Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Hóa - Sinh PHẦN V: DI TRUYỀN HỌC Chương I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Bài 1: GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐỘI CỦA ADN I - MỤC TIÊU BÀI HỌC - Trình bày được khái niệm, cấu trúc chung của gen và nêu được hai loại gen chính. - Giải thích được mã di truyền là mã bộ ba và nêu được đặc điểm của mã di truyền. - Mô tả quá trình nhân đôi ADN ở E.coli và phân biệt được sự sai khác giữa nhân đôi ADN ở E.coli so với nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực. * Nội dung trọng tâm của bài: Cấu trúc của gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi của ADN. II - THIẾT BỊ DẠY HỌC Tranh phóng to hình 1.2 SGK và hình 1 SGV, bảng mã di truyền. III - TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp Ổn dịnh trật tự lớp và kiểm diện học sinh. 2. Kiểm tra bài cũ GV cho học sinh nhắc lại các kiến thức về chức năng của ADN, bản chất của gen và các loại gen chính đã học ở lớp 9 và 10. 3. Dạy bài mới a. Mở bài ADN là vật chất di truyền có chức năng lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.Vậy ADN truyền đạt thông tin như thế nào? b. Các hoạt động dạy-học * Hoạt động 1: KHÁI NIỆM VÀ CẤU TRÚC CỦA GEN Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của Học sinh Nội dung bài học ? Vật chất di truyền ở cấp độ phân tử là gì? ? Gen là gì? GD cho HS có ý thức bảo vệ sự đa dạng nguồn gen của sinh vật, đặc biệt là các sinh vật quí, hiếm. Vật chất di truyền ở cấp độ phân tử là axit nuclêic. Gen: Một đoạn ADN. Mang thông tin mã hóa ARN hay prôtêin Có ý thức bảo vệ sự đa dạng của sinh vật, bảo vệ môi trường. 1. Khái niệm về gen Gen là một đoạn của phân tử ADN (axit nucleic) mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm xác định (ARN hay protein). Quan sát hình 1.1 SGK và trả lời: ? Gen cấu trúc gồm những vùng nào? Vị trí, nhiệm vụ của từng vùng? ? Vùng nào quyết định cấu trúc của phân tử prôtêin do gen đó tổng hợp? ? Phân biệt gen không phân mảnh với gen phân mảnh? Gợi ý (loại tế bào và đặc điểm vùng mã hóa). ? Phân biệt êxôn với intrôn? Số lựơng êxôn = số lượng intrôn + 1. Số lượng êxôn: 0 đến 50. Dựa vào hình 1.1 và thông tin mục I.2 trả lời: Gen có cấu trúc gồm 3 vùng: - Vùng điều hòa (vận hành): nằm ở đầu 3 / của mạch mã gốc;khởi động và kiểm soát quá trình phiên mã. - Vùng mã hóa: nằm ở giữa gen; mang thông tin mã hóa các a.a. - Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5 / của mạch mã gốc; mang tín hiệu kết thúc quá trình phiên mã. - Vùng mã hóa. - Gen của tế bào nhân sơ: có vùng mã hóa liên tục (chỉ chứa các êxôn) gọi là gen không phân mảnh. - Gen của tế bào nhân thực: có vùng mã hóa không liên tục (xen kẻ các êxôn với các intrôn) gọi là gen phân mảnh. - Êxôn: đoạn mã hóa axit amin. - Intrôn: đoạn không mã hóa axit amin. 2. Cấu trúc của gen a. Cấu trúc chung của gen cấu trúc: Gen cấu trúc gồm 3 vùng: vùng điều hòa, vùng mã hóa và vùng kết thúc. b. Cấu trúc không phân mảnh và phân mảnh của gen: - Gen của tế bào nhân sơ: có vùng mã hóa liên tục gọi là gen không phân mảnh. - Gen của tế bào nhân thực: có vùng mã hóa không liên tục gọi là gen phân mảnh. Giáo án:Sinh học 12 (NC) GVBM: Nguyễn Văn Nâu Ngày soạn: 01 – 8 - 2008 Tuần: 1 - Tiết: 1 Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Hóa - Sinh ? Dựa vào đâu để phân loại gen? ? Gen gồm có những loại nào? ? Phân biệt gen cấu trúc