Урок № 21 Тема. Хімічний склад, будова і функції рибосом. Синтез білків - Біологія 10 клас - Старша школа - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Старша школа » Біологія 10 клас

Урок № 21 Тема. Хімічний склад, будова і функції рибосом. Синтез білків
Урок № 21
Тема. Хімічний склад, будова і функції рибосом. Синтез білків
Мета: ознайомити учнів з особливостями будови та функцій рибосом; вивчити етапи
синтезу білка; навчити розв’язувати елементарні задачі з трансляції.
Обладнання й матеріали: модель для магнітної дошки «Синтез білка», таблиці, схеми, що
ілюструють будову рибосом і синтез білка.
Базові поняття й терміни: мала й велика субодиниці рибосоми, полірибосоми, транскрипція,
трансляція, генетичний код, комплементарність, триплет, кодон.
Тип уроку: комбінований; формування практичних знань і вмінь.
структура уроку
I. Організаційний етап .................................. 2 хв
II. Актуалізація опорних знань і мотивація
навчальної діяльності................................. 5 хв
III. Вивчення нового матеріалу ........................... 20 хв
1.   Обмін   речовин   у  клітині
2.   Будова  й  функції   рибосом
3.   Генетичний  код
4.   Етапи  синтезу  білка
IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань
і вмінь учнів ....................................... 10 хв
V. Самостійна робота учнів ............................... 5 хв
VI. Підбиття підсумків уроку ..............................2 хв
VII. Домашнє завдання ................................... 1 хв
Хід уроку
I. о р Га НІЗацІ й НИй еТа П
II. аКТУ а ЛІЗацІЯ оП орНИХ ЗНа НЬ
І мо ТИвац ІЯ Н авЧ а ЛЬН о Ї дІЯЛЬН о СТІ
Фронтальне опитування ;
1. Дайте визначення поняттю «білки».
2. Які функції білків в організмі?
3. Функції якої органели пов’язані із синтезом білка?
4. Яку будову має рибосома?
III. вИ в Ч е ННЯ Н овоГо маТ ерІ а ЛУ
1. о бмін речовин у клітині
Розповідь учителя з елементами бесіди ;
Запитання   до  учнів:
— Дайте визначення поняттю «обмін речовин».
Обмін   речовин — це сукупність процесів життєдіяльності орга-нізму від надходження речовин до виведення продуктів обміну.
Наше тіло повністю складається із частинок, які ми отримуємо
з їжею. Протягом життя людина в середньому з’їдає 100 тонн їжі, що
в процесі перетравлювання розщеплюється ферментами травних соків.
Травна система людини виділяє приблизно 10 л таких соків за добу. По-рушення біохімічної рівноваги, що виникає внаслідок незбалансованого
харчування, є причиною порушень розвитку організму, виникнення
захворювань, порушення процесів синтезу речовин, необхідних для
виконання найрізноманітніших функцій організму.
Реакції метаболізму, які призводять до біосинтезу складних
сполук із простих, становлять пластичний обмін речовин, або анабо -лізм. Ці реакції протікають з поглинанням енергії. Ферментативне
розщеплення складних сполук на більш прості становить сукупність
процесів енергетичного обміну, або катаболізму. Реакції розщеплення
відбуваються з виділенням енергії. Обидві сторони обміну речовин
тісно пов’язані між собою, не можуть протікати одна без одної.
обмін речовин (метаболізм)
Енергетичний
Катаболізм
Дисиміляція
(Розщеплення, +Q)
Білки їжі ≥
Амінокислоти
Пластичний
Анаболізм
Асиміляція
(Cинтез, –Q)
≥ Білки власного організму
Білки надходять в організм тварин разом з їжею. Синтез білків
з амінокислот — це один із процесів пластичного обміну речовин. Усі
процеси метаболізму протікають під контролем генів. Біосинтез білків
реалізується на основі генетичного коду.
2. Будова й функції рибосом
Розповідь учителя з елементами бесіди ;
Запитання   до  учнів:
— Дайте визначення поняттю «рибосома».
— Де утворюються рибосоми?
Рибосома — це немембранна універсальна органела, на якій від-бувається синтез білка.
153
В ядерці рРНК об’єднується з білками, потім потрапляє в ци-топлазму. Там клітини рибосом можуть перебувати вільно або на гра -нулярній ЕПС. Вони також можуть утворювати полісоми — кілька
рибосом на одній рРНК.
