Bài 1: Gen, mã di truyền, cơ chế nhân đôi ADN

QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN TÁI BẢN ADN - Thời điểm: Khi các NST còn duỗi xoắn của pha S – kì trung gian - Vị trí : Tại nhân tế bào - Enzim: bảng trong PHT - Thành phần: + ADN mẹ + Các loại e

Bài 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI ADN (1tiết)

Tuần: ……… Tiết : ………

1 Về nội dung: học sinh cần

- Trình bày được khái niệm và mơ tả bằng sơ đồ cấu trúc chung của gen

- Trình bày được khái niệm mã di truyền và các đặc điểm chung của nĩ

- Giải thích được tại sao mã di truyền phải là mã bộ 3 và các đặc điểm của mã di truyền

- Từ mơ hình tái bản ADN, mơ tả được các bước của qui trình tự nhân đơi ADN làm cơ sở cho quá trình tự nhân đơi NST

2 Về kỹ năng:

- Học sinh cĩ thể giải được bài tập liên quan đến quá trình tự nhân đơi ADN

- Rèn luyện và phát triển tư duy, phân tích, khái quát hố

3 Về thái độ:

- Khẳng định lại mọi sinh vật đều cĩ 1 nguồn gốc chung, con người khơng phải do đấng tối cao tạo ra

- Quan điểm duy vật biện chứng

II. PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG TIỆN :

1 Phương tiện:

+ Giáo viên: Tranh phĩng to bảng 1, hình 1.2 SGK, tranh từng bước nhỏ trong cơ chế tự nhân đơi ADN Sơ đồ mơ hình gen cấu trúc, phiếu học tập

+ Học sinh: Xem lại bài 5 SGK lớp 10

2 Phương pháp: Hỏi – đáp, Diễn giảng, thảo luận nhĩm, giải quyết tình huống

III. NỘI DUNG VÀ TIẾN TRÌNH LÊN LỚP:

1 Ổn định lớp - kiểm tra bài cũ:

2 Dạy bài mới:

I GEN

1 Khái niệm:

- Gen là một đoạn của phân

tử ADN mang thơng tin mã

hố 1 chuỗi polipolipeptit hay

một phân tử ARN

2 Cấu trúc chung của

gen cấu trúc:

Gen cấu trúc mã hố Protein

cĩ đặc điểm:

- Chiều mạch gốc : 3’ – 5’

- Gồm 3 vùng trình tự

nucleotit

+ Vùng điều hồ

+ Vùng cấu trúc

+ Vùng kết thúc

o Gen là gì?

o Nguyên tắc cấu tạo của gen?

o Đơn phân của ADN là gì?

Hoạt động 1:

Quan sát hình 1.1 và trả lời vào phiếu học tập:

o Chiều của mạch gốc?

o Gen cấu trúc mã hố Protein gồm mấy vùng?

o Cho biết vị trí và vai trị của từng vùng

 Là 1 đoạn phân tử ADN

 Đa phân (polime) do nhiều đơn phân (monome) tạo thành

 A, T, G, X

 Chiều 3’ – 5’

 3 vùng:

Vùng Vị trí Vai trị Điều

hồ

Đầu 3’  Giúp ARN polimeraza nhận biết và liên kết để khởi động

o Từ đặc điểm của vùng mã hóa của SV nhân sơ và SV nhân thực, cho biết :

+ Gen phân mảnh là gì?

