GA chủ đề cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử

1.1 Mô tả chuyên đề Chuyên đề gồm chương I/phần năm Di truyền học/Sinh học 12 THPT + Bài 1: Gen, mã di truyền trình nhân đôi ADN + Bài 2: Phiên mã dịch mã + Bài 3: Điều hòa hoạt động gen 1.2 Nội dung chuyên đề 1.2 Gen, mã di truyền quy trình nhân đơi ADN 1.2 1.1 Gen 1.2 Mã di truyền 1.2 Quá trình nhân đơi AND 1.2.2 Phiên mã dịch mã 1.2.2.1 Phiên mã - Khái niệm phiên mã - Cơ chế phiên mã 1.2.2.2 Dịch mã - Khái niệm dịch mã - Cơ chế dịch mã 1.2 Điều hòa hoạt động gen 1.2 3.1 Khái niệm 1.2 3.2 Cấu trúc Operon Lac 1.2 3.3 Cơ chế hoạt động Operon Lac - Khi mơi trường khơng có lactozo - Khi mơi trường có lactozo 1.3 Thời lượng - Số tiết học lớp: tiết - Thời gian học nhà: tuần II Tổ chức dạy học chuyên đề Mục tiêu chuyên đề Sau học xong chuyên đề học sinh có khả năng: 1.1 Kiến thức - Nêu định nghĩa gen kể tên vài loại gen - Nêu định nghĩa mã di truyền số đặc điểm mã di truyền - Trình bày diễn biến chế chép ADN tế bào nhân sơ - Trình bày diễn biến chế phiên mã dịch mã - Trình bày chế điều hòa hoạt động gen sinh vật nhân sơ - Nhận hợp lí hoạt động gen tế bào 1.2 Kỹ - Đưa định nghĩa gen,mã di truyền - Tìm kiếm mối quan hệ chế di truyền từ ADN đến tính trạng - Kỹ tìm kiếm thơng tin qua đọc sách, - Quan sát phân tích kênh hình - Quan sát phát kiến thức - Kĩ giao tiếp học sinh với học sinh học sinh với giáo viên 1.3 Thái độ - Say mê nghiên cứu khoa học - Hứng thú quan tâm với chế di truyền - Có quan niệm đắn di truyền tính trạng người * Giáo dục mơi trường - Sự đa dạng gen đa dạng di truyền (đa dạng vốn gen) sinh giới - Bảo vệ nguồn gen, đặc biệt nguồn gen quý cách bảo vệ, nuôi dưỡng, chăm sóc động thực vật quý 1.4 Năng lực - Năng lực tự học nghiên cứu tài liệu thông tin thu thập - Năng lực giải vấn đề thể thông qua việc phát giải thích tình phát sinh - Năng lực sử dụng ngôn ngữ thể qua việc học sinh thuyết trình trao đổi kiến thức với với giáo viên - Năng lực sử dụng công nghệ thông tin truyền thông để thu thập thông tin cho chuyên đề : SGK, internet,… - Năng lực hợp tác thảo luận nhóm phân cơng cơng việc cho thành viên nhóm - Năng lực tự quản lí phân chia thởi lượng cho tiểu chủ đề - Năng lực vận dụng lý thuyết để tính toán tập liên quan Chuẩn bị giáo viên học sinh: 2.1 Chuẩn bị giáo viên - Các hình ảnh, video minh họa chế di truyền chế điều hòa hoạt động gen - Bảng hoạt động nhóm, máy chiếu v.v 2.2 Chuẩn bị học sinh Tìm kiếm thơng tin hình ảnh liên quan đến chun đề Tiến trình tổ chức hoạt động học tập: Dạy học theo dự án Bước 1: Lập kế hoạch (Thực lớp tiết) Hoạt động 1: Phát vấn đề (10 phút) Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Học sinh - Gen, mã di truyền q trình nhân đơi ADN - Phiên mã dịch mã - Điều hòa hoạt động gen Đưa tình huống: - Vì sinh thường giống bố, mẹ? - Ở người có phụ nữ có khả tiết sữa giai đoạn cho bú, giải thích tượng - Xác định tên chuyên đề - Thảo luận nhóm để đưa câu trả lời - Nhận biết mục tiêu chuyên đề Hoạt động 2: Tìm hiểu lí thuyết để xây dựng tiểu chủ đề (30 phút) Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh Tìm hiểu lí thuyết Tổ chức cho HS nghiên cứu SGK 1, 2, tìm hiểu về: Tìm hiểu sở lí thuyết chuyên đề chế di truyền cấp độ phân tử: + Gen, mã di truyền, q trình nhân đơi ADN + Phiên mã dịch mã + Điều hòa hoạt động gen + Khái niệm cấu trúc chung gen cấu trúc + Khái niệm đặc điểm mã di truyền + Q trình nhân đơi ADN, phiên mã, dịch mã (nơi diễn ra, nguyên tắc, nguyên liệu, diễn biến, kết quả) + Điều hòa hoạt động gen sinh vật nhân sơ (KN, cấp độ, mô hình cấu trúc Operon Lac, điều hịa hoạt động Operon Lac) Xây dựng tiểu chủ đề / ý tưởng Chia nhóm học sinh : nhóm( 78 HS/ nhóm) Yêu cầu HS nhóm thực tất nội dung chuyên đề - HS hoạt động nhóm, chia sẻ ý tưởng - HS liệt kê tiểu chủ đề có chuyên đề: + Khái niệm đặc điểm gen cấu trúc mã di truyền + Q trình nhân đơi ADN (nơi diễn ra, nguyên tắc, nguyên liệu, diễn biến, kết quả) + Quá trình phiên mã (nơi diễn ra, nguyên tắc, nguyên liệu, diễn biến, kết quả) + Quá trình dịch mã (nơi diễn ra, nguyên tắc, nguyên liệu, diễn biến, kết quả) + Điều hòa hoạt động gen sinh vật nhân sơ (KN, cấp độ, mơ hình cấu trúc Operon Lac, chế điều hòa hoạt động Operon Lac) Lập kế hoạch Yêu cầu HS nêu nhiệm vụ cần thực tiểu chủ đề nêu - Căn vào chủ đề học tập gợi ý GV để nêu nhiệm vụ - GV gợi ý nguồn tư liệu mạng, địa phương mà học sinh tham khảo; cách phân công để thực tiểu chủ đề - Thảo luận lên kế hoạch thực nhiệm vụ (Nhiệm vụ, người thực hiện, thời lượng, phương pháp, phương tiện, sản phẩm, ) - GV đưa khung đề cương báo cáo chung cho tiểu chủ đề (phụ lục 1) ĐỀ CƯƠNG BÁO CÁO TIỂU CHỦ ĐỀ Tiểu chủ đề: Khái niệm đặc điểm gen cấu trúc mã di truyền Khái niệm gen Cấu trúc chung gen cấu trúc Khái niệm mã di truyền Đặc điểm mã di truyền ĐỀ CƯƠNG BÁO CÁO TIỂU CHỦ ĐỀ Tiểu chủ đề: Q trình nhân đơi ADN Nơi diễn Nguyên tắc Nguyên liệu Diễn biến Kết * Lưu ý: sử dụng hình ảnh đoạn video clip minh họa cho chủ đề ĐỀ CƯƠNG BÁO CÁO TIỂU CHỦ ĐỀ Tiểu chủ đề: Quá trình phiên mã Nơi diễn Nguyên tắc Nguyên liệu Diễn biến Kết * Lưu ý: sử dụng hình ảnh đoạn video clip minh họa cho chủ đề ĐỀ CƯƠNG BÁO CÁO TIỂU CHỦ ĐỀ Tiểu chủ đề: Quá trình dịch mã Nơi diễn Nguyên tắc Nguyên liệu Diễn biến Kết * Lưu ý: sử dụng hình ảnh đoạn video clip minh họa cho chủ đề ĐỀ CƯƠNG BÁO CÁO TIỂU CHỦ ĐỀ Tiểu chủ đề: Điều hòa hoạt