную модель.   Все  участники  под номером №2  берут  белые листочки,  чертят такую же схему и  коллективно  заполняют      таблицу. На это задание вам  дается 4 минуты.

И так, ребята, настал момент узнать о том, что вы написали.    Пусть каждая команда  выберет  одну    самую    важную  обязательную характеристику, одну необязательную характеристику,  один  пример и антипример.

Для того чтобы  сделать  классную  модель, с каждого стола участники  под № 1  читают   выбранный постоянный  признак,  я пишу на доске.  Спасибо. Остальные вы согласны с этим?

Хорошо. Идем дальше. Все участники №2  читают   выбранный  непостоянный  признак  имени существительного. У кого есть дополнения? Все участники № 3  приведите  выбранные  примеры и  № 4  причитайте  противоположные примеры. У нас получилась классная модель Фрейера.

Вы  все хорошо поработали, ребята, и  я думаю,  запомнили понятие  синтез белков в клетке. Молодцы!

Дом.задание. Используя  текст  учебника  (§ 2.13),  дайте  определения понятиям

И  пишите в словарь:

 Транскрипция – это … (процесс переписывания информации о последовательности нуклеотидов какого-либо гена ДНК в последовательность нуклеотидов иРНК).

Трансляция – это … (перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот синтезируемого белка).

Задание 2. Закончите предложения:

1) Информация о структуре белка хранится в … (ядре), а его синтез осуществляется в … (рибосомах).

2) Роль иРНК в процессе биосинтеза белка – … (перенос информации из ядра в цитоплазму).

3) Роль тРНК в процессе биосинтеза белка – … (доставка аминокислот в рибосому)

Парковка –рефлексия.

Что вам понравилось на уроке?

Что не понравилось?