Презентация " Биосинтез белка"

                    Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

                                       «Средняя общеобразовательная школа №12»

                          городского округа город Октябрьский Республики Башкортостан

                                Урок по теме:

                      «Биосинтез белка в клетке»

                              ПРЕЗЕНТАЦИЯ

Составитель: Климина Жанна Владиславовна

                         Учитель биологии

                                           2021

Урок. Биосинтез белка.

Цель урока: 

-раскрыть сущность пластического обмена и одного из важнейших процессов жизнедеятельности клеток – биосинтеза белка;

-сформировать знания о генетической информации, генетическом коде, его свойствах, особенностях транскрипции и трансляции;

-раскрыть механизмы матричного синтеза полипептидной цепи на рибосоме;

-формировать у учащихся умения по выполнению тестов части А и В в форме ЕГЭ;

-научить пользоваться новыми терминами.

Задачи урока:

1. Образовательные:

1) Расширить знания учащихся о процессах, происходящих в клетке в результате  биосинтеза белка.

2) Показать молекулярные основы передачи наследственной информации.

3) Формирование общебиологических закономерностей и идей.

2. Воспитательные:

1) Формировать мотивацию  учащихся на освоение темы с помощью индивидуального обучения с само- и взаимопроверкой.

2) Вырабатывать коммуникативно-конструктивных форм обучения.

3. Развивающие:

1) Развивать поисково-информационные умения: работа с электронными средствами информации: презентацией, моделями;

2) Развивать учебно-информационные умения организовывать себя на выполнение поставленной задачи, осуществлять самоконтроль и самоанализ учебной деятельности;

3) Продолжить развитие учебно-интеллектуальных умений: систематизировать, выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи;

Тип урока:  Изучение нового материала

Дидактические материалы и оборудование:

1. Мультимедийное обеспечение: проектор, экран, ноутбук.

2. Презентация по темам: « строение ДНК» ,  « Аминокислоты», “Биосинтез белка”.

Основные понятия и термины: Биосинтез белка, генетический код, виды РНК, ДНК, белки, нуклеотид, ген, транскрипция (экзоны, интроны, процессинг и сплайсинг), матричный синтез, инициативный комплекс, рибосома, трансляция и её этапы: инициация, элонгация, терминация, антипараллельность.

Биосинтез белка в клетке

В клетках непрерывно идут процессы обмена веществ — процессы синтеза и распада веществ. Каж­дая клет­ка син­те­зи­ру­ет необ­хо­ди­мые ей ве­ще­ства. Этот про­цесс на­зы­ва­ет­ся био­син­те­зом. 

         Био­син­тез — это про­цесс со­зда­ния слож­ных ор­га­ни­че­ских ве­ществ из простых. Это ряд биохимических реакций с участием фер­мен­тов.

Общая схема биосинтеза белка выглядит следующим образом:

Рассмотрим поэтапно процессы биосинтеза

Участники процесса и их функции:

1.  ДНК- содержит закодированную информацию о первичной структуре белка (последовательности аминокислот в белке)

2.  РНК- полимераза ( фермент)- определяет место гена в ДНК и раскручивает участок ДНК

3.  и-РНК- информационная- это копия участка ДНК, содержит информацию необходимую для биосинтеза белка

4.  т-РНК- транспортирует аминокислты к и-РНК

5.  р-РНК- рибосомальная, учавствует в построении рибосом

Информация о белке записана в нуклеиновой кислоте в виде последовательности нуклеотидов.

 ДНК построена из 4 видов нуклеотидов: аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г), цитозина (Ц)

Белки образуются из 20 видов аминокислот.

Аминокислота определяется положением азотистого основания в кодоне

Ниже представлена таблица определения аминокислот

Генетический код — соотношения нуклеотидных последовательностей и аминокислот.

Этапы синтеза белка в клетке
‍

1    Этап Транскрипция

Транскрипция — это процесс синтеза молекулы иРНК на участке молекулы ДНК.

Транскрипция (с лат. transcription — переписывание) происходит в ядре клетки с участием ферментов, основную работу из которых осуществляет транскриптаза. В этом процессе матрицей является молекула ДНК.

Фер­мент  РНК- полимераза на­хо­дит ген и рас­кру­чи­ва­ет уча­сток двой­ной спи­ра­ли ДНК.                      Фер­мент пе­ре­ме­ща­ет­ся вдоль цепи ДНК и стро­ит цепь и- РНК в со­от­вет­ствии с прин­ци­пом ком­пле­мен­тар­но­сти.  

По мере дви­же­ния фер­мен­та рас­ту­щая цепь РНК мат­ри­цы от­хо­дит от мо­ле­ку­лы, а двой­ная цепь ДНК вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся. Когда фер­мент до­сти­га­ет конца ко­пи­ро­ва­ния участ­ка, то есть до­хо­дит до участ­ка, на­зы­ва­е­мо­го стоп-ко­до­ном, мо­ле­ку­ла РНК от­де­ля­ет­ся от мат­ри­цы( от мо­ле­ку­лы ДНК). Таким об­ра­зом на этом этапе про­ис­хо­дит счи­ты­ва­ние ин­фор­ма­ции путём син­те­за ин­фор­ма­ци­он­ной РНК ( и-РНК).

