Для объяснения нового материала на уроках биологии в 10-11 классах мной используются кодограммы. Это краткие опорные конспекты, которые сопровождаются необходимыми схемами. Задача учителя – объяснить материал с помощью слайдов, диафильмов. Работа учащихся организована с помощью кодограмм, что освобождает учителя от доски, появляется возможность в ходе урока спрашивать учащихся, или более подробно остановиться на сложных моментах урока.
Тема: Неорганические соединения клетки. Введение.
Признаки и уровни организации жизни.
- Многообразие:
Империя Доклеточные: Царство Вирусы.
Империя Клеточные:
Надцарство Прокариоты: архебактерии, эубактерии, сине-зелёные;
Надцарство Эукариоты: Царства Растений, Животных, Грибов.
- Признаки живых организмов:
- Уровни организации:
- Методы: наблюдение, сравнение, эксперимент.
Химические элементы и соединения клетки.
Элементы. В клетках более 80 элементов, для 24 известны функции, которые они выполняют, это биогенные элементы.
│ │ │ │ │ │ │ │
─ С ─ С ─ С─ С ─ С ═ С─ ─ С С ─
│ │ │ │ │ │ ─ С С ─
─ С ─ │ │
│ ─ С С ─
│ │
I группа (98 % от массы) – О, С, Н, N.
II группа (1, 9%) – К, Na, Ca, Mg, S, P, CI, Fe.
II группа – микроэлементы (йод, медь, цинк …).
I и II группы – макроэлементы.
Химические соединения:
Неорганические – вода, соли.
Органические.
Характеристика воды:
Когезия диполей Гидратация NaCl
катион Na+ анион Cl -
Участвует в терморегуляции, т. к. испарение сопровождается охлаждением.
Большая теплоемкость и высокая теплопроводность сглаживают резкие колебания t0 внешней среды. Максимальная плотность при + 40 С.Значение солей:
Важнейшие катионы: К+ ,Na+ ,Ca2+ ,Mg2+ …
На внутренней поверхности мембраны клеток всегда меньше Na и больше K, отвечающих за возбудимость.
Важнейшие анионы: Н2РО4- , СI - , НСО3- .
Обеспечивают буферные свойства внутренней среды.
Буферность – способность поддерживать определенную концентрацию водородных ионов.
Фосфорная буферная система:
Низкий рН Высокий рН
НРО42- + Н+ □ ↔ □ Н2РО4-
Гидрофосфат – ион Дигидрофосфат – ион.
Бикарбонатная буферная система:
Низкий рН Высокий рН
НСО3- + Н+ □ ↔ □ Н2СО3
Гидрокарбонат - ион Угольная кислота.
Закрепление: Беседа. Работа учащихся с тетрадью.
Задание на дом: Изучить текст введение, в конце параграфа ответить на вопросы.
Тема: Углеводы, липиды.
Характеристика углеводов.
Общая формула Сх (Н2хО) х. Содержание в животных клетках – 1-5%, в растительных – до 70%.
Моносахариды Олигосахариды Полисахариды
2 – 10 мономеров
Моносахариды: триозы (3С); тетрозы (4С); пентозы (5С): рибоза С5Н10О5, дезоксирибоза С6Н10О4; гексозы (6С): глюкоза С6Н12О6, фруктоза С6Н12О6; гептозы (7С).
Дисахариды: мальтоза = глюкоза + фруктоза.
Полисахариды: крахмал, гликоген (у животных) – полимеры из остатков ɑ - глюкозы; целлюлоза – полимер из остатков в – глюкозы.
Хитин – в клеточных стенках грибов, в покровах членистоногих.
Муреин (гликопротеин) – в клеточных стенках бактерий. Сложные углеводы: гликолипиды, гликопротеины.
Свойства: ???
Функции: энергетическая (1г. = 17,6 кДж), структурная (???), запасающая (?), защитная (слизи).
Липиды.
Содержание в клетках до 90%. Большинство липидов – жиры, сложные эфиры жирных кислот и спирта глицерола. Фосфолипиды содержат вместо одной жирной кислоты фосфатную группу, образуют мембраны. Воски. Витамины. Липопротеины, гликолипиды.
Функции: структурная (?), теплоизоляционная (?), источник метаболической воды(?), регуляторная (половые гормоны), кофакторы ферментов ( витамины А, D, Е, К).