Рибосома має невеликі розміри (близько 250 А в діаметрі), але
складну структуру: вона складається із двох субодиниць. Менша склада-ється з 20 молекул білка, а більша — з 35. У рибосомах еукаріотичних
клітин молекули рРНК більші за розміром, і число різних білків біль -ше, але в усьому іншому вони схожі з рибосомами прокаріотів. Рибо-соми містяться також у мітохондріях і хлоропластах, але вони менші
за розмірами. Рибосоми утворюють комплекси з іРНК, беруть участь
у синтезі первинної структури білка. У бактеріальній клітині містить-ся приблизно 106 рибосом. У рибосомах містяться рРНК. Молекули
рРНК становлять приблизно 50–63 % від маси рибосоми й утворюють її
каркас. Рибосоми поступово рухаються вздовж молекули іРНК під час
синтезу поліпептидного ланцюга. Одну молекулу іРНК можуть одно-часно транслювати кілька рибосом, що утворюють комплекс — полісому
(полірибосому). Кількість полісом у клітині вказує на інтенсивність
протікання біосинтезу білка. В еукаріотичних клітинах частина рибо-сом зв’язані спеціальними білками великої субодиниці з мембранами
ендоплазматичної сітки. Ці рибосоми синтезують в основному білки,
що надходять у апарат Гольджі, і секретуються клітиною. Рибосоми,
що містяться в гіалоплазмі, синтезують білки для власних потреб клі-тини. Рибосоми еукаріотів утворюються в ядерці. На ядерцевій ДНК
синтезуються попередники рРНК, зв’язуються з білками, які надходять
із цитоплазми, формують рибосомні субодиниці, що надходять у ци-топлазму. Повністю сформованих рибосом у ядрі немає. Основну масу
клітинної РНК становить рРНК.
3. Генетичний код
Розповідь учителя з елементами бесіди ;
Запитання   до  учнів:
— Де міститься спадкова інформація клітини?
— Які речовини зберігають, відтворюють і передають генетичну
інформацію?
— Як називають процес самовідтворення, подвоєння ДНК?
— Як називають процес синтезу РНК? Де він відбувається?
Інформація про послідовність амінокислот у молекулі білка збе-рігається й передається до місця синтезу білка за допомогою нуклеї-нових кислот. Для цього в природі існує спосіб запису інформації про
послідовність розташування амінокислот за допомогою послідовності
розташування нуклеотидів у нуклеїнових кислотах. Цей спосіб запису
називають генетичним кодом.
ген — це певна ділянка молекули ДНК, що кодує (визначає) по-слідовність амінокислот одного білка.
генетичний код — це спосіб запису послідовності амінокислот
у молекулах білка за допомогою послідовності нуклеотидів у нуклеї-нових кислотах.
Генетичний код визначає послідовність включення амінокис-лот у поліпептидний ланцюг згідно з послідовністю триплетів ДНК
гена.
Властивості генетичного коду
Триплетність : одну амінокислоту кодує послідовність із трьох
нуклеотидів. Послідовність із трьох нуклеотидів називають три -плетом, або кодоном. Генетичний код — це «словник» триплетів,
кодонів.
Вироджуваність : триплетний код дозволяє використовувати 64 ва-ріанти кодонів, а амінокислот — усього 20. Тому кожна амінокислота
може кодуватися не одним, а кількома триплетами. Три кодони не
кодують жодну з амінокислот. Це — стоп-кодони.
Однозначність: кожний з кодонів кодує тільки одну амінокис-лоту.
Універсальність : генетичний код однаковий для всіх живих ор-ганізмів.
У нашому тілі десятки тисяч різноманітних білків, усі вони скла-даються з 20 амінокислот, що об’єднуються в кожному білку у властивій
тільки йому послідовності.
4. е тапи синтезу білка
Розповідь учителя ;
Давайте уявимо, що синтез білка — це налагоджене виробництво.
Кожне виробництво має потребу в сировині. У процесі синтезу
білка такою сировиною є амінокислоти. Рослинні клітини створюють
їх для себе самі, тварини — отримують з їжею.
Потрібні також працівники. Є й вони, у цьому випадку це — фер -менти. Потрібна енергія — її постачають Сонце й молекули АТФ. Але
головна роль у цій дії спектаклю належить ДНК і РНК.
У ядрі відбувається зчитування інформації — транскрипція.
Транскрипція — синтез іРНК по ДНК за матричним принципом
і принципом комплементарності — відбувається в ядрі. Способом тран-скрипції синтезуються всі види РНК.
Учитель пропонує учням згадати, як відбувається транскрипція,
розв’язавши задачу.