+ Thế nào là gen không phân mảnh?

phiên mã

 Điều hoà quá trình phiên mã Mã

hoá

Giữa gen 

Mang thông tin mã hoá axit amin

Kết thúc

Đầu 5’

 Mang tín hiệu kết thúc phiên mã

Gen Sinh vật Đặc điểm Không

phân mảnh

Nhân sơ Vùng mã hoá liên tục,không có inxtron

Phân mảnh

Nhân thực

Vùng mã hoá axit amin (exon), xen kẽ là đoạn không mã hoá (inxtron)

II MÃ DI TRUYỀN

1 Khái niệm:

- Mã di truyền là trình tự các

nucleotit trong gen qui định

trình tự các aa trong Protein

- Cứ 3 nu đứng kế tiếp nhau

qui định 1 aa

2 Mã di truyền là mã bộ

3:

- Có 64 bộ ba, mã hoá cho

20 loại axit amin

- Gen giữ thông tin di truyền

dạng mã di truyền, phiên mã

sang mARN, dịch mã thành

trình tự aa trên polipeptit

3 Đặc điểm chung của

mã di truyền: (SGK)

- MDT Được đọc từ 1 điểm

xác định và liên tục, không gối

lên nhau

- MDT Có tính đặc hiệu (1

bộ 3 chỉ mã hoá cho 1 aa)

- Chỉ có 1 bộ 3 mở đầu mã

hoá aa mở đầu AUG

(methionin)

- Có 3 bộ 3 kết thúc không

mã hoá cho aa ( UAA, UAG,

UGA)

- MDT mang tính thoái hoá:

nhiều bộ 3 cùng xác định 1 aa

(trừ AUG-Methionin &

UGG-Triptophan)

- MDT có tính phổ biến vì

o Mã di truyền là gì? Vai trò của MDT?

Tình huống: Gen được cấu tạo từ các nucleôtit, Protein được cấu tạo từ các axit amin vậy làm sao gen qui định tổng hợp protein được?

Hoạt động 2:

Thảo luận nhóm: Chứng minh

và giải thích tại sao mã di truyền lại là mã bộ 3 mà k là

mã bộ 1, bộ 2?

o Hướng dẫn HS xem và khai thác bảng mã di truyền

 Cứ 3 nu đứng liền nhau mã hoá 1 aa

 Gen có 4 loại nu là ATGX

- Có tất cả 20 loại aa

- Nếu mã di truyền do 1 nu qui định (mã bộ1), vậy có tối đa

41 = 4 bộ mã

- Nếu mã di truyền do 2 nu qui định (mã bộ 2), vậy có tối đa

42 = 16 bộ mã

- Nếu mã di truyền là mã bộ 3

sẽ có 43 = 64 bộ mã

- Vậy mã di truyền phải là bộ

3 mới có đủ bộ mã để mã hoá cho 20 loại aa

tất cả các sinh vật đều dùng

chung 1 mã di truyền)

III QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN ADN)

- Thời điểm: Khi các NST

còn duỗi xoắn của pha S – kì

trung gian

- Vị trí : Tại nhân tế bào

- Enzim: (bảng trong PHT)

- Thành phần:

+ ADN mẹ

+ Các loại enzim

+ Các nu tự do

+ Đoạn mồi Primer

+ Năng lượng ATP

- Nguyên tắc tổng hợp:

+ NTBS: A chỉ lkết với T, G

chỉ lkết với X

- NT bán bảo tồn (toàn): mỗi

phân tử ADN được tạo thành

thì 1 mạch là mới được tổng

hợp, mạch kia là của ADN ban

đầu

- Diễn biến (Hình 2.1 SGK)

+ Bước 1: Tháo xoắn ADN

+ Bước 2: Tổng hợp các mạch

ADN mới

Hoạt động 3: hãy cho biết:

o Quá trình tái bản ADN xảy ra vào thời điểm nào?

o Xảy ra ở đâu?

o Dựa vào bảng 3 :các enzim tham gia quá trình tái bản ADN và vai trò của chúng, hãy điền tên các loại Enzim vào chô trống cho phù hợp

o Kể các thành phần tham gia quá trình tái bản ADN

o 2 nguyên tắc quan trọng trong quá trình tái bản ADN

o Trình bày 3 bước của quá trình tái bản ADN:

