Разработка у рока биологии "Решение задач на синтез белка с использованием таблицы генетическогок ода"
план-конспект урока по биологии (10 класс) на тему

Дата: 01.12.14

Класс: 10 (химико-биологический)

Тип занятия: урок биологии

Фамилия, имя, отчество учителя: Фунтова Ирина Геннадьевна

Тема занятия: Решение задач с использованием таблицы генетического кода

Модель занятия: распределенная аудитория

Школа организатор №3

Тип занятия: комбинированное занятие

Используемые технологии:

синхронные сетевые технологии (обеспечивающие двунаправленное (интерактивное) взаимодействие субъектов образовательной деятельности и источников информации);

Цели образовательные:

- Актуализировать знания о белках и нуклеиновых кислотах как биополимерах;

- Закрепить знания о молекулярных основах  передачи и реализации наследственной информации, о роли нуклеиновых кислот и аминокислот в этих процессах;

- Закрепить навыки решения задач разных типов с использованием таблицы генетического кода.

Цели развивающие: 

- Развивать навыки  познавательной и  самостоятельной активности, умение анализировать, сравнивать, выделять главное;

- Развивать навыки работы с разными видами информации.

Цели воспитательные:

- Воспитывать активность, настойчивость, желание отстаивать собственную точку зрения, умения сотрудничать в коллективе и чувство гордости за совместный результат познавательной деятельности.

Средства обучения компьютер, проектор, таблица генетического кода, устройство ВКС связи Lite Size Team 220

Этапы занятия

Содержание учебного материала

Содержание педагогического взаимодействия

Особенности дистанционного взаимодействия

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

I. Организационный

Создает положительную эмоциональную и целевую установки у обучающихся;

Проверяет готовность обучающихся к занятию.

Подготовка учебных принадлежностей

Приветствие участников сетевого взаимодействия (отмечается номер школы-организатора, принимающей стороны, количество участников с каждой стороны, проверка качества связи, готовности принимающих сторон к работе).

II.Определение темы урока, Постановка целей занятия

Слайд 1, 2

1. Актуализировать знания о белках и нуклеиновых кислотах как биополимерах.
2. Закрепить знания о молекулярных основах  передачи и реализации наследственной информации, о роли нуклеиновых кислот и аминокислот в этих процессах.
3. Закрепить навыки решения задач разных типов с использованием таблицы генетического кода.

Предлагает определить цели занятия

Озвучивает тему и цель занятия.

Уточняет понимание учащимися поставленных целей занятия.

Определяют для себя цели занятия, предлагают план работы на занятии

III. Проверка степени усвоения содержания учебного материала

Слайд 3

Какие процессы описаны в данной схеме? Как они взаимосвязаны?

Слайд 4 Процесс синтеза белка. Видеофрагмент. Краткая информация о происходящих процессах, этапах синтеза белка.

Слайд 5. Этапы биосинтеза белка. Обобщение материалов видеофрагмента.

Слайд 6. Этапы синтеза белка. Распределите предложенные процессы по группам, что происходит на первом этапе синтеза белка и на втором этапе.

Слайд 7. Построй цепочку и-РНК на основе матрицы ДНК, назови процесс (транскрипция).

1. Предлагает ответить на вопросы, контролирует правильность ответов (фронтальный опрос);

2. Предлагает послушать и посмотреть видеофрагмент

3. Предлагает дополнить схему об этапах синтеза белка

4. Дает задание одному ученику выбрать процессы, происходящие  на первом этапе синтеза белка и озвучить, какие процессы происходят на втором этапе синтеза белка.

5. Дает задание одному ученику построить и-РНК на основе ДНК, контролирует правильность выполнения.

1-2. Отвечают на вопросы, активно слушают ответы одноклассников, при необходимости исправляют.

2. Смотрят и слушают видеофрагмент.

3. Дополняют устно схему на слайде.

4. 1 ученик распределяет предложенные процессы по группам, что происходит на первом этапе синтеза белка и на втором этапе.

5. 1 ученик строит и-РНК на основе ДНК, определяет название процесса

1. В ходе фронтального опроса чередуются вопросы для учащихся школы-организатора и принимающей школы.

2.При отсутствии желающих выполнить задание среди учащихся школы организатора, вопрос переадресуется принимающей стороне.

(учащиеся каждой школы представляются перед ответом)

IV. Подготовка учащихся к активному и осознанному усвоению учебного материала

Слайд 8. Понятие таблицы генетического кода.