Копировать информациюнеобходимо по следующим причинам: синтез белка происходит в цитоплазме, а молекула ДНК слишком большая и не может пройти через ядерные поры в цитоплазму. А маленькая копия её участка — иРНК — может транспортироваться в цитоплазму.

1.1.          молекула иРНК подвергается «созреванию» — происходит процессинг иРНК.

На  5’ -конец подвешивается КЭП ( шапочка)

На 3’- конце достраивается поли(А)-хвост

 они служит для защиты молекулы.

1.2.          После этого проходит сплайсинг — вырезание интронов (некодирующих участков) и сшивание экзонов (информационных участков).

1.3.          После процессинга подготовленная молекула транспортируется из ядра в цитоплазму через ядерные поры.

Транскрипция пошагово:

1.  РНК полимераза садится на 3’ конец транскрибируемой цепи ДНК.

2.  Начинается элонгация — полимераза «скользит» по ДНК в сторону 5’ конца и строит цепь иРНК, комплементарную ДНК.

3.  Полимераза доходит до конца гена, «слетает» с ДНК и отпускает иРНК.

4.  После этого происходит процесс созревания РНК — процессинг.

2 этап- Трансляция - непосредственно процесс построения белковой молекулы из аминокислот.

·      Трансляция происходит в цитоплазме клетки.

·      В трансляции участвуют рибосомы, ферменты и три вида РНК: иРНК, тРНК и рРНК. Глав­ным по­став­щи­ком энер­гии при трансляции слу­жит мо­ле­ку­ла АТФ — аде­но­з­ин­три­фос­фор­ная кис­ло­та. 

Ø и-РНК вы­хо­дит из ядра через поры и от­прав­ля­ют­ся к ри­бо­со­мам.

Ø Ри­бо­со­ма сколь­зит по иРНК и вы­стра­и­ва­ет из опре­де­лён­ных ами­но­кис­лот длин­ную по­ли­мер­ную цепь белка.

Ø Ами­но­кис­ло­ты до­став­ля­ют­ся к ри­бо­со­мам с по­мо­щью т- РНК.

Ø Для каж­дой ами­но­кис­ло­ты тре­бу­ет­ся своя т-РНК ( она имеет форму три­лист­ни­ка).

У т-РНК есть уча­сток- ан­ти­ко­дон, ко­то­рый свя­зы­ва­ет­ся с ком­пле­мен­тар­ным ко­до­ном в мо­ле­ку­ле иРНК.

Це­поч­ка и- РНК обес­пе­чи­ва­ет опре­де­лён­ную по­сле­до­ва­тель­ность ами­но­кис­лот в це­поч­ке мо­ле­ку­лы белка.

Время жизни и-РНК  от двух минутдо несколь­ких дней,затем и-РНК раз­ру­ша­ет­ся под дей­стви­ем фер­мен­тов, а нук­лео­ти­ды ис­поль­зу­ют­ся для син­те­за новой мо­ле­ку­лы и- РНК.

Таким об­ра­зом, клет­ка кон­тро­ли­ру­ет ко­ли­че­ство син­те­зи­ру­е­мых бел­ков и их тип.

Трансляция пошагово:

1.    Рибосома узнаёт КЭП, садится на иРНК. 

2.    На Р-сайт рибосомы приходит первая тРНК с аминокислотой. 

3.    На А-сайт рибосомы приходит вторая тРНК с аминокислотой. 

4.    АК образуют пептидную связь. 

5.    Рибосома делает шаг длиною в один триплет. 

6.    На освободившийся А-сайт приходит следующая тРНК. 

7.    АК образуют пептидную связь. 

8.    Процессы 5–7 продолжаются, пока рибосома не встретит стоп-кодон. 

9.    Рибосома разбирается, отпускает полипептидную цепь. 

Рассмотрите общую схему процесса биосинтеза

Что такое 5’конец  и   3’конец? И антипараллельность

Синтез новых цепей всегда идет в направлении от 5’конца к    3’концу новой цепи

Синтез начинается с того момента, когда к  5’концу и-РНК присоединяется малая  субъединица рибосомы, в которую заходит матиониновая т-РНК с аминокислотой метионин.

Вывод:

Син­тез белка со­сто­ит из двух эта­пов: 

тран­скрип­ции (об­ра­зо­ва­ние и- РНК по мат­ри­це ДНК, про­те­ка­ет в ядре клет­ки) и транс­ля­ции (эта ста­дия про­хо­дит в ци­то­плаз­ме клет­ки на ри­бо­со­мах). Эти этапы сменяют друг друга и состоят из последовательных процессов.