động gen sinh vật nhân sơ Khái niệm điều hòa hoạt động gen Các cấp độ điều hịa Mơ hình cấu trúc Operon Lac Cơ chế điều hòa hoạt động Operon Lac * Lưu ý: sử dụng hình ảnh đoạn video clip minh họa cho chủ đề Bước 2: Thực chuyên đề xây dựng chuyên đề (Thực lên lớp - tuần) Thời lượng Nhiệm vụ Phương pháp / Sả phương tiện tiến hành buổi Thu thập thơng tin, tìm hiểu nội dung yêu cầu tiểu chủ đề Đọc SGK buổi Thống nội dung báo cáo Hoạt động nhóm Đề ch buổi Xây dựng nội dung báo cáo Máy tính - Hồn tất sản phẩm Powerpoint Truy cập internet/máy tính Nộ qu - Bước : Báo cáo kết đánh giá (Thực lớp tiết) Hoạt động 1: Báo cáo kết Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Báo cáo kết - Tổ chức cho nhóm báo cáo kết quà phản hồi (Mỗi tiểu chủ đề chọn nhóm báo cáo nhóm cịn lại phản biện) - Các nhóm bá bày nhóm - Gợi ý nhóm nhận xét bổ sung cho nhóm khác - Chốt nội dung tiểu chủ đề - Trả lời câu hỏ (phụ lục 2) - Ghi nhận nội Phụ Lục I Gen mã di truyền Khái niệm: Gen đoạn phân tử ADN mang thông tin mã hố chuỗi pơlipeptit hay phân tử ARN Vd: gen tARN mã hóa phân tử ARN vận chuyển Cấu trúc chung gen cấu trúc: gồm vùng: + Vùng điều hịa + Vùng mã hóa + Vùng kết thúc Khái niệm mã di truyền Mã di truyền trình tự Nu gen quy định trình tự a.a phân tử prơtêin Đặc điểm mã di truyền - Mã di truyền đọc liên tục theo cụm Nu không gối lên - Mã di truyền có tính đặc hiệu: ba mã hóa a.a - Mã di truyền có tính thối hố: a.a mã hoá nhiều ba khác (trừ AUG; UGG) - Mã di truyền có tính phổ biến: áp dụng cho tất lồi II Q trình nhân đơi ADN Nơi diễn ra: + Tế bào nhân sơ (trong TBC) + Tế bào nhân thực (trong nhân) Nguyên tắc: bổ sung (A – T, G – X) bán bảo toàn Nguyên liệu: ADN mạch khuôn, Nu tự do, enzim (tháo xoắn, ADN polimeraza, ligaza) Diễn biến: + Bước1: tháo xoắn Nhờ enzim tháo xoắn, mạch đơn ADN tách dần thành chạc chữ Y + Bước2: tổng hợp mạch ADN Cả mạch làm mạch khuôn; mạch tổng hợp mạch 3’-5’: liên tục; mạch khuôn 5’-3’: gián đoạn → đ Kết quả: pt ADN mẹ → ADN (giống giống ADN mẹ) III Cơ chế phiên mã Nơi diễn ra: + Tế bào nhân sơ: TBC + Tế bào nhân thực: nhân Nguyên tắc: bổ sung (A- U, G – X, T - A) Nguyên liệu: ADN mạch khuôn( mạch mã gốc), Nu tự do, enzim (ARN polimeraza) Diễn biến: + Mở đầu: ARN-pol bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn để lộ đoạn mạch khuôn 3’-5’ + Kéo dài: ARN-pol trượt dọc theo mạch khuôn 3’-5’ để tổng hợp mạch ARN theo chiều 5’-3’ theo NTBS ( A-U; T-A; G-X; X + Kết thúc: ARN-pol di chuyển đến gặp tín hiệu kết thúc dừng PM, ARN giải phóng → chuỗi poli ribonucleotit có cấu trúc bậc Nếu tARN, rARN tiếp tục hình thành cấu trúc không gian bậc cao + Sau hình thành ARN chuyển qua màng nhân tới