- Bước 1: Hiện tượng duỗi xoắn: do tác dụng của enzim

tháo xoắn, ADN tháo xoắn, các liên kết Hidro đứ t và 2 sợi đơn tách nhau dần Các

enzim SSB bám trên từng sợi

đơn mới tách ra và giữ chúng

ở trạng thái sợi đơn mở xoắn

- Bước 2: Hình thành 2 mạch Polinu mới: Mỗi sợi đơn ADN tách nhau và trở thành 1mạch khuôn, dưới tác dụng của

enzim ADN-polimeraza, các

nu tự do của môi trường nội bào liên kết với các nu trên 2

Enzim Vai trò Redulaza Tách 2 mạch đơn ADN tạo thànhchạc chữ Y, lộ mạch khuôn ARN –

Polimeraza (Primaza ở nhân sơ)

Khởi động (mồi Primer) tạo yếu tố mồi, là 1 đoạn ARN rất ngắn

ADN – Polimeraza I

Khử đoạn mồi và thay các nu của đoạn mồi bằng các nu tự do ADN –

Polimeraza II

Xác định điểm khởi đầu và kết thúc mỗi phân đoạn ADN mới tổng hợp ADN –

Polimeraza III

Lắp ráp các nu tự do theo NTBS với mỗi mạch khuôn của ADN ADN

-Ligaza (nối)

Nối các đoạn Okazaki

SSB

Bám vào các chạc tái bản để giữ chạc chữ Y ko cho chúng tái tạo liên kết trong quá trình tái bản

+ Bước 3: Hai phân tử ADN

được tạo thành

ra 2 phân tử ADN con giống

nhau và giống ADN mẹ về

trình tự các cặp nucleotit

- Ý nghĩa: Quá trình tái bản

ADN là 1 cơ chế đảm bảo cấu

trúc đặc trưng của mỗi phân tử

ADN trong nhân tế bào không

đổi, chính vì vậy đã duy trì sự

ổn định thông tin di truyền của

mỗi loài qua các thế hệ

sợi khuôn theo NTBS

- Bước 3: Hai phân tử ADN mới được tạo thành: Ở mỗi mạch đơn mới, các nu liên kết nhau theo chiều 5’ – 3’, ngược với chiều sợi khuôn.

+ 1 sợi khuôn nhờ đoạn Enzim mồi liên kết vào và tạo thành mạch đơn mới liên tục

- 1 sợi khuôn liên kết tạo thành từng đoạn theo hướng ngược lại (đoạn Okazaki) sau

đó các đoạn này được Enzim ligaza nối lại với nhau Nhờ Emzim Polinmeraza 1 Khử đoạn mồi và thay các nu của đoạn mồi bằng các nu tự do

3 Củng cố:

- Trên phân tử ADN, mạch mã gốc có chiều nào? 3’ – 5’

- Chiều của mạch mới được tổng hợp sẽ có chiều nào? tại sao? Chiều 5’ – 3’ vì Cấu trúc ADN là chuỗi xoắn kép ngược chiều nhau mạch gốc 3’ – 5’ thì mạch bổ sung mới được tổng hợp phải

có chiều 5’ – 3’

- Tại sao quá trình nhân đôi ADN lại diễn ra liên tục trên mạch gốc và gián đoạn trên mạch còn

lại? Vì chạc chữ Y được mở từ phía ngoài vào dần dần, để rút ngắn thời gian nên mạch 5’ – 3’

sẽ được tổng hợp gián đoạn theo nhịp độ của quá trình duỗi xoắn ADN.

4 Dặn dò:

Học bài và xem lại bài 5, 6 SGK sinh học 10.

Bài 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI ADN

PHIẾU HỌC TẬP

BẢNG 1: Các vùng trên gen cấu trúc

Điều hồ

 .

 .

Mã hố

 .

BẢNG 2: phân biệt gen phân mảnh và gen khơng phân mảnh

Nhân sơ  .

Nhân thực  .