Задача. Один з ланцюгів молекули ДНК має послідовність:
ААГ–ГГА–ГТТ–ЦГЦ–ЦЦТ–ТТТ–ЦТЦ.
Визначте послідовність молекули іРНК, що утворилася в резуль-таті транскрипції.
Трансляція — другий етап синтезу білка.
Стадії трансляції:
а) ініціація: іРНК потрапляє в цитоплазму, утворює комплекс
з рибосомами — полісоми. Тут і відбувається масове вироб -ництво білків;
б) активація  амінокислот: молекула АТФ, амінокислота й спе -ціальний фермент утворюють комплекс. Амінокислота акти-вується, переходить на більш високий енергетичний рівень;
для приєднання амінокислот до тРНК потрібні АТФ, фер-менти;
в) елонгація : тРНК за принципом комплементарності приєдну-ється до іРНК. Рибосома переміщається триплет за триплетом,
за допомогою ферментів між амінокислотами в точній послі-довності утворюються пептидні зв’язки;
г) конформаційна  стадія: формування відповідної структури
білка.
Підіб’ємо підсумок: у генетичному алфавіті всього чотири бук -ви (нітратні основи), усі слова складаються з трьох букв (триплети).
Важко повірити в те, що цих символів і слів достатньо, щоб закоду-вати весь нескінченно різноманітний план будови організму — від
синтезу білків до кольору очей і рис характеру! Але слів, якими за -писані генетичні фрази, дуже багато. У деяких ДНК перебуває до
30 000 нітратних основ. Число їхніх комбінацій більше, ніж атомів
у всій Сонячній системі!
IV. У З а Га ЛЬН е ННЯ, СИСТемаТИЗ ацІЯ й К о НТроЛЬ
ЗНа НЬ І вмІНЬ УЧНІв
Робота біля дошки й у зошиті ;
1. Нуклеотидний склад іРНК: ААУ–ГГЦ–ЦГГ–ГУГ–ЦАГ–
ЦЦГ–УУА. Визначте нуклеотидний склад матричної ДНК,
з якої реалізувалася транскрипція.
2. Нуклеотидний склад іРНК: ААУ–ГГЦ–ЦГГ–ГУГ–ЦАГ–
ЦЦГ–УУА. Яка довжина й маса цього фрагмента іРНК (до -вжина одного нуклеотиду 0,34 нм, маса одного нуклеоти-ду — 340 а. о. м.)? Скільки амінокислотних залишків будуть
становити фрагмент молекули білка після трансляції?
3. Яка молекулярна маса фрагмента білка, якщо маса однієї
амінокислоти дорівнює приблизно 100 а. о. м.?
4. Який амінокислотний склад фрагмента молекули білка син -тезується в іРНК при трансляції?
5. Яку послідовність нуклеотидів буде мати молекула іРНК, що
синтезується на ділянці гена будови ЦТГ–ЦЦГ–ЦТТ–АГТ–
ЦТТ? Завдяки якому процесу це відбувається?
156
6. З якої кількості амінокислот буде складатися n пептид, що
утворився в результаті трансляції на основі фрагмента іРНК
будови УУГ–УУУ–УАУ–АЦА–ЦАЦ–ЦГЦ–УАА?
7. Яким буде нуклеотидний склад ділянки одного ланцюга моле-кули ДНК, якщо іРНК містить аденіну — 21 %, цитозину —
25 %, гуаніну — 24 % й урацилу — 30 %?
V. Само СТІй Н а роБ о Та УЧНІв
Практична робота № 4 (5 ;
*
). Тема. Виконання елементарних вправ з трансляції
Мета: навчити учнів моделювати процес кодування спадкової
інформації.
Хід роботи
Завдання 1. Визначення будови ДНК за будовою молекули
білка.
1. Фрагмент молекули білка міоглобіну містить амінокислоти,
розташовані в такому порядку: валін–аланін–глутамінова
кислота–тирозин–серин–глутамін. Користуючись таблицею
генетичного коду, напишіть структуру ділянки молекули ДНК,
що кодує цю послідовність амінокислот.
2. Ланцюг амінокислот білка рибонуклеази починається так:
метіонін–лізин–глутамін–треонін–аланін–глутамінова
кислота–тирозин–серин–глутамін. Користуючись табли -цею генетичного коду, напишіть структуру ділянки мо-лекули ДНК, що кодує цю послідовність амінокислот.
3. Білок складається із 600 залишків амінокислот. Скільки ну-клеотидів містить відповідний ген?