tế bào chất, ADN xoắn lại cũ Kết quả: đoạn pt ADN(gen)→ loại ARN IV Cơ chế dịch mã Nơi diễn ra: TBC Nguyên tắc: bổ sung (A- U, G – X) Nguyên liệu: mARN, tARN, rARN, ribôxôm, loại axit amin Diễn biến: - Hoạt hố a.a: Là q trình tạo thành phức hợp a.a – tARN nhờ enzim đặc hiệu lượng ATP - Tổng hợp chuỗi pôlipeptit: * Mở đầu: - Tiểu đơn vị bé ri gắn với mARN vị trí nhận biết đặc hiệu - Phức hợp mở đầu Met-tARN-UAX đến bổ sung với côđon mở đầu AUG mARN - Tiểu đơn vị lớn ri kết hợp tạp ri hoàn chỉnh * Kéo dài: - Côđon thứ mARN gắn bổ sung với anticôđon phức hợp aa-tARN thứ Ri giữ vai trò làm khung đỡ mARN phức hợp aa-tARN với nhau, đến Met aa tạo liên kết peptit ri d hợp cuối mARN * Kết thúc: - Khi ri tiếp xúc với ba KT q trình DM hồn tất - Met cắt khỏi chuỗi polipeptit Kết quả: chuỗi polipeptit V Điều hoà hoạt động gen Khái niệm: Điều hoà hoạt động gen điều hồ lượng sản phẩm gen tạo tế bào nhằm đảm phù hợp với điều kiện mơi trường phát triển bình thường thể Các cấp điều hòa: cấp PM, cấp DM, cấp sau DM Mơ hình cấu trúc opêron Lac: - Các gen có cấu trúc liên quan chức thường phân bố liền thành cụm có chung chế điều - Cấu trúc ôperon gồm : + Z, Y, A : gen cấu trúc + O (operator): vùng vận hành + P (promotor): vùng khởi động + R (regulator): gen điều hoà Sự điều hoà hoạt động ơperon Lac: * Khi mơi trường khơng có lactơzơ: gen điều hịa R tổng hợp prơtêin ức chế, prôtêin ức chế gắn vào vùng vận hành O làm (các gen cấu trúc không biểu hiện) * Khi môi trường có lactơzơ: + Gen điều hồ R tổng hợp prôtêin ức chế, lactôzơ chất cảm ứng gắn vào làm thay đổi cấu hình prơtêin ức chế, vào gen vận hành O nên ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động P tiến hành PM DM gen cấu trúc Z, Y, A lượng cho tế bào (biểu hiện) + Khi lactôzơ bị phân giải hết prơtêin ức chế lại lien kết với vùng vận hành → dừng PM Hoạt động 2: Đánh giá kết Nội dung Hoạt động Giáo viên Hoạt động Đánh gía q trình thực Tổ chức nhóm tự đánh giá Các nhóm tự đ (Bộ đánh giá) III KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Bảng mô tả mức độ câu hỏi/bài tập/thực hành thí nghiệm đánh giá lực học sinh qua chủ đề MA TRẬN MỤC TIÊU CHUYÊN ĐỀ: CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ Nôi dung MỨC ĐỘ NHẬN THỨC NHẬN BIẾT THÔNG HIỂU VẬN DỤNG THẤP VẬN DỤN Khái niệm gen - Nêu khái niệm gen - Cho ví dụ đoạn cấu trúc gen - Xác định sản phẩm gen - Phân biệ - Kể tên loại gen - Giải thích vai trò gen cấu trúc gen điều hòa - Xác định đâu gen cấu trúc đâu gen điều hịa - Luận hóa cho m thể - Nêu khái niệm MDT - Giải thích MDT mã ba - Xác định số ba mã hóa từ đoạn ADN - Tìm tươ trình tự n tự nu tự aa tron - Nêu đặc điểm MDT - Giải thích tính chất