O O
││ ││
СН2О ─ С – R1 CH2O − C
│ O
│ O ││
││ CH O − C
CH O─ C − R2 OH = H2O + OH
│ │ │ │
CH2O H HO – P ─ OH CH2− O – P ─OH
││ ││
О O
Закрепление: Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом: Изучить текс параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Характеристика белков.
Строение белков.
10 – 20 % от сырой массы и 50 – 80 % от сухой массы клетки. Состоят из С, Н, О, N и S.
Макромолекулы (?), нерегулярные полимеры (?), мономеры – 20 видов ɑ-аминокислот, из них 10 – незаменимые (?). В составе большинства белков – до 500 аминокислотных остатков. Полноценные белки содержат все 20 видов аминокислот. Неполноценные (?).
Простые белки – только из аминокислот, сложные, содержат небелковый компонент.
NH2 – аминогруппа; 
R – радикал;
СООН – карбоксильная группа.
При взаимодействии двух аминокислот происходит реакция конденсации и образуется азот – углеродная пептидная связь, дипептид.
- Первичная структура – число и последовательность аминокислот в полипептиде. Вторичная структура – спираль, образована за счет водородных и ионных связей.
│
NH -----------O=C │─ COO* H3N+ ─ │
│
- Третичная структура характерна для глобулярных белков. Ионные, водородные, ковалентные связи и гидрофильно – гидрофобное взаимодействие. Четвертичная структура у белков, состоящих из нескольких полипептидов.
Молекула гемоглобина состоит из 4 полипептидов – из 2 ɑ - цепей (141 а. о.) и
2 в – цепей (146 а. о.), содержит 4 гема.
Закрепление: Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом: Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Свойства и функции белков.
Свойства белков.
У человека более 10 000 видов разных белков.
Свойства белков:
Денатурация (утрата трехмерной конформации без изменения первичной структуры). Ренатурация. Нерастворимые белки (кератин, фиброин). Малоактивные и химически высокоактивные. Устойчивые и крайне неустойчивые. Фибриллярные и глобулярные. Нейтральные (альбумины, глобулины); основные (гистоны), кислые (казеин). Инактивация при замерзании.Функции белков.
Строительная (в мембранах).2.Рецепторная (на гормоны, медиаторы).
3.Регуляторная (гормоны гипофиза, поджелудочной железы (?).
4. Белки – транспортеры (транспорт газов, гормонов….).
5. Белки – средства защиты организма (антитела, интерферон).
6. Токсины (змеиный и др.).
7. Двигательная функция (актин, миозин).
Энергетическая функция (1г = 17,6 кДж + СО2 + Н2О + NH3). Запасающая (яичный альбумин). Каталитическая: ферменты. Имеют активный центр. Фишер, 1890г., гипотеза «ключа и замка» (ключ – субстрат, замок – фермент).
Продукты реакции Н2О2 → Н2О + О
Известно более 2000 ферментов. Каталаза при 00 С разлагает в 1 сек. до 40 000 молекул пероксида водорода. Ферменты специфичны (?), их каталитическая активность зависит от to, рН (?). Многим необходимы кофакторы (витамины).
Закрепление. Работа учащихся с кодограммой и тетрадью. Выполнение практической работы и объяснение ее результатов.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Биополимеры. Нуклеиновые кислоты. ДНК.
Характеристика ДНК.
1-5 % сухой массы клетки. Виды: ДНК (в ядре, митохондриях, пластидах);
РНК (еще и в цитоплазме).
Строение. 1953г. Д. Уотсон и Ф. Крик – модель.
Правила Чаргаффа: 1. Содержание А=Т, Г=Ц в любой ДНК. 2. Сумма пуриновых (А+Г) равна сумме пиримидиновых нуклеотидов (Т+Ц).
Двойная спираль нуклеотидов, до 8 см. длиной (!), всего в ядре у человека около
2 м. ДНК.
Антипараллельность? Комплементарность?
Нуклеотиды: адениловый (А), гуаниловый (Г), тимидиловый (Т),
цитидиловый (Ц).
Удвоение (репликация) – полуконсервативным способом: одна цепь неизменна, матрица, другая образуется из свободных нуклеотидов.
Необходимы: ДНК, ферменты (ДНК – полимераза), нуклеотиды.
Функции ДНК: Хранение 
и передача наследственных свойств.
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Биополимеры: РНК, АТФ.
Характеристика РНК, АТФ.
Строение: полимер, одна полинуклеотидная цепь. Нуклеотид РНК состоит из остатков трех веществ:
Вместо тимина – урацил. Уридиловый нуклеотид. Между комплементарными нуклеотидами образуются водородные связи, формируются специфические конформации молекул РНК.