BẢNG 3: Các loại enzim dùng trong tái bản ADN:

Redulaza Tách 2 mạch đơn ADN tạo thành chạc chữ Y, lộ mạch khuơn ARN – Polimeraza

(Primaza ở nhân sơ)

Khởi động (mồi Primer) tạo yếu tố mồi, là 1 đoạn ARN rất ngắn

ADN – Polimeraza I Khử đoạn mồi và thay các nu của đoạn mồi bằng các nu tự do ADN – Polimeraza II Xác định điểm khởi đầu và kết thúc mỗi phân đoạn ADN mới tổng hợp ADN – Polimeraza III Lắp ráp các nu tự do theo NTBS với mỗi mạch khuơn của ADN ADN - Ligaza (nối) Nối các đoạn Okazaki

SSB Bám vào các chạc tái bản để giữ chạc chữ Y ko cho chúng tái tạo liên kết trong quá trình tái bản

 Dựa vào bảng 3 : vai trò của các loại enzim trong quá trình tái bản ADN Hãy điền tên các loại enzim vào chỗ trống cho phù hợp.

- Bước 1: Hiện tượng duỗi xoắn: do tác dụng của enzim tháo xoắn, ADN tháo xoắn, các liên kết

Hidro đứt và 2 sợi đơn tách nhau dần Các enzim SSB bám trên từng sợi đơn mới tách ra và giữ chúng ở trạng thái sợi đơn mở xoắn

- Bước 2: Hình thành 2 mạch Polinucleôtit mới: Mỗi sợi đơn ADN tách nhau và trở thành

1mạch khuôn, dưới tác dụng của enzim ADN-polimeraza, các nu tự do của môi trường nội bào liên

kết với các nu trên 2 sợi khuôn theo NTBS

- Bước 3: Hai phân tử ADN mới được tạo thành: Ở mỗi mạch đơn mới, các nu liên kết nhau theo

chiều 5’ – 3’, ngược với chiều sợi khuôn

+ 1 sợi khuôn nhờ đoạn Enzim mồi liên kết vào và tạo thành mạch đơn mới liên tục

- 1 sợi khuôn liên kết tạo thành từng đoạn theo hướng ngược lại (đoạn Okazaki) sau đó các đoạn

này được Enzim ligaza nối lại với nhau Nhờ Emzim Polinmeraza 1 khử đoạn mồi và thay các

nucleotit của đoạn mồi bằng các nu tự do

điền tên các loại enzim vào chỗ trống cho phù hợp.

- Bước 1: Hiện tượng duỗi xoắn: do tác dụng của ……(1)…… , ADN tháo xoắn, các liên kết Hidro đứt và 2 sợi đơn tách nhau dần Các …………(2)……… bám trên từng sợi đơn mới tách ra

và giữ chúng ở trạng thái sợi đơn mở xoắn

- Bước 2: Hình thành 2 mạch Polinucleotit mới: Mỗi sợi đơn ADN tách nhau và trở thành

1mạch khuôn, dưới tác dụng của các ………(3)……… các nu tự do của môi trường nội bào liên kết với các nu trên 2 sợi khuôn theo NTBS

- Bước 3: Hai phân tử ADN mới được tạo thành: Ở mỗi mạch đơn mới, các nu liên kết nhau theo

chiều 5’ – 3’, ngược với chiều sợi khuôn

+ 1 sợi khuôn nhờ đoạn ………(4)………liên kết vào và tạo thành mạch đơn mới liên tục

- 1 sợi khuôn liên kết tạo thành từng đoạn theo hướng ngược lại (đoạn Okazaki) sau đó các đoạn này được ………(5)……… nối lại với nhau Nhờ ………(6)………đoạn mồi và thay các nu của đoạn mồi bằng các nu tự do

Bài 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI ADN

PHIẾU TRẢ LỜI

BẢNG 1: Các vùng trên gen cấu trúc

 Giúp ARN polimeraza nhận biết và liên kết để khởi động phiên mã

 Điều hồ quá trình phiên mã

Mã hố Giữa gen  Mang thơng tin mã hố axit amin

Kết thúc Đầu 5’  Mang tín hiệu kết thúc phiên mã

BẢNG 2: phân biệt gen phân mảnh và gen khơng phân mảnh

Khơng phân

mảnh Nhân sơ Vùng mã hố liên tục, khơng cĩ inxtron

Phân mảnh Nhân thực Vùng mã hố axit amin (exon), xen kẽ là đoạn khơng mã hố (inxtron)