với gen điều hòa? Gới thiệu thêm về gen nhảy và gen giả. - Dựa vào chức năng của gen. - Các loại gen: Gen cấu trúc, gen điều hòa, gen nhảy, gen giả,… Dựa vào thông tin SGK mục I.3 trả lời. Lắng nghe GV giới thiệu thêm về gen nhảy và gen giả. 3. Các loại gen: - Gen cấu trúc: tạo thành phần cấu trúc, chức năng của tế bào. - Gen điều hòa:tạo sản phẩm kiểm soát hoạt động của các gen khác. * Hoạt động 2: MÃ DI TRUYỀN Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của Học sinh Nội dung bài học Hãy quan sát bảng mã di truyền ở trang 11 kết hợp thông tin SGK mục II.1 ? Mã di truyền là gì? ? Tại sao mã di truyền là mã bộ ba? ? Có bao nhiêu bộ ba mã hóa? Hướng dẫn cho học sinh cách đọc mã di truyền trên 1 gen (đọc liên tục từng cụm gồm 3 nuclêôtit). ? Mỗi bộ ba mã hóa mấy a.a? ? Có trường hợp nào đặc biệt không? ? Tại sao nói mã di truyền có tính phổ biến? * Ngoại lệ: ATX (gen) tương ứng UAG trên m.ARN là mã kết thúc ở đa số sinh vật nhưng lại mã hóa axit glutamic ở một số sinh vật bậc thấp; hay TXT ở gen trong nhân TB mã háo arginin nhưng lại là mã kết thúc đối với gen trong ti thể. ? Những a.a nào chỉ được mã hóa từ 1 mã bộ ba duy nhất? ? Những bộ ba nào không mã hóa a.a? - Mã di truyền là trình tự các nuclêôtit trong ADN quy định trình tự các a.a trong prôtêin. - Mã di truyền là mã bộ ba. Dựa vào thông tin mục II.1 SGK trả lời: căn cứ váo số loại nuclêôtit và số a.a cấu trúc nên các prôtêin. - Có ( 4 ) 3 = 64 mã bộ ba. Biết cách đọc mã di truyền trên mạch mã gốc của gen theo từng cụm 3 nuclêôtit, không gối lên nhau. - Mỗi bộ ba mã hóa 1 a.a (tính đặc hiệu). - Trường hợp: một a.a được mã hóa từ 6; 4; 3; 2 mã bộ ba (tính thoái hóa). - Mã di truyền áp dụng chung cho tất cả các loài sinh vật (có tính vạn năng, tính phổ biến). - Các a.a chỉ được mã hóa từ 1 mã bộ ba là: Met (AUG:mã mở đầu) và Trip (UGG). - Có 3 mã bộ ba không mã hóa được a.a là:UAA;UAG và UGA (mã KT). 1. Khái niệm mã di truyền: Mã di truyền là trình tự các nuclêôtit trong gen quy định trình tự các axit amin trong chuỗi pôlipetit của prôtêin. 2. Các đặc diểm của mã di truyền: - Mã di truyền là mã bộ ba, được đọc liên tục từ một điểm xác định. - Mã di truyền có tính đặc hiệu. - Mã di truyền có tính thoái hóa. - Mã di truyền có tính phổ biến. * Hoạt động 3: QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI CỦA ADN Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của Học sinh Nội dung bài học ? ADN nhân đôi theo những nguyên tắc nào? ? Nội dung của nguyên tắc bổ sung và bán bảo tồn? ? Kết quả của nhân đôi ADN? - ADN nhân đôi theo nguyên tắc bổ sung và bán bảo tồn. NTGS: A-T (2 lk H); G-X (3 lk H) và ngược lại. Bán bảo tồn (giử lại một nửa). 1 ADN mẹ nhân đôi tạo ra 2 ADN con giống nhau và giống ADN mẹ. 1. Nguyên tắc: ADN có khả năng tự nhân đôi theo nguyên tắc bổ sung ( A-T ; G-X ) và bán bảo tồn (giữ lại một nửa). Giáo án:Sinh học 12 (NC) GVBM: Nguyễn Văn Nâu Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Hóa - Sinh - Cho HS đọc thông tin mục III.2.a và quan sát hình 1.2 phóng to (sơ đồ quá trình nhân đôi ADN ở E.coli). - Chia lớp thành 4 nhóm để thảo luận và trả lời các câu hỏi phần lệnh mục III.2.a. ? Các enzim và chức năng của mỗi enzim tham gia quá trình nhân đôi ADN? ? Các thành phần tham gia quá trình nhân đôi ADN? ? Chiều tổng hợp các đoạn Okazaki và chiều của mạch mới được tổng hợp liên tục? ? Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực có gì giống và khác với nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ? ? Ứng dụng cơ chế tự nhân đôi ADN trong thực tế? ? 1 ADN mẹ nhân đôi n lần tạo ra bao nhiêu ADN con? GV hướng dẫn cho HS cách xác định số nuclêôtit của môi trường cung cấp cho quá trình nhân đôi ADN. N MT = N gen x (2 n – 1). (với n: số lần ADN nhân đôi). Thảo luận nhóm và trả lời: - Các enzim tham gia và chức năng của mỗi loại: + Enzim tháo xoắn (AND helicaza) tách ADN thành 2 mạch đơn. + Enzim ARN polimeraza: tổng hợp đoạn mồi. + Enzim ADN polimeraza: bổ sung các nuclêôtit để kéo dài mạch mới. + Enzim ligaza: nối các đoạn Okazaki lại với nhau. - Các thành phần tham gia: ADN khuôn, đoạn mồi. - Chiều tổng hợp mạch mới được tổng hợp liên tục và các đoạn Okazaki là: 5 / đến 3 / . Đọc thông tin mục III.2.b SGK để trả lời: - Giống nhau về cơ chế. - Khác nhau: + Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ: chỉ có 1 đơn vị nhân đôi, ít loại enzim tham gia. + Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực: có nhiều đơn vị nhân đôi đồng thời và có nhiểu loại enzim tham gia. Phục hồi các gen quý hiếm; đặc biệt là các gen ở những loài có nguy cơ tuyệt chủng. Tạo ra 2 n ADN con. 2. Quá trình nhân đôi ADN: a. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ (vi khuẩn E.coli): - Nhờ các enzim tháo xoắn, ADN mẹ tách ra tạo chạc chữ Y, để lộ 2 mạch đơn. - Enzim AND polimeraza chỉ có thể bổ sung nuclêôtit vào nhóm 3 / - OH; vì thế: + Mạch mới được tổng hợp từ mạch khuôn có đầu 3 / -OH: được tổng hợp liên tục. + Mạch mới được tổng hợp từ mạch khuôn có đầu 5 / -P:được tổng hợp từng đoạn (đoạn Okazaki); nhờ enzim ligaza nối các đoạn Okazaki lại với nhau thành mạch hoàn chỉnh. b. Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực: - Giống như cơ chế nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ. - Khác với nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ ở chỗ: + Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân thực có nhiều loại enzim tham gia và có nhiều đơn vị nhân đôi đồng thời. + Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ chỉ có 1 đơn vị nhân đôi. 3. Ý nghĩa của quá trình nhân đôi ADN: Đảm bảo sự ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào. 4. Củng cố - Gen là gì? Gen có cấu trúc như thế nào? Phân biệt gen cấu trúc với gen điều hòa? - Mã di truyền là gì? Nêu các đặc điểm của mã di truyền? - Nguyên tắc bổ sung và bán bảo tồn được thể hiện như thếnáo trong nhân đôi ADN? - Nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực giống và khác nhau như thế nào? - Trả lời trắc nghiệm: Câu 5: đáp án: C Câu 6: đáp án: B IV. DẶN DÒ, CHUẨN BỊ - Nhắc nhở HS học bài để trả lời các câu hỏi cuối bài và trả lời 2 câu hỏi trắc nghiệm số 5 và 6. - Đọc trước bài 2: PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ. Đồng thời soạn trước ra tập bài tập các câu lệnh trang 13 và trang 15 để chuẩn bị cho tiết sau. Giáo án:Sinh học 12 (NC) GVBM: Nguyễn Văn Nâu Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Hóa - Sinh Giáo án:Sinh học 12 (NC) GVBM: Nguyễn Văn Nâu . chuẩn bị cho tiết sau. Giáo án :Sinh học 12 (NC) GVBM: Nguyễn Văn Nâu Trường THPT Tiểu Cần Tổ: Hóa - Sinh Giáo án :Sinh học 12 (NC) GVBM: Nguyễn Văn Nâu . ADN ở sinh vật nhân thực: - Giống như cơ chế nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ. - Khác với nhân đôi ADN ở sinh vật nhân sơ ở chỗ: + Nhân đôi ADN ở sinh vật