Функции: участие в синтезе белка.
Виды: м-РНК (и-РНК), т-РНК, р-РНК.
Матричные РНК (около 5 %). Переносят информацию о белке из ядра в цитоплазму. Длина до 30 000 нуклеотидов.
Рибосомные РНК (около 85 %) синтезируются в ядре в области ядрышка, входят в состав рибосом. 3000 – 5000 нуклеотидов.
Транспортные РНК (около 10 %). Транспортируют аминокислоты в рибосомы. Более 30 видов, 76 – 85 нуклеотидов.
АДФ + Н2О = АДФ + Н2О = АМФ
АТФ?
Гормоны?
Витамины?
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Клеточная теория.
Создание клеточной теории.
Янсен, 1590 г. Изобретение микроскопа. 
Роберт Гук, 1665 г. термин «клетка».
Роберт Броун – открытие ядра.
Матиас Шлейден и Теодор Шванн (1838 – 1839 г. г.) сформулировали положение клеточной теории:
1. Клетка – единица строения всех живых организмов.
2. Клетки сходны по строению.
3. Рудольф Вихров (1858 г.): «Cellula e cellula» («Каждая клетка из клетки»).
4. Карл Бэр: «Клетка – единица развития».
1930 г. – создание электронного микроскопа. Центрифугирование?
Основные положения современной клеточной теории.
Клетка – единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого. Новые клетки образуются при делении исходных, материнских. 
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Цитоплазма, оболочка.
Цитоплазма. Строение и функции оболочки.
Цитоплазма: цитозоль (?) + органоиды. Оболочка: плазмалемма + наружный слой: гликокаликс - у животных, клеточная стенка – у растений. Гликокаликс (1): гликопротеины, липопротеины, гликолипиды. Плазмалемма: 7-8 нм, бимолекулярный слой фосфолипидов и белковые молекулы, некоторые из них имеют гидрофильные каналы. Функции: 1) каркас, защита от повреждений; 2) соединение клеток; 3) сигнальная (реакция на медиаторы в синапсах, на гормоны); 4) избирательный транспорт веществ: а) диффузия, движение молекул растворенного вещества по градиенту концентрации; б) осмос – движение молекул растворителя по градиенту концентрации; в) активный транспорт – с затратой АТФ (натрий – калиевый насос: из – 3 натрия, в – 2 калия); г) фагоцитоз (?) и пиноцитоз (?). |
|
Примеры: плазмолиз, деплпзмолиз. Плазмолиз – выход воды из цитоплазмы клетки, отставание плазмалеммы от клеточной стенки (при добавлении NaCl). Осмос или диффузия? |
|
Закрепление: Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом: Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Органоиды клетки. Включения.
Одномембранные
Аппарат Гольджи – центр накопления, модификации, секреции белков, углеводов и жиров. Образование первичных лизосом. |
|
Лизосомы – «мешки с ферментами» (около 60), «пищеварительная система» клетки. |
|
Эндоплазматическая сеть (ЭПС): гладкая – синтез липидов и углеводов; шероховатая – синтез белков. Реснички и жгутики эукариот (9 пар+2) – движение. |
|
Двухмембранные
Митохондрии: Рибосомы 70S. Образование? Размножение? |
|
Пластиды: 1- наружная мембрана, 2- внутренняя мембрана, 3- рибосомы, 4- граны из тилакоидов, 5- матрикс, 6- кольцевая ДНК Рибосомы 70S. Образования? Размножение? Включения???? |
|
Немебранные
Цитоскелет из микротрубочек, микронитей. | |
Клеточный центр: 2 центриоли (в каждой по 9 триплетов микротрубочек) и центросфера. У высших растений нет центриолей, клеточный центр есть. Центр организации цитоскелета; образование веретена деления. |
|
Рибосомы (2 субъединицы, 80S) – синтез белка. |
|
Миофибриллы из актина и миозина. |
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Ядро. Эукариоты и прокариоты.
Строение и функции ядра (от 3 до 10 мкм)
Ядро. В ядерном соке: ядрышко (до 10), гетерохроматин, эухроматин (экспрессируемый). Хроматин – раскрученные хромосомы. Хромосома – ДНК + белки (до 65%). Функции: Хранение наследственной информации. Регуляция обмена веществ в клетке. Синтез субъединиц рибосом из РНК и белков. |
|
Эукариоты, прокариоты.