Завдання 2. Визначення будови молекули білка за будовою мо -лекули ДНК.
1. Ділянка, що кодує один з поліпептидних ланцюгів гемоглобі -ну, складається з таких нуклеотидів: АЦЦ–ААТ–ТГА–ЦЦА–
ТГА. Визначте послідовність амінокислот у поліпептидному
ланцюзі.
2. З якої послідовності амінокислот починається білок, якщо він
закодований такою послідовністю нуклеотидів: ТАЦ–ЦГЦ–
ЦЦА–ТГГ–ЦЦГ–ГТТ? Яким стане цей фрагмент білка, якщо
при ультрафіолетовому опроміненні буде втрачений четвертий
нуклеотид молекули ДНК?
3. Яка послідовність амінокислот кодується такою послідовністю
нуклеотидів ДНК: ЦЦТ–ГТГ–ТГА–ЦАТ? Як зміниться будова
білка, якщо втрачено другий триплет нуклеотидів?
157
Завдання 3. Визначення будови молекули білка за будовою мо -лекули іРНК.
1. Напишіть первинну структуру молекули білка, трансльованого
з молекули іРНК, що має такий склад нуклеотидів: АУГ–ГУУ–
ЦУЦ–УАА.
2. Молекула білка має такий склад: Ала–Ала–Тир–Цис–Фен. За
допомогою якого складу іРНК вона утворилася?
3. Фрагмент ланцюга іРНК складається з послідовністю розта -шованих кодонів: АУГ–УУГ–УУЦ–УГГ–АУЦ–УАА. Яка амі -нокислотна послідовність буде синтезована? Які антикодони
повинні мати тРНК?
Завдання 4. Визначення молекулярної маси речовини за масою
одного з елементів.
1. Припустімо, що середня відносна молекулярна маса амінокис-лоти становить близько 100, а нуклеотиду — 340. Визначте,
що важче — білок чи відповідна йому іРНК.
2. Відносна молекулярна маса білка — 50 000 а. о. м., а однієї
амінокислоти — 100 а. о. м. Визначте масу відповідного гена,
що кодує цей білок, якщо маса одного нуклеотиду становить
340 а. о. м.
3. Відносна молекулярна маса білка — 80 000, а однієї амінокис-лоти — 100 а. о. м. Визначте довжину відповідного гена, що
кодує цей білок, якщо довжина одного нуклеотиду становить
0,34 нм.
Зробіть висновки.
Завдання 5.
1. Кількість видів білків можна обчислити за формулою 20
1000
.
Що означає число 20?
2. З якого числа амінокислот буде складатися пептид, що утво-рився в результаті трансляції на основі іРНК з будовою УГА–
АГГ–ЦУА–ЦУА–ААА–УГА–УАА? З яких амінокислот скла-дається цей фрагмент білка?
3. У результаті біохімічного аналізу в молекулі іРНК людини ви-явлено 440 нуклеотидів, що містять гуанін, 325 — аденін, 128 —
цитозин, 348 — урацил. Скільки нуклеотидів, що містять аденін,
є у фрагменті молекули ДНК, на якій утворилася ця іРНК?
4. Яким буде нуклеотидний склад ділянки одного ланцюга моле-кули ДНК, якщо іРНК містить аденіну — 21 %, цитозину —
25 %, гуаніну — 24 % й урацилу — 30 %?
5. У фрагменті одного ланцюга ДНК нуклеотиди розташова-ні в послідовності: ААГ–ТЦТ–ТАЦ–ГТА. Який буде другий
ланцюг ДНК? Яка довжина цього фрагмента ДНК (довжина
одного нуклеотиду 0,34 нм, маса — 340 а. о. м.)? Яким буде
158
склад амінокислот, якщо синтез іРНК відбувається на друго -му ланцюзі ДНК?
6. У фрагменті молекули ДНК виявлено 880 нуклеотидів, що
містять гуанін, який становить 22 % від загальної кількості
нуклеотидів. Скільки в цьому фрагменті молекули ДНК ну-клеотидів, що містять тимін, аденін і цитозин?
VI. П І д БИТТЯ ПІ д СУм КІ в У роКУ
«Мікрофон» ;
— Які висновки щодо уроку ви можете зробити?
VII. д омаШНє З авда ННЯ
Прочитати відповідний параграф підручника, відповісти
на запитання в кінці параграфа. Виконати завдання з РЗДО: № 1–3,
с. 58, № 4–6, с. 59.
Категорія: Біологія 10 клас | Додав: uthitel (06.01.2014)
Переглядів: 5182 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: