SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU KSZTAŁT BIAŁEK.

Transkrypt

1 SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU KSZTAŁT BIAŁEK. SPIS TREŚCI: I. Wprowadzenie. II. Części lekcji. 1. Część wstępna. 2. Część realizacji. 3. Część podsumowująca. III. Karty pracy. 1. Karta pracy Karta Pracy 2. IV. Odpowiedzi do kart pracy. 1. Odpowiedzi do karty pracy Odpowiedzi do karty pracy 2. V. Praca domowa. 1

2 I. WPROWADZENIE. Ciekawa lekcja to taka, która prowokuje ucznia do zadawania pytań. Dlatego tak ważne jest odejście od tradycyjnej formy prowadzenia lekcji, która może się wydawać uczniom mało atrakcyjna. Zalecane jest wprowadzanie nowych metod dydaktycznych jakimi są technologie informacyjne, do których uczniowie mają łatwy dostęp w szkole i w domu. Wykorzystanie multimediów umożliwia przedstawienie wielu procesów, które dotychczas były w sferze wyobraźni ucznia. Korzystanie z tego typu metod może zaktywizować ucznia nie do końca zainteresowanego danym zagadnieniem, a dla ambitnego stanowi źródło cennych informacji. Poziom nauczania: Gimnazjum i liceum Przedmiot: Biologia Dział programowy: Chemiczne podstawy życia Temat: Biologiczne podłoże kształtu i funkcji białek Cel lekcji: Wyjaśnienie biologicznego podłoża różnorodności kształtu i funkcji białek. Cele szczegółowe: poznawcze uczeń: definiuje pojęcia: białko, translacja, fosforylacja białek, kompleks białkowy zna: budowę aminokwasu, strukturę przestrzenną organizacji białek, proces ekspresji genu wymienia przykłady białek i ich funkcje świadczące o ich różnorodności w świecie organizmów żywych umie wskazać grupę warunkującą specyficzne właściwości aminokwasu 2

3 kształtowanie określonych umiejętności uczeń: - potrafi zastosować komputer do poszerzania wiedzy z wykorzystaniem informacji zawartej w Internecie - wyjaśnia jaki wpływ na funkcję białka ma sekwencja aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym - dostrzega i analizuje możliwości modyfikacji białek - potrafi zapisać sekwencję aminokwasów na podstawie fragmentu DNA, korzystając z tabeli kodu genetycznego - umie określić od czego zależy kształt białek rozpuszczalnych w wodzie wychowawcze uczeń: ma świadomość jak precyzyjny musi być przepływ informacji genetycznej w organizmie rozwijanie samodzielnego myślenia II. CZĘŚCI LEKCJI 1. Część wstępna. nauczyciel przedstawia plan pracy na lekcji rozdaje uczniom karty pracy prosi o uważne obejrzenie filmu 3

4 2. Część realizacji. Zagadnienie Cele edukacyjne Czynności nauczyciela Czynności ucznia Kształt białek - omówienie budowy aminokwasów - poznanie budowy białek - charakteryzowanie 1-,2-,3- i 4 rzędowych struktur przestrzennych białka - wykazanie związku między kształtem białka, a środowiskiem występowania (białka rozpuszczalne w wodzie) - wyjaśnienie sposobu kodowania porządku aminokwasów w białku za pomocą kolejności nukleotydów w DNA - przedstawienie poszczególnych etapów prowadzących od DNA do białka - podanie przykładów białek i ich funkcji, świadczące o ich różnorodności - dowiaduje się o sposobach posttranslacyjnej modyfikacji białka (fosforylacja) - omawia budowę aminokwasu - przeprowadza wykład o budowie białek - przeprowadza wykład o ekspresji genów (transkrypcja, translacja) - podaje adres strony internetowej gdzie znajduje się film - prosi o uzupełnienie kart prac - kontroluje pracę uczniów - dyskutuje z uczniami o sposobach praktycznego wykorzystania modyfikacji białkowych niektórych enzymów - zadaje pracę domową - wchodzi na link podany przez nauczyciela - uzupełnia karty pracy - dyskutuje nad pytaniami 7 i 8 z karty pracy numer 2 Proponowane procedury osiągnięcia celów - analiza filmu - posługiwanie się uzyskanymi informacjami na lekcji Proponowane środki dydaktyczne - film pt. Kształt białek - karty pracy - dyskusja 4

5 3. Część podsumowująca. Nauczyciel: podsumowuje informacje uzyskane w czasie zajęć analizuje i ocenia pracę uczniów zadaje i wyjaśnia pracę domową 5

6 III. KARTY PRACY 1. Karta pracy Rysunek przedstawia budowę aminokwasu. Zaznacz grupę, która decyduje o specyficznych właściwościach każdego aminokwasu. 2. Podaj liczbę rodzajów aminokwasów budujących białka. 3. Uzupełnij zdanie. 4. Białko jest zbudowane z... połączonych ze sobą wiązaniem W budowie białek wyróżnia się cztery poziomy organizacji przestrzennej. Uporządkuj tabelę tak, aby opis pasował do danej struktury. Struktura białka Opis 1 pierwszorzędowa A Wskazuje jaki lokalny układ przestrzenny przyjmują łańcuchy polipeptydowe dzięki wiązaniom wodorowym 2 drugorzędowa B Dotyczy białek, które są zbudowane z minimum 2 łańcuchów polipeptydowych o ustalonej strukturze przestrzennej. 3 trzeciorzędowa C Podaje kolejność występowania reszt aminokwasowych w łańcuchu polipeptydowym. 4 czwartorzędowa D Opisuje ułożenie przestrzennego całego łańcucha polipeptydowego. 6

7 1-.., 2-., 3-.., Zaznacz zdanie prawidłowo opisujące powierzchnię białka a. Powierzchnia białek jest ażurowa, aby zwiększyć kontakt ze środowiskiem b. Powierzchnia białek nie jest ażurowa lecz ma nieokreślony kształt umożliwiający jej oddziaływanie z innymi cząsteczkami. c. Powierzchnia białek nie jest ażurowa lecz ma określony kształt uniemożliwiający jej oddziaływanie z innymi cząsteczkami. d. Powierzchnia białek nie jest ażurowa lecz ma konkretny kształt umożliwiający jej oddziaływanie z innymi cząsteczkami. 7

8 2. Karta pracy Podaj, gdzie zapisana jest informacja dotycząca syntezy białek? 2. Wyjaśnij pojęcie translacja 3. Poniży rysunek przedstawia proces ekspresji genu, czyli przekształcenie informacji zakodowanej w genie w funkcjonalny produkt (łańcuch polipeptydowy). Wstaw w odpowiednie miejsca następujące określenia: DNA, translacja, aminokwas, łańcuch polipeptydowy, dojrzałe zwinięte białko. 4. Uzupełnij zdanie Kształt białka określa sekwencja, natomiast funkcję białka określa jego.. 5. Wyjaśnij jaki kształt przyjmują białka znajdujące się w środowisku wodnym komórki. 8

9 6. Uzupełnij tabelę wpisując nazwy białek pełniących podaną funkcję. Zaznacz czy białko działa samodzielnie, czy występuje w postaci kompleksu białkowego. Nazwa białka Funkcja Działanie Transport tlenu Pobieranie glukozy z krwioobiegu Rozkład niepotrzebnych białek Udział w kondensacji DNA 7. Właściwości niektórych białek mogą być modyfikowane np. fosforylacja reguluje aktywność różnych enzymów. Wyjaśnij jaki wpływ na budowę enzymu ma przyłączenie grupy fosforanowej do enzymu. Czy proces ten jest odwracalny? 8. Do czego w praktyce może posłużyć znajomość budowy białek? 9

10 IV. ODPOWIEDZI DO KART PRACY 1. Odpowiedzi do karty pracy Rysunek przedstawia budowę aminokwasu. Zaznacz grupę, która decyduje o specyficznych właściwościach każdego aminokwasu. 2. Podaj liczbę rodzajów aminokwasów budujących białka Uzupełnij zdanie. Białko jest zbudowane z aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniem peptydowym. 4. W budowie białek wyróżnia się cztery poziomy organizacji przestrzennej. Uporządkuj tabelę tak, aby opis pasował do danej struktury. Struktura białka Opis 1 pierwszorzędowa A Wskazuje jaki lokalny układ przestrzenny przyjmują łańcuchy polipeptydowe dzięki wiązaniom wodorowym 2 drugorzędowa B Dotyczy białek, które są zbudowane z minimum 2 łańcuchów polipeptydowych o ustalonej strukturze przestrzennej. 3 trzeciorzędowa C Podaje kolejność występowania reszt aminokwasowych w łańcuchu polipeptydowym. 4 czwartorzędowa D Opisuje ułożenie przestrzennego całego łańcucha polipeptydowego 10