Напоминает понятие «Таблица генетического кода», значение таблицы

Слушают, при необходимости задают вопросы

Уточняет у учащихся принимающей стороны, имеются ли вопросы по данному материалу.

V. Усвоение новых знаний и способов действий

Слайд 9. Задачи на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке

Слайд 10, 11

1. нуклеотиды и-РНК комплементарны нуклеотидам ДНК;
2. вместо тимина ДНК во всех видах РНК записывается урацил;
3. нуклеотиды и-РНК пишутся подряд, без запятых, т. к. имеется в виду одна молекула;
4. кодон и-РНК комплементарен антикодону т-РНК
5. антикодоны т-РНК пишутся через запятую, т. к. каждый антикодон принадлежит отдельной молекуле т-РНК;
6. аминокислоты находим по таблице генетического кода;
7. аминокислоты в белке пишутся через дефис, т. к. имеется в виду, что они уже соединились и образовали первичную структуру белка.
8. 3 нуклеотида =1 триплет (кодон) =1 аминокислота = 1 т-РНК

Слайд 12-18

Задача 1. Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность

   А-Ц-Г-Т-Т-Г-Ц-Ц-Ц-А-А-Т. Определите последовательность нуклеотидов и-РНК, антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот в синтезируемом белке.

• и-РНК строим комплементарно ДНК;
• антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК;
• аминокислоты находим по кодонам и-РНК, используя таблицу генетического кода.

1. фрагмент цепи ДНК: АЦГ-ТТГ-ЦЦЦ-ААТ
2. кодоны и-РНК:           УГЦ-ААЦ-ГГГ-УУА
3. антикодоны т-РНК     АЦГ,УУГ,ЦЦЦ, ААУ
4. последовательность аминокислот в белке:

         цис-асн-гли-лей

Слайд 19-20

Задача 2. Последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка фен-глу-мет. Определите, пользуясь таблицей генетического кода, возможные триплеты ДНК, которые кодируют этот фрагмент белка

Триплеты и-РНК:    Фен – УУУ или УУЦ

•                      Глу – ГАА или ГАГ
•                     Мет - АУГ

Находим триплеты ДНК:  Фен – ААА или ААГ

•                                Глу – ЦТТ или ЦТЦ
•                                Мет - ТАЦ

1. Озвучивает название первого типа задач;

2. Формулирует задание - каждый учащийся по цепочке читает одно предложение, характеризующее особенности решения задач данного типа и вставляет пропущенное слово (слова);

3. Озвучивает условия задачи (задача 1), предлагает одному из учащихся предложить последовательность решения задачи, предлагает эталон решения для проверки;

4. Озвучивает условия задачи (задача 2), предлагает одному из учащихся предложить последовательность решения задачи, предлагает эталон решения для проверки

1. Слушают, воспринимают информацию;

2. Читают по чепочке одно предложение, характеризующее особенности решения задач данного типа и вставляют пропущенное слово (слова), запоминают;

3. Слушают условия задачи 1. Один учащийся предлагает последовательность решения задачи. Проверяют по эталону;

4. Слушают условия задачи 1. Один учащийся предлагает последовательность решения задачи. Проверяют по эталону.

2. Половина вопросов задается учащимся школы-организатора, половина – принимающей стороне.

3. Свой план решения задачи может предложить как учащийся школы-организатора, так и принимающей школы (по желанию).

4. План решения задачи предлагает учащийся из той школы, которая не смогла выполнить предыдущее задание (всего предложено 2 задачи – по одной на школу-организатора и принимающую сторону).

VI. Первичная проверка понимания и коррекция усвоения учащимися нового материала

  Слайд 21.

Задача 3. В биосинтезе белка участвовали т-РНК с антикодонами  УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУА, ЦГУ. Определите структуру двухцепочечного участка молекулы ДНК, несущего информацию о синтезируемом полипептиде и последовательность аминокислот в нем.

Слайд 22.

Задача 4. Матрицей для синтеза белка послужил фрагмент и-РНК, имеющий последовательность АУГ-ГЦУ-ААА-ЦЦГ. Определите антикодоны т-РНК, участвовавшие в трансляции, первичную структуру синтезированного белка и последовательность нуклеотидов в гене, кодирующем данный белок.

Слайд 23

   Слайд 24

1. Предлагает 2 задачи (№3 и 4) для решения в группах (одна группа – одна школа);

2. Предлагает внести свои результаты в таблицу презентации;

3. Предлагает эталоны ответов, предлагает оценить себя самостоятельно

1. Читают условия задачи для своей группы;

2. Решают задачу, вносят ответы в таблицу на слайде презентации;

3. Проводят самооценку

1. Условно одна школа считается одной группой, решают предложенную задачу (3 или 4 на усмотрение учителя) группой, ответы вносят непосредственно в презентацию.

2. После озвучивания задания обязательно выйти из режима просмотра презентации, чтобы учащиеся смогли внести ответы непосредственно в  презентацию.

3. Правильные ответы появляются после того как учитель возвращается в режим просмотра презентации, во время работы с презентацией учащихся ответы скрыты, не видны.

VII. Физкультминутка

Дает задание учащимся по снятию напряжения в мышцах рук

Выполняют задания учителя, повторяют упражнения

Задания даются и сразу двум сторонам-участникам учебного процесса.

VIII. Закрепление знаний и способов действий, самопроверка знаний

Слайд 25.

Задачи на определение структуры т-РНК,  переносимой ей аминокислоты

Слайд 26

1. т-РНК синтезируются прямо на матрице ДНК по принципу комплементарности и без участия и-РНК (обычно это указывается в условии задачи);
2. чтобы узнать, какую аминокислоту переносит т-РНК, необходимо построить кодон и-РНК;
3. по кодону и-РНК с помощью таблицы генетического кода определяем аминокислоту;
4. указанный в условии триплет т-РНК является антикодоном.

Слайд 27

Задача 5. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК - матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГЦ-ГАЦ-ГТГ-ГТЦ-ГАА. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните.

Слайд 28

Ответ: 1) Находим последовательность нуклеотидов участка центральной петли т-РНК:

   участок ДНК: ЦГЦ-ГАЦ-ГТГ-ГТЦ-ГАА

               т-РНК: ГЦГ-ЦУГ-ЦАЦ-ЦАГ-ЦУУ

2) Подчеркнутый триплет по условию задачи соответствует антикодону. Антикодон

    т-РНК: ЦАЦ. Ему соответствует кодон

    и-РНК: ГУГ.

3) По таблице генетического кода находим аминокислоту: вал.

1. Озвучивает название второго типа задач;

2. Предлагает прочитать памятку по решению задач данного типа;

3. Озвучивает пример решения задачи данного типа (задача 5)

4. Предлагает условия задачи (задача 6), предлагает каждой группе (школе) решить задачу самостоятельно;

5. Предлагает одному учащемуся прочитать свой ответ;

6. Предлагает эталон решения для проверки.

7. Предлагает шкалу для самооценивания

1. Слушают, воспринимают информацию;

2. Читают, анализируют, запоминают;

3. Слушают, запоминают решение задачи 5;

4. Читают условия задачи 6, решают задачу;

5. Один из учащихся озвучивает свой ответ, остальные слушают, проверяют

6. Проверяют по эталону.

7. Осуществляют самооценивание

3. Уточнить понимание материала учащимися принимаемой стороны.

4. Условно одна школа считается одной группой, решают предложенную задачу

5. Если отвечаться вызывается учащийся школы-организатора, то учащимся принимающей стороны предлагается оценить предложенный ответ и наоборот.

6. После того, как озвучен ответ одной из сторон и дан комментарий относительно его качества и правильности другой стороной, на экран выводится эталон ответа для самопроверки учащимися.

7. Уточняет у каждой из сторон: есть ли учащиеся, выполвыполнившие работу на максимальн

Слайд 29.

Задача 6. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК - матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезировался участок центральной петли т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов:  АТАГЦТГАА- ЦГГ-АЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните.

Слайд 30- 31

Ответ: 1) нуклеотидная последовательность участка тРНК: УАУ-ЦГА-ЦУУ-ГЦЦ-УГА;

2) нуклеотидная последовательность антикодона ЦУУ (третий триплет) соответствует кодону на и-РНК: ГАА;

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота глу, которую будет переносить данная т-РНК

выполнившие работу на максимальный балл, с одной ошибкой, с двумя ошибками, не справившиеся с работой.

Слайд 32.

Задачи на определение аминокислотной последовательности в белке до и после изменений в ДНК

Слайд 33

Задача 7.  С какой последовательности аминокислот начинается белок, если он закодирован такой последовательностью нуклеотидов: ГАЦ-ЦГА-ТГТ-АТГ-АГА. Каким станет начало цепочки, если под влиянием облучения четвертый нуклеотид окажется выбитым из молекулы ДНК? Как это отразится на свойствах синтезируемого белка?