Клеточные Надцарство Эукариоты: Царство Растения: целлюлоза в клеточной стенке, пластиды, вакуоль, у высших нет центриолей, крахмал. Царство Животные. Царство Грибы: хитин в клеточной стенке, вакуоль, гликоген, нет пластид. |
|
Надцарство Прокариоты (1-10 мкм): Царство Дробянки: подцарства – Архебактерии, Эубактерии, Сине – зеленые. У некоторых фотосинтез. Клеточная стенка (муреин), жгутики без мембран, хромосома одна (кольцевая), мезосомы. Рибосомы 70S. Нет ядра, митохондрий, хлоропластов, ЭПС, комплекса Гольджи. |
|
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Вирусы.
Характеристика вирусов.
Доклеточные Царство Вирусы. Впервые в 1892 г. обратил внимание на возбудителя, проходящего через бактериальные фильтры (ВТМ). У человека вызывают заболевания: СПИД, грипп, бешенство, оспу, энцефалит, гепатит, корь, краснуху и др. Строение. 20 – 2000 нм; из НК – всегда только или ДНК, или РНК, которые могут быть как двунитчатыми, так и однонитчатыми. Бактериофаг: головка (содержит ДНК), хвостик, хвостовые отростки. У простых вирусов – оболочка из белков – капсид. У сложных – может быть еще и мембрана клетки хозяина. Органоиды отсутствуют. |
а) 1. РНК. 2. Белок |
Отсутствует собственная белок синтезирующая система; входят в клетку НК, которая способна встраиваться в ДНК клетки хозяина; реплицироваться; служить матрицей для синтеза иРНК, с которой образуются вирусные белки. Затем само сборка и выход. ВИЧ поражает Т – лимфоциты – хелперы. Заражение: половые контакты, переливание крови, пересадка органов, загрязненные инструменты. |
|
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Обмен веществ.
Характеристика метаболизма.
Живые организмы – открытые системы, использующие для синтеза органических веществ два вида энергии: солнечную - фототрофы и химическую – хемотрофы.
Если для синтеза используется неорганический источник углерода (СО2), а в качестве источника энергии либо энергия окисления неорганических соединений, то организмы относятся к:
афтотрофным
↓ ↓
фотоавтотрофным хемоавтотрофным
Гетеротрофы используют органические источники углерода и энергию окисления органических веществ.
Если организмы в зависимости от условий ведут себя как авто - либо гетеротрофы, то их называют миксотрофами (эвглена зеленая).
Совокупность реакций обмена веществ – метаболизм, состоит из взаимосвязанных (?) реакций пластического и реакций энергетического обмена.
Фазы фотосинтеза.
Определение по формуле: 6 СО2 + 6 Н2О + Q света = С6Н12О6 + 6 О2 Строение хлоропласта? Тилакоид? Строма? Эндосимбионты? |
Размеры около 5 мкм. |
Световая фаза: АДФ → АТФ 2 Н+ + 2з + НАДФ = НАДФ ∙ Н2 + Q Световая фаза, фотолиз воды: Выделение О2. Образование НАДФ ∙ Н2. Образование АТФ.Фотофосфорилирование АДФ до АТФ АТФ синтетазой. Темновая фаза: Протекает в строме хлоропласта, в другое время нужна Q света. Происходит карбоксилирование пятиуглеродного сахара рибулезобисфосфата, который является акцептором СО2. Репликации последовательного образования глюкозы, протекающие за счет энергии АТФ и НАДФН2 в строме хлоропласта, получили название «цикл Кальвина». 6СО2 + 24Н + АТФ→ С6Н12О6 + 6Н2О Хемоавтотрофы () Образуют органические вещества из неорганических, используя Q, получают при окислении. Нитрифицирующие бактерии: NH3 → HNO2 → HNO3 Железобактерии: Fe2+ → Fe3+ (закисное в окисное) Серобактерии: H2S+ 1/2 O2 →S + H2O H2S + 2O2 → H2SO4 |
|
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Гликолиз.
Этапы энергообмена (катаболизма) углеводов.
Биологическое окисление (потеря электронов) в клетках происходит с участием О2:
А + О2 → АО2 , и без его участия, за счет дегидрирования: АН2 + В → А + ВН2 , или потери электронов: Fe2+ → Fe3+ + з.
Подготовительный этап
Ферменты пищеварительного тракта и лизосом: Белки→? Жиры→? Углеводы→? НК →?
Вся Q в форме тепла.
Гликолиз (?), бескислородное окисление.