MDT - Vận dụng làm tập MDT - Luận truyền ph - Kể bước thành phần tham gia vào q trình nhân đơi - Tóm tắt sơ lược bước q trình nhân đơi - Xác định chiều dài, số lượng nucleotit, số liên kết hidro gen - Xác định trường cu hóa trị, h thành nhân đôi Phân loại gen Khái niệm MDT Gen, MDT q trình nhân đơi ADN Đặc điểm MDT Qúa trình nhân đơi ADN - Liệt kê ngun tắc có q trình nhân đơi ADN - Giải thích nguyên tắc bổ sung nguyên tắc bán bảo tồn - Chỉ đ hệ ge gen E nhân đôi - Kể thành phần tham gia vào PM - Trình bày diễn biến trình PM Phiên mã Phiên mã dịch mã Dịch mã Điều hòa hoạt động gen Khái niệm Thành phần cấu trúc - Giải thích khác chế PM sinh vật nhân sơ sinh vật nhân thực - Kể thành phần tham gia vào DM - Chỉ vai trò thành phần tham gia vào trình DM - Liệt kê tên giai đoạn trình DM - Chỉ kết luận liên quan đến chế DM - Vận dụng NTBS để xác định trình tự nucleotit mạch ARN - Xác định số nu gen mã hóa cho phân tử ARN với số intron exon cho sẵn - Vận dụn lượng nu - Xác định số axit amin chuỗi pôlipeptit tạo q trình DM - Dự đốn có n gia vào qu - Xác định số liên kết peptit chuỗi polipeptit tạo từ DM - Phân tíc trình PM chế di tru phân tử - Trình bày khái niệm điều hòa hoạt động gen - Liệt kê thành phần Operon Lac - Xác định qua k lần - Chỉ vai trò thành phần tham gia vào chế điều hịa Operon lac - Trình bày chế hoạt động Operon Lac - Tóm tắt chế điều hòa hoạt động gen sinh vật nhân sơ - Chỉ hợp lí chế điều hòa hoạt động gen với nhu cầu tế bào thể - Luận gen tăng hoạt tham tham gia thực - Sơ đồ h điều hòa gen mộ Cơ chế MA TRẬN ĐỀ 15 PHÚT: CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ Nôi dung MỨC ĐỘ NHẬN THỨC NHẬN BIẾT THÔNG HIỂU VẬN DỤNG THẤP VẬN DỤN Đặc điểm MDT Gen, MDT q trình nhân đơi ADN Qúa trình nhân đơi ADN - Nêu đặc điểm MDT - Giải thích tính chất MDT - Liệt kê nguyên tắc có q trình nhân đơi ADN - Tóm tắt sơ lược bước q trình nhân đơi - Kể thành phần tham gia vào PM - Giải thích khác chế PM sinh vật nhân sơ sinh vật nhân thực Phiên mã Phiên mã dịch mã Thành phần cấu trúc - Liệt kê thành phần Operon Lac Bài tập/ câu hỏi kiểm tra chủ đề Cho sơ đồ sau - Vận dụng NTBS để xác định trình tự ribonucleotit mạch ARN - Xác định số axit amin chuỗi pôlipeptit tạo trình DM Dịch mã Điều hịa hoạt động gen - Xác định trường cu tham gia Dựa vào sơ đồ em trả lời câu hỏi1,2,3 Câu 1: Hãy kể tên thành phần tham gia vào trình phiên mã? A ADN gốc (mạch 3’ -5’), nucleotit enzim(ADN polimeaza) B ADN gốc (mạch 3’ -5’), nucleotit enzim(ARN polimeaza) C ADN gốc (mạch 5’ -3’), nucleotit enzim(ARN polimeaza) D ADN gốc (mạch 5’ -3’), nucleotit enzim(ADN polimeaza) Câu 2: nội dung ĐÚNG khác chế PM sinh vật nhân sơ sinh vật nhân