BẢNG 3: Các loại enzim dùng trong tái bản ADN

Redulaza Tách 2 mạch đơn ADN tạo thành chạc chữ Y, lộ mạch khuơn ARN – Polimeraza

(Primaza ở nhân sơ)

Khởi động (mồi Primer) tạo yếu tố mồi, là 1 đoạn ARN rất ngắn

ADN – Polimeraza I Khử đoạn mồi và thay các nu của đoạn mồi bằng các nu tự do ADN – Polimeraza II Xác định điểm khởi đầu và kết thúc mỗi phân đoạn ADN mới tổng hợp ADN – Polimeraza III Lắp ráp các nu tự do theo NTBS với mỗi mạch khuơn của ADN ADN - Ligaza (nối) Nối các đoạn Okazaki

SSB Bám vào các chạc tái bản để giữ chạc chữ Y ko cho chúng tái tạo liên kết trong quá trình tái bản

Bài 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN

I GEN:

1 Khái niệm:

- Gen là một đoạn của phân tử ADN mang

thơng tin mã hố 1 chuỗi polipolipeptit hay một

phân tử ARN

Ví dụ: SGK

2 Cấu trúc chung của gen cấu trúc:

Gen cấu trúc mã hố Protein cĩ đặc điểm:

- Chiều mạch gốc : 3’ – 5’

- Gồm 3 vùng trình tự nucleotit

+ Vùng điều hồ

+ Vùng cấu trúc

+ Vùng kết thúc

- ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân (polime) do nhiều đơn phân (monome) tạo thành

- Đơn phân của ADN cĩ 4 loại là A, T, G, X

- Vai trị và vị trí 3 vùng của gen cấu trúc: Vùng Vị trí Vai trị

Điều hồ

Đầu 3’

 Giúp ARN polimeraza nhận biết

và liên kết để khởi động phiên mã

 Điều hồ quá trình phiên mã Mã

hố

Giữa gen

 Mang thơng tin mã hố axit amin Kết

thúc

Đầu 5’

 Mang tín hiệu kết thúc phiên mã

- Gen cấu trúc phân mảnh và khơng phân mảnh

Gen Sinh vật Đặc điểm Khơng

phân mảnh

Nhân sơ Vùng mã hố liên tục, khơng

cĩ inxtron Phân

mảnh

Nhân thực

Vùng mã hố axit amin (exon), xen kẽ là đoạn khơng mã hố (inxtron)

II MÃ DI TRUYỀN:

1 Khái niệm:

- Mã di truyền là trình tự các nucleotit trong

gen qui định trình tự các aa trong Protein

- Cứ 3 nu đứng kế tiếp nhau qui định 1 aa

2 Mã di truyền là mã bộ 3:

- Cĩ 64 bộ ba, mã hố cho 20 loại axit amin

- Gen giữ thơng tin di truyền dạng mã di

truyền, phiên mã sang mARN, dịch mã thành

trình tự aa trên polipeptit

Gen cĩ 4 loại nu là ATGX

- Cĩ tất cả 20 loại aa

- Nếu mã di truyền do 1 nu qui định (mã bộ1), vậy cĩ tối đa 41 = 4 bộ mã

- Nếu mã di truyền do 2 nu qui định (mã bộ 2), vậy cĩ tối đa 42 = 16 bộ mã

- Nếu mã di truyền là mã bộ 3 sẽ cĩ 43 = 64 bộ mã

Vậy mã di truyền phải là bộ 3 mới cĩ đủ bộ mã

để mã hố cho 20 loại aa

3 Đặc điểm chung của mã di truyền:

- MDT Được đọc từ 1 điểm xác định và liên

tục, không gối lên nhau

- MDT Có tính đặc hiệu (1 bộ 3 chỉ mã hoá

cho 1 aa)

- Chỉ có 1 bộ 3 mở đầu mã hoá aa mở đầu

AUG (methionin)

- Có 3 bộ 3 kết thúc không mã hoá cho aa

(UAA, UAG, UGA)

- MDT mang tính thoái hoá: nhiều bộ 3 cùng

xác định 1 aa (trừ AUG-Methionin &

UGG-Triptophan)

MDT có tính phổ biến vì tất cả các sinh vật đều

dùng chung 1 mã di truyền)

III QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN (TÁI BẢN

ADN):

pha S – kì trung gian

- Vị trí : Tại nhân tế bào

- Enzim: (bảng trong PHT)

- Thành phần:

+ ADN mẹ

+ Các loại enzim

+ Các nu tự do

+ Đoạn mồi Primer

- Nguyên tắc tổng hợp:

+ NTBS: A chỉ lkết với T, G chỉ lkết với X

- NT bán bảo tồn (toàn): mỗi phân tử ADN

được tạo thành thì 1 mạch là mới được tổng hợp,

mạch kia là của ADN ban đầu

Enzim Vai trò Redulaza Tách 2 mạch đơn ADN tạo thành chạcchữ Y, lộ mạch khuôn ARN –

Polimeraza (Primaza ở nhân sơ)

Khởi động (mồi Primer) tạo yếu tố mồi, là 1 đoạn ARN rất ngắn

ADN – Polimeraza I

Khử đoạn mồi và thay các nu của đoạn mồi bằng các nu tự do

ADN – Polimeraza II

Xác định điểm khởi đầu và kết thúc mỗi phân đoạn ADN mới tổng hợp ADN –

Polimeraza III

Lắp ráp các nu tự do theo NTBS với mỗi mạch khuôn của ADN

ADN -Ligaza (nối) Nối các đoạn Okazaki SSB

Bám vào các chạc tái bản để giữ chạc chữ Y ko cho chúng tái tạo liên kết trong quá trình tái bản

- Diễn biến (Hình 2.1 SGK)

+ Bước 1: Tháo xoắn ADN

+ Bước 2: Tổng hợp các mạch ADN mới

+ Bước 3: Hai phân tử ADN được tạo thành

con giống nhau và giống ADN mẹ về trình tự các

cặp nucleotit

Ý nghĩa: Quá trình tái bản ADN là 1 cơ chế đảm

bảo cấu trúc đặc trưng của mỗi phân tử ADN

trong nhân tế bào không đổi, chính vì vậy đã

duy trì sự ổn định thông tin di truyền của mỗi

loài qua các thế hệ

- Bước 1: Hiện tượng duỗi xoắn: do tác dụng

kết Hidro đứt và 2 sợi đơn tách nhau dần Các

và giữ chúng ở trạng thái sợi đơn mở xoắn

- Bước 2: Hình thành 2 mạch Polinucleôtit mới: Mỗi sợi đơn ADN tách nhau và trở thành

1mạch khuôn, dưới tác dụng của enzim ADN-polimeraza, các nu tự do của môi trường nội bào

liên kết với các nu trên 2 sợi khuôn theo NTBS

- Bước 3: Hai phân tử ADN mới được tạo thành: Ở mỗi mạch đơn mới, các nu liên kết

nhau theo chiều 5’ – 3’, ngược với chiều sợi khuôn

+ 1 sợi khuôn nhờ đoạn Enzim mồi liên kết vào

và tạo thành mạch đơn mới liên tục

- 1 sợi khuôn liên kết tạo thành từng đoạn theo hướng ngược lại (đoạn Okazaki) sau đó các đoạn

này được Enzim ligaza nối lại với nhau Nhờ Emzim Polinmeraza 1 khử đoạn mồi và thay các

nucleotit của đoạn mồi bằng các nu tự do