Окисление глюкозы происходит путем дегидрирования, акцептором Н служит НАД+.
Реакции протекают в цитоплазме, С6Н12О6 с помощью 10 ферментативных реакций превращается в 2 молекулы ПВК – пировиноградной кислоты:
С6Н12О6 + 2АДФ + 3Н3РО4 + 2НАД+→2С3Н4О3 +2АТФ + 2Н2О + 2НАД∙Н2 + 120кДж(Qт)
Q общая = Q АТФ + Qт = ?
Дальнейшая судьба ПВК зависит от присутствия О2 в клетке. Если О2 нет, происходит анаэробное дыхание, причем:
а) У дрожжей и растений происходит спиртовое брожение:
I. 2С3Н4О3 → 2СО2 + 2СН3СОН (уксусный альдегид)
II. 2СН3СОН + 2НАД∙Н2 → 2С2Н5ОН +2НАД+
б) У животных, некоторых бактерий при недостатке О2 – молочнокислое брожение:
2С3Н4О3 + 2НАД ∙ Н2 → 2С3Н6О3 + 2НАД+
Если О2 есть, то происходит аэробное дыхание в митохондриях.
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Кислородное окисление.
Митохондрии. Цикл Кребса. Дыхательная цепь.
В митохондриях (строение?) происходит дегидрирование и декарбоксилирование ПВК и образуются ацетилкоферментА (2С), СО2, НАД∙Н2: С3Н4О3+КоАS-Н +НАД+→С2Н3О~SКоА+НАД∙Н2 |
|
Ацетил~ КоА образуется и при окислении жирных кислот и глицерола, при окислении аминокислот. Ацетильная группа (2С) включается в цикл Кребса. На каждую окисленную молекулу ацетил – КоА приходится 1 молекула АТФ, четыре пары атомов водорода и две молекулы СО2: С6Н12О6 + 6Н2О → 6СО2 (?) + 4АТФ (?) +12Н2 (?) На внутренней мембране 24 Н+ передаются на дыхательную цепь, заканчиваются в межмембранное пространство, з → на О2. При разности потенциалов 200 мв 24Н+ проходят через канал АТФ – синтетазы, образуются 34 АТФ: С6Н12О6 + 6О2 → 12Н2О + 34АТФ + Qт Суммарная реакция: С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 38 АТФ (?) + Qт |
|
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Генетическая информация. Репликация ДНК.
Генетическая информация. Для каждого вида характерны свои белки. У родственных групп белков похожи (гемоглобин человека и шимпанзе). В каждой клетке несколько тысяч видов белков. Недолговечны, должны быть синтезированы вновь. Где храниться информация о них? В геноме человека около 50 тысяч генов в 23 хромосомах. Одна хромосома – несколько тысяч генов, которые находятся в определенных участках хромосомы – локусах. Ген – участок молекулы ДНК, кодирующий первичную последовательность аминокислот в полипептиде или последовательность нуклеотидов в РНК. |
|
Репликация ДНК. Что необходимо: ферменты (ДНК – полимераза); ДНК – матрица; дезоксирибонуклеозидтрифосфаты. Скорость синтеза – около 100 нуклеотидов/ сек. Полуконсервативный способ: одна цепь без изменения, вторая образуется комплементарно(?) и антипараллельно(?). У эукариот несколько репликонов, репликон – фрагмент ДНК от одной точки репликации до другой. |
|
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
Тема: Транскрипция, код ДНК.
Транскрипция
В начале 50-х годов Ф. Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии: ДНК → РНК → белок.
Синтез мРНК – транскрипция, синтеза белка на мРНК – трансляция.
РНК полимераза присоединяется к промотору, который находится на 3∙-конце матричной цепи ДНК и из свободных рибонуклеозидтрифосфатов (АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ), комплементарных нуклеотидам ДНК, антипараллельно образуется иРНК.
Что необходимо (3)?
Код ДНК
Свойства кода
Триплетность: Г. Гамов, начало 50-х годов. 43 = 64. Однозначность: 1 кодон – 1 аминокислота. Выраженность: 1 аминокислота – до 6 кодонов. Универсальность: одинаков у всех. Неперекрываемость, рамка считывания по 3 нуклеотида, нуклеотид может быть в составе одного кодона (жил был кот тих был сер мил тот кот). 61 кодон – кодирующие и 3 бессмысленные, терминирующие (УАА, УАГ, УГА), знаки препинания между генами.Есть кодон – инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида.
Как пользоваться таблицей генетического кода???
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.