Слайд 34-37

Ответ:  1). Исходная ДНК: ГАЦ-ЦГА-ТГТ-АТГ-АГА

                                   и-РНК: ЦУГ-ГЦУ-АЦА-УАЦ-УЦУ

    последовательность аминокислот:  лей-ала-тре-тир-сер

2). Оставшаяся последовательность будет на один нуклеотид короче, поэтому последний триплет будет неполным. Значит, и последовательность аминокислот будет короче на одну аминокислоту.

Измененная (мутантная) ДНК:  ГАЦ-ГАТ-ГТА-ТГА-ГА

                                        и- РНК: ЦУГ-ЦУА-ЦАУ-АЦУ-ЦУ

последовательность аминокислот:  лей-лей-гис-тре-…

3).Первичная структура белка изменилась (изменилось число аминокислот и их последовательность), что отразится на пространственной структуре молекулы, а значит, и на ее свойствах и функциях.

1. Озвучивает название третьего типа задач;

2. Озвучивает условия задачи (задача 7), объясняет последовательность решения задачи;

3. Озвучивает условия задачи (задача 8), предлагает каждой группе (школе) решить задачу самостоятельно;

4. Предлагает эталон решения для проверки.

5. Предлагает шкалу для самооценивания

1. Слушают, воспринимают информацию;

2. Слушают условия задачи 7,

Объяснения по последовательности решения

3. Решают задачу 8;

4. Проверяют правильность решения по эталону.

5. Осуществляют самооценивание

3. Предлагает той группе (условно одна группа – одна школа), которая первой решит задачу, озвучить свой ответ.

IX. Обобщение и систематизация знаний

Слайд 38.

Основные типы задач, решение которых предполагает использование таблицы генетического кода:

1. Задачи на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в белке;
2. Задачи на определение структуры т-РНК и  переносимой ей аминокислоты;
3. Задачи на определение аминокислотной последовательности в белке до и после  изменений в ДНК.

Слайд 39-42. «Дерево держится своими корнями, а человек пищей!»

Значение питания для человека, особая роль белковой пищи в рационе человека, незаменимость белковой пищи, содержание белков в различных продуктах

1. Предлагает назвать основные типы задач, решение которых требует использование таблицы генетического кода (Фронтальный опрос).

2. Предлагает назвать основные «подводные камни», на которые учащиеся обратили внимание при выполнении заданий на занятии.

3. Предлагает объяснить смысл выражения исходя из понимания сущности процесса синтеза белков в организме человека, назвать продукты, богатые белком

1. Называют основные типы задач, решение которых требует использование таблицы генетического кода, дополняют ответы друг друга.

2. Называют основные «подводные камни», на которые учащиеся обратили внимание при выполнении заданий на занятии.

3. Объясняют смысл предложенного выражения, называют продукты, богатые белком, проверяют свои догадки по картинкам на слайдах

1. Отвечает принимающая сторона или школа-организатор на усмотрение учителя (менее активная сторона для вовлечения в работу и проверка степени их усвоения материала).

2. Отвечает та школа, которая не отвечала на предыдущий вопрос.

Х. Рефлексия

Слайд 43. Предлагает учащимся нарисовать в тетради смайл, соответсвующий их оценке занятия.

Предлагает высказать свое мнение о результативности работы на занятии, просит дать оценку работе группы в целом, эмоциональной оценке занятия в целом

Высказывают свое мнение, дают оценку работе группы в целом, занятия в целом

Обязательно дает слово для оценки результативности работы на уроке стороне принимающей стороне.

XI. Подведение итогов

Озвучивает итог занятия – что удалось, что не удалось

Предлагает поставить себе оценку самостоятельно – от 1 до 3 баллов, высчитать среднюю арифметическую оценку за все задания, выполненные на занятии каждым

Слушают, выполняют самооценку.

Каждая из сторон дает свою оценку, из этих оценок складывается средняя оценка результативности работы на уроке.

XII. Домашнее задание

Слайд 44. Домашнее задание.

1. Решить задачу: В результате мутации во фрагменте молекулы белка аминокислота треонин (тре) заменилась на глутамин (глн). Определите аминокислотный состав фрагмента молекулы нормального и мутированного белка и фрагмент мутированной и-РНК, если в норме и-РНК имеет последовательность:  ГУЦ-АЦАГЦГ-АУЦ-ААУ. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

1. Составить тестовое задание по теме «Синтез белка» (10 вопросов с 4 вариантами ответа)

Повторить генетическую терминологию

Записывают задание

В конце урока обязательно поблагодарить принимающую сторону за работу.