11 1- C, 2- A, 3- D, 4- B 5. Zaznacz zdanie prawidłowo opisujące powierzchnię białka a. Powierzchnia białek jest ażurowa, aby zwiększyć kontakt ze środowiskiem b. Powierzchnia białek nie jest ażurowa lecz ma nieokreślony kształt umożliwiający jej oddziaływanie z innymi cząsteczkami. c. Powierzchnia białek nie jest ażurowa lecz ma określony kształt uniemożliwiający jej oddziaływanie z innymi cząsteczkami. d. Powierzchnia białek nie jest ażurowa lecz ma konkretny kształt umożliwiający jej oddziaływanie z innymi cząsteczkami. 11

12 2. Odpowiedzi do karty pracy 2. a. Podaj, gdzie zapisana jest informacja dotycząca syntezy białek? DNA zawiera wszystkie informacje genetyczne na podstawie, których w komórce produkowane są białka. b. Wyjaśnij pojęcie translacja Translacja to proces tłumaczenia informacji genetycznej zapisanej w sekwencji nukleotydów na sekwencję aminokwasów w polipeptydzie. c. Poniży rysunek przedstawia proces ekspresji genu, czyli przekształcenie informacji zakodowanej w genie w funkcjonalny produkt (łańcuch polipeptydowy). Wstaw w odpowiednie miejsca następujące określenia: DNA, translacja, aminokwas, polipeptydowy, dojrzałe zwinięte białko. łańcuch d. Uzupełnij zdanie: Kształt białka określa sekwencja aminokwasów (kolejność aminokwasów), natomiast funkcję białka określa jego kształt (konformacja). 12

13 e. Wyjaśnij jaki kształt przyjmują białka znajdujące się w środowisku wodnym komórki. Białka rozpuszczalne w wodzie przyjmują kształt kulisty. Trzon białka stanowią aminokwasy hydrofobowe, a płaszcz aminokwasy hydrofilowe. f. Uzupełnij tabelę wpisując nazwy białek pełniących podaną funkcję. Zaznacz czy białko działa samodzielnie, czy występuje w postaci kompleksu białkowego. Nazwa białka Funkcja Działanie Hemoglobina Transport tlenu Kompleks białkowy Insulina Proteasom Pobieranie glukozy z krwioobiegu Rozkład niepotrzebnych białek Samodzielne białko Kompleks białkowy Histony Udział w kondensacji DNA Kompleks białkowy g. Właściwości niektórych białek mogą być modyfikowane np. fosforylacja reguluje aktywność różnych enzymów. Wyjaśnij jaki wpływ na budowę enzymu ma przyłączenie grupy fosforanowej do enzymu. Czy proces ten jest odwracalny? Przyłączenie grupy fosforanowej do enzymy powoduje zmianę jego konformacji (kształtu). Proces ten jest odwracany i nosi nazwę defosforylacji. h. Do czego w praktyce możne posłużyć znajomość kształtu białek? Znajomość kształtu białek może posłużyć do zaprojektowania cząsteczki oddziaływującej z tym białkiem np. leku. 13

14 V. PRACA DOMOWA 1. Podaj dowolny przykład fosforylacji białka. 2. Podaj jak klasyfikuje się białka ze względu na: kształt, skład, funkcję i ich pochodzenie. 3. Poniżej zapisano nukleotydy nici DNA. Znając etapy ekspresji genu i korzystając z tabeli kodu genetycznego napisz jakie aminokwasy zostały zakodowane w tym fragmencie. 3` TACGGCTACAACACC5` Tabela kodu genetycznego. U C A G U UUU UUC Phe UCU UCC Ser UAU UAC Tyr UGU UGC Cys U C UUA Leu UCA UAA STOP UGA STOP A UUG UCG UAG STOP UGG Trp G C CUU CUC CUA CUG Leu CCU CCC CCA CCG Pro CAU CAC CAA CAG His Gln CGU CGC CGA CGG Arg U C A G A AUU AUC Ile ACU ACC Thr AAU AAC Asn AGU AGC Ser U C AUA AUG Met ACA ACG AAA AAG Lys AGA AGG Arg A G G GUU GGU GAU GGU U GUC Val GCC Ala GAC Asp GGC Gly C GUA GUG GCA GCG GAA GAG Glu GGA GGG A G 14