Биосинтез белков и его значение

Знание биосинтеза белков относится к числу основополагающих в курсе биологии. Овладение знаниями механизма биосинтеза белков помогает учащимся осознать материальность биологических процессов, приуроченность их к определенным клеточным структурам, роль ферментов в них. Учащиеся должны усвоить этапы синтеза белков в клетке, понятие генетического кода и его роли в этом процессе, матричный принцип синтеза нуклеиновых кислот и белков в клетке, ферментативный характер биохимических реакций, энергетические основы процессов.

На уроке учитель использует методы беседы, работы с учебником, с учебным кинофильмом «Биосинтез белка». Вначале он проверяет знания обмена веществ, особенностей пластического и энергетического обмена, роли ферментов в них, энергетики процессов. В процессе изучения нового материала он использует структурно-функциональный подход, все процессы биосинтеза белков рассматривает в органической связи со структурами клетки. Это позволяет закрепить знания органоидов клетки, глубже осветить их функции в связи с клеточным метаболизмом.

Объяснение нового материала учитель начинает с постановки вопроса: каково содержание и функции белков в клетке? Учащиеся говорят об огромной роли белков в клетке, об участии их в образовании клеточных структур, о ферментативной, транспортной, защитной, энергетической и других функциях. Возникает необходимость выяснить, как пополняются запасы белков в клетке, если учесть, что молекулы постоянно денатурируются, приходят в негодность в процессе жизнедеятельности. Так учащиеся подготавливаются к изучению механизма биосинтеза белков. Они понимают, что этот процесс происходит в клетке непрерывно. Знание строения и функции рибосом, и-РНК помогает школьникам в процессе беседы отметить их роль в биосинтезе белков. Учитель просит учащихся вспомнить о строении молекул белка, о зависимости его функций от первичной, вторичной и третичной структур. Школьники убеждаются в том, что роль молекул белка во многом зависит от последовательности аминокислот в ней. Возникает необходимость выяснить, каким образом обеспечивается строго определенная последовательность аминокислот в молекулах белков в процессе их синтеза. Этот вопрос настраивает учащихся на поиск, разгадку сложного механизма биосинтеза белков. Учитель сообщает, что аминокислоты сами по себе не могут соединиться в нужной последовательности, присущей определенным молекулам белка. Последовательность определяют молекулы ДНК, в которой порядок расположения нуклеотидов определяет первичную структуру молекул белка.

Так учащиеся подходят к определению гена как отрезка молекулы ДНК, содержащего информацию о первичной структуре одного белка, к пониманию, что в одной молекуле ДНК содержится несколько сотен генов. Логично перейти к рассмотрению вопроса, каким образом в гене зашифрована информация о последовательности аминокислот в молекуле белка. Для этого учитель предлагает школьникам прочитать в статью «Код ДНК». Далее он проводит беседу с использованием следующих вопросов: что представляет собой шифр, или код? Какова роль кода ДНК? Объясните, почему код ДНК должен быть трехнуклеотидным, триплетным. Какое значение имеет кодирование каждой аминокислоты несколькими триплетами?

Обсуждение ответов школьников позволяет привлечь их внимание к основным положениям, характеризующим биологический код, понять его сущность. Затем ставится вопрос: как заключенная в ДНК информация о структуре белка передается к рибосомам, если известно, что ДНК находится в ядре? Учитель раскрывает роль и-РНК в этом процессе. Он предлагает школьникам вспомнить, как синтезируются молекулы и-РНК. Учащиеся воспроизводят механизм их синтеза, на основе чего учитель вводит определение транскрипции как переписывания информации с ДНК на и-РНК, указывает на ее перемещение из цитоплазмы на рибосомы через поры ядерной оболочки.

Необходимо выяснить, как поступают аминокислоты к рибосоме. Учитель обращается к таблице по биосинтезу белков и показывает т-РНК, говорит о соответствии их числа количеству аминокислот, о взаимодействии т-РНК с аминокислотами. Для этого учащиеся рассматривают структуру т-РНК, находят кодовый триплет, подчеркивают его роль в транспорте аминокислоты. У каждой т-РНК есть кодовый триплет, который соответствует строго определенной аминокислоте, благодаря чему к т-РНК присоединяется только соответствующая триплету аминокислота.

Для закрепления знаний учащиеся отвечают на вопросы в конце параграфа учебника, работают с таблицей: определяют триплеты, кодирующие разные аминокислоты, находят аминокислоты, кодируемые несколькими триплетами.


Учителю биологии на заметку:

Сборка белковой молекулы на рибосоме
Авторегуляция химических процессов в клетке
Важные задачи темы
Деление клетки – основа размножения и индивидуального развития организмов. Митоз
Митоз и мейоз
Спирализация хромосом
Формы размножения организмов. Развитие половых клеток
Мейоз как он есть
Составляем схему мейоза
Оплодотворение
Индивидуальное развитие организмов – онтогенез
Методика обучения общей биологии