thực? A Sinh vật nhân sơ chứa gen phân mảnh B Ở sinh vật nhân thực chứa đoạn mã hóa khơng mã hóa C Sinh vật nhân sơ chứa đoạn gen mã hóa khơng mã hóa D Ở sinh vật nhân thực chứa tồn đoạn khơng mã hóa Câu 3: Dựa vào hình 2.2, em thực chọn đoạn mạch ARN mạch khn gen có trình tự sau: 3’ATGTAXGTAX5’ A 3’UAXAUGXAUG5’ 5’TAXATGXATG3’ B 3’TAXATGXATG5’ Sử dụng hình sau trả lời câu số Câu 4: Operon Lac gồm có thành phần nào? A Gen điều hịa, gen vận hành, gen cấu trúc B Gen điều hòa, gen khởi động, gen cấu trúc C Gen bất hoạt, gen vận hành, gen cấu trúc D Gen khởi động, gen vận hành, gen cấu trúc Cho sơ đồ sau: C 5’UAXAUGXAUG3’ D Hãy sử dụng thông tin sơ đồ để trả lời câu hỏi 5, sau đây: Câu 5: Q trình nhân đơi dựa nguyên tắc nào? A Bán bảo tồn B Nguyên tắc bổ sung C Nguyên tắc bán bảo toàn nguyên tắc bổ sung D Nguyên tắc bán bảo toàn Câu 6: Phát biểu sau nói q trình nhân đơi ADN ? A Enzim nối ligaza có mặt hai mạch tổng hợp B Enzim ADN pôlimeraza trượt theo hai chiều ngược mạch khuôn C Enzim ADN pôlimeraza di chuyển sau enzim tháo xoắn D Trong trình nhân đơi ADN, mạch tổng hợp liên tục, mạch tổng hợp gián đoạn Câu 7: Một phân tử AND sinh vật nhân thực dài 5100A o có số Nu loại A chiếm 20% tổng số nu Số nu loại G mội trường cung cấp cho ADN nhân đôi lần là? A 600 B 900 C 1500 D 1800 Câu 8: Một phân tử AND sinh vật nhân thực có tổng số nucleotit 3000 Gen tham gia vào trình phiên mã dịch mã số axit amin chuỗi polipeptit riboxom trượt hết mARN? A 500 B 1500 C 499 D 498 Câu 9: Tóm tắt sơ lược bước q trình nhân đơi AND đúng? A Tháo xoắn phân tử AND→ tổng hợp mạch AND mới→ hai phân tử ADN B Tổng hợp mạch AND → Tháo xoắn phân tử AND → hai phân tử ADN C Hai phân tử ADN → tổng hợp mạch AND mới→ Tháo xoắn phân tử AND D Tháo xoắn phân tử AND→ hai phân tử ADN → tổng hợp mạch AND Câu 10: Mã di truyền có tính thối hóa do: A Số loại mã di truyền nhiều số loại nuclêôtit nuclêôtit B Số loại axit amin nhiều số loại C Số loại axit amin nhiều số loại mã di truyền axit amin D Số loại mã di truyền nhiều số loại ... ĐÁNH GIÁ Bảng mô tả mức độ câu hỏi/bài tập/thực hành thí nghiệm đánh giá lực học sinh qua chủ đề MA TRẬN MỤC TIÊU CHUYÊN ĐỀ: CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ Nôi dung MỨC ĐỘ NHẬN THỨC NHẬN BIẾT... TIỂU CHỦ ĐỀ Tiểu chủ đề: Quá trình dịch mã Nơi di? ??n Nguyên tắc Nguyên liệu Di? ??n biến Kết * Lưu ý: sử dụng hình ảnh đoạn video clip minh họa cho chủ đề ĐỀ CƯƠNG BÁO CÁO TIỂU CHỦ ĐỀ Tiểu chủ đề: ... gen tăng hoạt tham tham gia thực - Sơ đồ h điều hòa gen mộ Cơ chế MA TRẬN ĐỀ 15 PHÚT: CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ Nôi dung MỨC ĐỘ NHẬN THỨC NHẬN BIẾT THÔNG HIỂU VẬN DỤNG THẤP VẬN DỤN Đặc